La actividad de la caspasa se debe a un grupo de enzimas muy complejas que regulan la muerte celular programada, o apoptosis, en organismos multicelulares. Las enzimas involucradas en esta actividad son un subtipo de una clase de proteasas, enzimas que degradan otras prote?nas. Hay varios tipos de caspasas que tienen diferentes funciones para causar apoptosis. Las alteraciones en la regulaci?n de la apoptosis pueden provocar c?ncer o enfermedades autoinmunes, por lo que hay mucho inter?s en comprender mejor la bioqu?mica y la gen?tica de la activaci?n de caspasas en c?lulas humanas utilizando organismos m?s simples.
Para evitar que las c?lulas se autodestruyan, las caspasas se mantienen inactivas. Tales enzimas inactivas se conocen como zim?genos. Una vez que se ha iniciado el proceso de muerte apopt?tica, las caspasas se activan al cortar parte de su estructura. A diferencia de muchos factores celulares importantes, estas enzimas se mantienen en la c?lula ya producida, pero en estado latente, listas para activarse tan pronto como se necesiten.
Hay dos clases principales de actividad de caspasa que activan la apoptosis. Los primeros son las caspasas iniciadoras, que est?n reguladas por inhibidores. Estas enzimas se activan tan pronto como se induce el proceso de muerte celular programada. Las caspasas iniciadoras activas cortan las caspas efectoras inactivas, que luego activan la apoptosis.
Uno de los procesos clave de la apoptosis es la descomposici?n del ADN cromos?mico en sus unidades individuales. Las caspasas efectoras inhiben las enzimas que reparan el ADN da?ado. Tambi?n rompen prote?nas, como la lamina, que mantienen el n?cleo unido como una unidad. Adem?s, la actividad efectora de la caspasa puede hacer que el ADN nuclear se fragmente.
Con cambios tan dram?ticos, la c?lula muere, lo que no es necesariamente malo para el organismo. Es normal que una persona muera decenas de miles de millones de c?lulas al d?a y se formen otras nuevas. El problema es cuando la regulaci?n de la apoptosis sale mal. Con muy poca apoptosis, las c?lulas en ese tejido pueden diseminarse y formar un tumor. Si hay demasiada apoptosis, puede producirse atrofia.
Los estudios definitivos de los efectos de las enzimas se basan en una serie de factores, incluido el estudio de mutantes que carecen de la actividad. Es dif?cil y poco ?tico llevar a cabo tales estudios en humanos. Con frecuencia, el trabajo con apoptosis se lleva a cabo con nematodos o moscas de la fruta.
Para mantener la confusi?n al m?nimo, las caspasas est?n numeradas, comenzando con la caspasa 1 y pasando a 12. Dada la complejidad de este grupo de enzimas, no ser?a sorprendente si se descubrieran m?s enzimas con este tipo de actividad. Adem?s de su papel en la muerte celular programada, estas enzimas tambi?n est?n involucradas en la inflamaci?n, el da?o celular y el desarrollo.
Las caspasas pertenecen a una clase particular de proteasas, conocidas como ciste?na proteasas. Las proteasas se clasifican por los sustratos que usan o por la naturaleza de su sitio activo. Las ciste?na proteasas se definen por este ?ltimo grupo y todas tienen el amino?cido ciste?na en su sitio activo.
Hay una gran cantidad de kits comerciales disponibles para detectar la actividad de la caspasa. Se basan en la medici?n de la actividad de la proteasa a medida que el zim?geno se procesa en una enzima activa. La detecci?n de actividad de caspasa tambi?n puede implicar una funci?n, como el inicio o la ejecuci?n de la apoptosis.