Apoptosewege sind automatische biologische Systeme, die ein Organismus verwendet, um genetisch geschädigte oder veränderte Zellen durch einen Prozess namens programmierter Zelltod zu zerstören. Um Apoptose zu erreichen, was wörtlich „Abfallen“ bedeutet, verwendet ein Organismus einen von zwei bekannten Apoptosewegen: intrinsisch und extrinsisch. Sobald sie von einer beschädigten Zelle aktiviert wurden, verwenden diese beiden Wege Enzyme, um die Proteinstruktur der Zelle abzubauen und die Zelle auf chemischer Ebene zu zerlegen. Mithilfe von Apoptosewegen kann sich ein Organismus von geschädigten Zellen befreien, bevor eine Nekrose einsetzt oder, im Fall bestimmter Krebszellen, sich die Zelle ausbreitet und weitere Schäden anrichtet.
Wege der intrinsischen Apoptose kann man sich als das Selbstzerstörungssystem einer Zelle vorstellen. Die intrinsische Apoptose beginnt innerhalb einer Zelle, wenn sie physisch beschädigt oder auf andere Weise kritisch gestresst wird, beispielsweise durch Hypoxie oder Krankheit. Wenn dies geschieht, werden bestimmte normalerweise stabile Proteine durch den Schaden freigesetzt, werden instabil und lösen den Apoptoseprozess aus, indem sie Gene in der DNA der Zelle aktivieren, die Apoptoseenzyme erzeugen. Diese Enzyme greifen dann die mitochondriale DNA der Zelle an, zerstören sie vollständig und setzen weitere Proteine und Enzyme frei, die die Zelle weiter abbauen. Ohne ihre DNA kann sich die Zelle nicht mehr reproduzieren oder andere Funktionen ausführen, als sich chemisch zu abbauen.
Extrinsische Apoptosewege werden außerhalb einer Zelle aktiviert, wenn andere Systeme in einem Organismus festgestellt haben, dass die Zelle sterben muss, normalerweise um Platz für neues oder anderes Zellwachstum zu machen. Es gibt zwei Möglichkeiten, die extrinsische Apoptose auszulösen: durch eine chemische Aktivierung oder durch bestimmte Belastungen wie Strahlenbelastung. Bei der chemischen Aktivierung setzt der Organismus chemische Verbindungen frei, die sich an die Zelle anlagern, indem er Rezeptoren an der Zellwand verwendet, die als „Todesrezeptoren“ bezeichnet werden. Die Aktivierung dieser Rezeptoren löst dann den zellinternen Apoptoseprozess aus, um die Zelle zu zerstören. Bei stressbedingter extrinsischer Apoptose machen Strahlung und Chemikalien, wie sie bei der Behandlung bestimmter Krebsarten verwendet werden, die mitochondriale DNA durchlässig, wodurch Proteine und Enzyme des Apoptosewegs freigesetzt werden und die Zelle zerstört wird.
Obwohl Apoptose-Wege darauf ausgelegt sind, einem Organismus zu nützen, haben sich einige andere Organismen, wie beispielsweise Viren, angepasst, um sie zu nutzen. Viele Viren können in eine Zelle eindringen und dann die intrinsischen Apoptosewege der Zelle deaktivieren, während sie sich innerhalb der Zelle sicher vor dem Immunsystem des Organismus vermehren. Andere Viren, wie HIV, können Chemikalien erzeugen, die die Zellen des Immunsystems schwächen oder Apoptose auslösen, sie so zerstören und sie daran hindern, das Virus zu bekämpfen.