La morte cellulare programmata (PCD) o apoptosi è una parte normale del metabolismo degli animali. A volte questo processo può avvenire nella fase di sviluppo sbagliata, causando malattie. Normalmente, gli enzimi chiamati caspasi sono responsabili dell’induzione della morte cellulare. Un processo alternativo per produrre la PCD è una proteina chiamata fattore inducente l’apoptosi (AIF). Questa proteina si trova nei mitocondri e si trasferisce nel nucleo per causare la degradazione del DNA e la successiva morte cellulare.
L’apoptosi è una parte normale del metabolismo cellulare. Il corpo umano fa costantemente morire le cellule e poi le sostituisce. Se il processo non è regolato correttamente, può avere gravi effetti sulla fisiologia umana. Ad esempio, le cellule tumorali subiscono PCD molto meno frequentemente delle cellule sane e sono in grado di diffondersi e diventare tumori. In alternativa, se il regolamento provoca l’apoptosi troppo spesso, le cellule possono morire quando sono necessarie per la funzione dei tessuti.
I mitocondri sono strutture cellulari che sono separate dal resto della cellula da una membrana esterna. Hanno anche una membrana interna. Tra queste due membrane c’è uno spazio riempito di liquido che contiene molte proteine, in particolare quelle coinvolte nella generazione di energia per le cellule. Il fattore che induce l’apoptosi si trova in questo spazio e funziona nella via respiratoria.
Molte delle proteine ??coinvolte nel causare la morte delle cellule sono caspasi, ma il fattore che induce l’apoptosi è un tipo completamente diverso di proteina. Questo enzima è una flavoproteina, una proteina specializzata coinvolta nel trasferimento di elettroni. Si trova in una vasta gamma di cellule eucariotiche, che vanno dall’uomo all’organismo ciliato dello stagno Tetrahymena. Gli studi sulla sequenza delle proteine ??e dei geni che codificano per i fattori che inducono l’apoptosi hanno dimostrato che si tratta di una proteina antica e che risale molto indietro nell’evoluzione.
Quando i primi segnali iniziano la PCD, la membrana esterna dei mitocondri perde. Il fondo di investimento alternativo viene rilasciato dal suo compartimento nei mitocondri ed entra nel citosol, l’ambiente liquido della cellula. Da lì, raggiunge il nucleo. Questa proteina provoca la frammentazione del DNA nel nucleo. Nel processo, influenza l’integrità strutturale del nucleo interrompendo la struttura della cromatina, provocando una fase iniziale di morte cellulare programmata.
La regolazione del fattore che induce l’apoptosi è stata studiata a fondo in modelli animali. Ciò ha portato a correlazioni tra attività di AIF e morte di cellule neuronali. Malattie come la malattia di Lou Gehrig sono state correlate a tale attività negli studi con animali.
È noto che molte malattie umane sono dovute a problemi funzionali con i mitocondri. Un altro tipo di errata regolazione può accadere al fattore che induce l’apoptosi mentre è ancora nella sua posizione mitocondriale. Gli studi genetici hanno correlato mutazioni che colpiscono il FIA mentre è localizzato nel suo normale compartimento cellulare a una serie di malattie umane basate sul malfunzionamento dei mitocondri.