Kaj je aktivacija kaspaze?

Kaspaze so encimi, ki razgradijo človeške celice na majhne fragmente kot del tako imenovane apoptoze ali programirane celične smrti. Med tem postopkom kaspaze čisto razstavijo celice, ki niso potrebne ali bi lahko povzročile težave, če bi ostale nedotaknjene. Da bi preprečili, da bi kaspaze ves čas razgrajevale celice, običajno obstajajo v neaktivni obliki. Aktivacijo kaspaze sprožijo snovi, ki se vežejo na celice, in signali iz mitohondrijev v celici ali prihod imunskih celic sproži vrsto dogodkov. Kaspaze se med seboj aktivirajo in končajo s tistimi, ki lahko celico razgradijo na majhne koščke, ki jih uporabljajo njeni sosedi.

Apoptoza se razlikuje od procesa, ki se zgodi, ko so celice poškodovane in pride do vnetja. Zaradi delovanja kaspaz se celice lepo razstavijo, brez otekline ali drugih motečih sprememb, povezanih z vnetjem. To je pomembno pri razvijajočem se zarodku, kjer se neželene celice nenehno odstranjujejo. Aktivacija kaspaze in apoptoza sta koristni tudi, ko so celice okužene z virusi, saj se celice lahko odstranijo, preden se virus razširi. Druga prednost aktivacije kaspaze in apoptoze je, da je mogoče celice z mutacijami učinkovito odstraniti iz uporabe in tako preprečiti razvoj raka.

Obstajajo različne poti aktivacije kaspaze, od katerih ena vključuje snovi, ki se vežejo na posebne receptorje, znane kot receptorji smrti, na površini celice. Ko se ta vezava zgodi, se receptorji smrti združijo. Deli receptorjev štrlijo znotraj celice in ko se ti združijo, se nekatere beljakovine pritegnejo. Ti proteini iz notranjosti celice se vežejo na receptorje smrti in sprožijo zaporedje aktivacije kaspaze.

Včasih imunske celice, imenovane limfociti, povzročijo aktivacijo kaspaze. Vežejo se na receptorje smrti na celični površini in jih predstavijo s posebnim encimom ali z deli poškodovanih celic ali virusov. Aktivacija kaspaze se lahko pojavi tudi, ko stres vpliva na celico. Ta stres je lahko posledica virusne okužbe, učinkov sevanja ali kemikalij ali pomanjkanja ali presežka določenih snovi. Stres povzroči, da drobne strukture, znane kot mitohondrije, ki proizvajajo energijo v celici, sprostijo protein, ki aktivira zaporedje kaspaze.

Ko pride do aktivacije kaspaze, pride do serije ali kaskada reakcij, podobnih tistim, ki jih vidimo v sistemu komplementa. Kaspaze se aktivirajo in po vrsti aktivirajo druge kaspaze, dokler ne postanejo aktivne kaspaze efektorja, kot sta kaspaza 6 in kaspaza 3. Te efektorske kaspaze razgradijo pomembne celične strukturne beljakovine. Kaspaze omogočajo fragmentacijo DNK celice z aktiviranjem encimov, ki jo lahko razgradijo. Istočasno, ko se DNK razgradi, kaspaze zavirajo encime, ki so odgovorni za njeno popravilo.