VL 15: Apoptose

Question 1

Nekrose

Answer 1

• Sterbende Zelleen schwellen und lysieren
• Inhalt läuft aus und führt zu Entzündungen

Question 2

Apoptose

Answer 2

• Sterbende Zelllen schrumpfen und werden von anderen Zellen entsorgt
• Keine Entzündung

Question 3

Kontrolle der Zellzahl in multizellulären Organismen

Answer 3

• Einzeller wachsen so schnell wie möglich; externe Faktoen limitierend
• Multizelluläre Organismen erhalten Signale von anderen Zellen, um Wachstum abzustimmen
• Vier Kategorien von Signalen
  
  • Mitogene – aktivieren den Zellzyklus
  • Wachstumsfaktoren – Erhöhen die Zellmasse
  • Survival Faktoren – unterdrücken Apoptoose
  • Induktoren der Apoptose
• Grundprogramm ist: Zelle stirbt
  
  • Muss unterdrückt werden

Question 4

Morpholoogie der Apoptose

Answer 4

• Zelle schrumpft
• Chr ziehen sich zusammen und Fragmentieren
• Kernmembran brischt zusammen
• Apoptotische Körperchen formieren sich
• Apoptotische Körperchen werden phagozytiert

Question 5

Funktionen der Apoptose

Answer 5

• Bildung von Körperstrukturen in z.B. Embryonen (Hand, Fuß)
• Rückbildung nicht mehr benötigter Strukturen
• Rückbildung geschlechtsspezifischer Organanlagen z.B. Müllerscher Kanal männl. Org.
• Abbau von Überproduktion (Neuronen im Embryo)
  
  • im Embryo konkurrieren Neuronen um Survivalfaktoren ihrer Zielzellen
  • da am Anfang mehr Neuronen vorhaden als benötigt, müssen einige sterben
• Zerstörung von Zellen, die eine Gefahr für den Organismus darstellen
  
  • mit Viren infizierte Zellen
  • Krebszellen
  • Zellen des Immunsystems

Question 6

Zusammenhang Apoptose und Krankheiten

Answer 6

• Apoptose zu gering –> Krbs, Diabetes, pathogene virale Infektion
• Apoptose zu hoch –> AIDS, Muskelschwund, Herzinfarkt/Schlaganfall

Question 7

aWelche Zellen werden ständig erneuert

Answer 7

• Immunzellen
• Neutrophile (Abwehrzellen)
• B-Zellen

Question 8

Welche Zellen werden nicht regelmäßig ausgeetauscht?

Answer 8

• Nervenzellen, Knochenmarkzellen, Stammzellen

Question 9

Wie lange bis Mensch komplett erneuert

Answer 9

• 100 Tage
• vor allem zelluläre Bestandteile des Blutes

Question 10

Apoptosewege

Answer 10

• Induktoren
  
  • interne Stimuli
    
    • Abnormale DNA
    • DNA-Schäden
  • externe Stimuli
    
    • Fehlen von Wachstums-/Survivalfaktoren
    • Zusatz best. Cytokine
    • Cytotoxische T-Zellen
• Signaltransduktion
  
  • intrinisisch (über Mitochondrien)
  • extrinisch (über Todesrezeptoren)

Question 11

Extrinsischer Weg Apoptose/death receptor pathway

Answer 11

• aktiviert durch externe Cytokine
• Liganden der Todesrezeptoren
  
  • tumor necrosis factor (TNF) Proteinfamilie
• Aktivierung der Todesrezeptoren
  
  • Bindung des Liganden führt zur Homotrimerisierung des Rezeptors
    
    • muss um aktiv zu sein trimerisiert sein
  • haben eine “death domain” im Cytoplasma, die das Signal nach Trimerisierung weiterleitet
  • Trimerisierung erlaubt Bindung und Aktivierung von FADD (Fas associated death domain protein) und Formierung des “death induscing signal complex” DISC
• Aktivierung von Procaspasen
  
  • Caspasen sind aspartyl-spezifische Proteasen mit Cystein im aktiven Zentrum, die während der Frühphase der Apoptose aktiviert werden und dann alle zellulären Veränderungen hervorrufen
  • Ohne Stimulus existieren Caspasen als inaktive Vorläufer
  • Aktivierung erfordert das Entfernen eines Teil des Proteins durch DISC
  • die aktivierte Caspase diffundiert in das Cytoplasma und schneitet versch. Zielproteine

Question 12

2 Klassen von Caspasen

Answer 12

• Initiatorcaspasen
  
  • aktiviere de ausführenden Caspasen (Effektor)
  • Caspase 8; 9; 10; etc.
• Effektor (Executioner) Caspasen
  
  • zerstören Zielproteine und damit Zelle
  • Caspase 3; 6; 7

Question 13

Zielproteine von Effektoren

Answer 13

• Focall adhesiion Kinase (FAK)
  
  • Zerstörung FAK => zerstört Zelladhäsion
  • Zelle löst sich aus Verbund
• Lamine
  
  • Komponente der Kernhülle
• Zytoskelett
  
  • Aktin, Intermediärfilamente, etc.
  • Veränderung Zellform+Vesikularisierung
• Endonuklease CAD
  
  • Casp schneiiden CAD-Inhibitor
  • CAD zrschneidet Chromatin
• Enzyme, die DNA reparieren

Question 14

Zusammenfassund des death receptor pathway Extrinsischer Weg

Answer 14

• Todesligand dockt an death receptor
• Bildung FADD/DISC Komplex
• Aktivierung Caspasen 8 und 10
• Aktivieren Exucutioner Caspasen

Question 15

Intrinsischer Weg

Answer 15

• Bcl-2 Protein
  
  • können Homo- oder Heterodimere bilden
  • peo-apoptotische Bax Homodimere induzieren Apoptose
  • Bcl-2 formiert Heterodimer mit Bax => inhibiert die apoptotische Akivität von Bax
  • kontrollieren die Cytochrom c Translokation aus Mitochondrien
    
    • Ba-Homodimere öffnen Kanäle in Mitochondrienmembran
      
      • Cyt-c strömt aus Intermembranraum ins Cytoplasma
    • Bcal-2/Ba heterodimer formieren keine Pore

–> Bax = Export von Cyt c

–> Bcl-2 = inhibiert Export

• Cytochrom c Translokation intiiert eine Caspasekaskade
  
  • im Cytosol bindet Cyt c an Apaf-1 und formieren Apoptosom
  • Apoptosom aktiviert Casp 9
  • Casp 9 aktiviert Effektoren Casp 3, 6 und 7

Question 16

Zusammenfassung extrinsischer Weg und intrinsischer Weg

Answer 16

• beide Wege konvergieren an den executioner Caspasen