Mis on kaspaasi aktiveerimine?

Kaspaasid on ensüümid, mis lagundavad inimese rakud väikesteks fragmentideks osana nn apoptoosist või programmeeritud rakusurmast. Selle protsessi käigus demonteerivad kaspaasid puhtalt rakud, mida pole vaja või mis võivad kahjustamata jätta. Vältimaks kaspaaside rakkude pidevat lagunemist, eksisteerivad need tavaliselt passiivsel kujul. Kaspaaside aktiveerimise käivitavad rakkudega seonduvad ained ja rakus olevad mitokondritest pärinevad signaalid või immuunrakkude saabumine, mis käivitab sündmuste jada. Kaspaasid aktiveerivad üksteist kordamööda, lõpetades nendega, mis suudavad raku naabrite kasutamiseks väikesteks tükkideks lagundada.

Apoptoos erineb protsessist, mis toimub siis, kui rakud on kahjustatud ja tekib põletik. Kaspaaside toime tõttu eraldatakse rakud korralikult, ilma turse või muude põletikuga seotud häirivate muutusteta. See on oluline arenevas embrüos, kus soovimatud rakud eemaldatakse pidevalt. Kaspaaside aktiveerimine ja apoptoos on kasulikud ka siis, kui rakud on viirustega nakatunud, kuna rakud saab eemaldada enne viiruse levikut. Kaspaaside aktiveerimise ja apoptoosi teine ​​eelis on see, et mutatsioonidega rakke saab tõhusalt kasutusest kõrvaldada, vältides vähi arengut.

On olemas erinevad kaspaaside aktiveerimise teed, millest üks hõlmab aineid, mis seonduvad spetsiaalsete retseptoritega, mida nimetatakse surmaretseptoriteks, rakupinnal. Kui see seondumine on toimunud, rühmituvad surmaretseptorid kokku. Retseptorite osad ulatuvad raku sisse ja kui need koonduvad, tõmbavad teatud valgud ligi. Need raku sees olevad valgud seonduvad surmaretseptoritega ja käivitavad kaspaasi aktivatsioonijärjestuse.

Mõnikord põhjustavad immuunrakud, mida nimetatakse lümfotsüütideks, kaspaasi aktivatsiooni. Nad seonduvad rakupinna surmaretseptoritega, esitledes neid spetsiaalse ensüümiga või kahjustatud rakkude või viiruste osadega. Kaspaasi aktiveerimine võib toimuda ka siis, kui stress mõjutab rakku. See stress võib tuleneda viirusinfektsioonist, kiirguse või kemikaalide mõjust või teatud ainete puudumisest või liigsest kogusest. Stressi tõttu hakkavad väikesed struktuurid, mida tuntakse mitokondritena ja mis toodavad rakus energiat, vabastama valku, mis aktiveerib kaspaaside järjestuse.

Kui kaspaas on aktiveeritud, toimub reaktsioonide seeria või kaskaad, mis on sarnane komplemendi süsteemis nähtule. Kaspaasid aktiveeruvad ja aktiveerivad omakorda teisi kaspaase, kuni efektorkaspaasid, nagu kaspaas 6 ja kaspaas 3, muutuvad aktiivseks. Need efektorkaspaasid lagundavad olulisi raku struktuurseid valke. Kaspaasid võimaldavad raku DNA fragmenteerumist, aktiveerides ensüüme, mis võivad seda lagundada. Samal ajal kui DNA demonteeritakse, inhibeerivad kaspaasid selle parandamise eest vastutavaid ensüüme.