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Apoptose

La mort programmée de cellules ou apoptose est un processus physiologique important dans les organismes multicellulaires. L'équilibre entre la croissance des cellules et leur division et le taux de mort cellulaire permet l'ajustement dynamique du nombre de cellules selon des paramètres internes ou externes. Par exemple, pendant le développement du système nerveux des vertébrés environ la moitié des cellules subissent l'apoptose peu de temps après avoir été formées. Dans un organisme adulte, cet équilibre est essentiel pour maintenir la taille et la fonction des organes et des tissus. La dérégulation de cet équilibre mène souvent au cancer. À la différence de la nécrose qui cause une réponse inflammatoire potentiellement préjudiciable après que les cellules affectées éclatent, l'apoptose se déroule d'une manière très organisée : la cellule rétrécit et se condense tandis que les structures internes sont démontées et l'ADN est réduit en fragments. La cellule mourante est alors rapidement phagocytée par les cellules ou les macrophages voisins.

Au cœur du processus apoptotique se trouvent les caspases, une famille de protéases à cystéine. Elles sont produites sous forme de procaspases qui sont ensuite activées par clivage par d'autres caspases. Cette cascade de caspases est déclenchée lorsque les procaspases initiatrices (par exemple les procaspases 8, 9, 10) sont regroupées à l'aide des protéines adaptatrices, facilitant ainsi l'activation mutuelle due à une faible activité protéase ou des changements conformationnels des procaspases. Les caspases activées sont alors libres pour activer à leur tour des caspases effectrices (par exemple. les caspases 3, 6, et 7) et favoriser l'apoptose. Leur effet est également régulé par des protéines de la famille Bcl-2 (par exemple Bcl-2, Bcl-XL) et de la famille IAPs (inhibiteurs d'apoptose, par exemple BIRC1, XIAP).

Les processus apoptotiques suivent plusieurs voies. Des voies extrinsèques via un récepteur de mort sont induites par des ligands qui se lient à une famille de protéines réceptrices de mort (par exemple. les récepteurs FAS et TRAIL) contenant un domaine de mort cytoplasmique. La voie intrinsèque est engagée en réponse aux dommages à l'ADN ou au stress mitochondrial et revêt une importance toute particulière dans le cancer. Outre ces voies apoptotiques canoniques il existe également des voies indépendantes des caspases, déclenchées par exemple par le granzyme B et A. On pense que ces voies indépendantes des caspases ont évolué pour faire face aux virus qui inhibent les caspases.

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Caspases

Mitochondrial

Inhibitor of Apoptosis

Receptor

CRADD (CASP2 and RIPK1 Domain Containing Adaptor with Death Domain):

DR4 (Drought-Repressed 4 Protein):

RIPK1 (Receptor (TNFRSF)-Interacting serine-threonine Kinase 1):

TRAF1 (TNF Receptor-Associated Factor 1):

TRAF2 (TNF Receptor-Associated Factor 2):

TNFRSF10C (Tumor Necrosis Factor Receptor Superfamily, Member 10c, Decoy Without An Intracellular Domain):

TNFRSF10D (Tumor Necrosis Factor Receptor Superfamily, Member 10d, Decoy with Truncated Death Domain):

Cytoplasmatic

YWHAQ (Tyrosine 3-Monooxygenase/tryptophan 5-Monooxygenase Activation Protein, theta Polypeptide):

YWHAZ (Tyrosine 3-Monooxygenase/tryptophan 5-Monooxygenase Activation Protein, zeta Polypeptide):

Endoplasmatic Reticulum

Granzyme

Nuclear

DNA damage

Apoptosis Markers

AIFM1 (Apoptosis-Inducing Factor, Mitochondrion-Associated, 1):

EPR1 (Early-Phytochrome-Responsive1):

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