Akceptuję
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczone w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności

Zamknij X
Reklama1
Strona główna Artykuły

Cytochrom c – Fizjologia życia i śmierci komórki

STRESZCZENIE

Przebieg prawidłowych procesów przemiany materii i energii, zarówno na poziomie komórki, organizmu, czy całego ekosystemu, nie byłby możliwy bez obecności jednego z kluczowych przenośników elektronów – cytochromu c. Dzięki temu, że cytochrom c jest zamknięty w przestrzeni międzybłonowej mitochondrium, nie może kontaktować się z molekułami obecnymi w cytoplazmie komórki. Jednak w sytuacji odebrania przez komórkę sygnału śmierci, dochodzi do przebudowy zewnętrznej błony mitochondrialnej i uwolnienia cytochromu c, którywchodzi w interakcje ze składnikami cytoplazmy i aktywuje szlaki prowadzące do degradacji komórki, ujawniając tym samym swoją dualistyczną naturę.

WSTĘP

W każdym układzie, a w tym w każdym żywym, jednokomórkowym czy wielokomórkowym organizmie niezbędne jest zachowanie równowagi. Każda komórka balansuje nieustannie pomiędzy procesami umożliwiającymi jej prawidłowe funkcjonowanie i życie a ich zaburzeniem i śmiercią. Każdy wielokomórkowy organizm lub też populacja jednokomórkowych organizmów dąży do zachowania odpowiedniej ilości komórek, a procesami wykonawczymi są w tym zakresie cykl komórkowy (który zwieńczony mitozą prowadzi do zwiększenia ich liczby) i proces śmierci komórkowej (który zmniejsza ilość komórek i nie dopuszcza do ich nadmiernego namnażania). Szczególnie interesujący i nadal słabo poznany pod względem jego roli i przebiegu jest proces śmierci komórkowej. Choć w wydźwięku swojej nazwy może wydawać się niekorzystny, to jeśli odbywa się w sposób ściśle kontrolowany, jest niezbędny dla zachowania homeostazy ustroju na wszystkich etapach jego funkcjonowania. Dotyczy to zarówno organizmów roślinnych jak i zwierzęcych. Dowodem w tym zakresie są procesy, które obejmują u roślin, np. proces rozwoju gametofitów męskich czy żeńskich, a u zwierząt, oprócz klasycznych przejawów rozwoju, także zarodkowego (jak np. zanik błon pławnych pomiędzy palcami), jest rozwój wielu schorzeń będących wynikiem zaburzeń inicjacji i przebiegu PCD (ang. programmed cell death), w tym coraz powszechniejszych chorób nowotworowych, chorób neurodegeneracyjnych czy zaburzeń związanych z funkcjonowaniem układu odpornościowego (JIANG I WANG, 2004).

Żaden jednak proces umożliwiający życie nie może zajść bez udziału energii, która produkowana jest w komórce przez wyspecjalizowane organelle, jakimi są mitochondria. Zachodzi w nich szereg reakcji prowadzących do wytworzenia molekularnej jednostki energetycznej, czyli ATP (adenozyno-5′-trifosforan). Szczególnie interesującym jest fakt, że zarówno powstawanie energii, jak i wcześniej wspomniana śmierć komórkowa, szczególnie u zwierząt, najlepiej poznana pod postacią apoptozy (GALLUZZI I IN., 2015),
a także w mniejszym stopniu u roślin, odbywa się przy udziale cytochromu c (cyt c) (KACPRZYK I IN., 2011), który w przypadku śmierci apoptotycznej nazywany jest holocytochromem c (GALLUZZI I IN., 2015).

Cyt c, wraz z jego formą b i c1 oraz a i a3 tworzy rodzinę cytochromów biorących udział w procesie fosforylacji oksydacyjnej. Budowa cyt c – hemoproteiny, jest zasadniczo oparta o cztery pierścienie pirolowe, tworzące układ hemu, analogicznie jak w układzie porfirynowym, z atomem żelaza w centralnej części tego układu, połączone ze 104 aminokwasami o masie 12,4 kDa (RICH I MARÉCHAL, 2010). Układ porfirynowy występuje także w innych cytochromach, np. w kompleksie cytochromów b6f oraz bc1, pełniących odpowiednio, funkcję reduktazy plastochinon:plastocyjanina w fazie jasnej procesu fotosyntezy i reduktazy koenzym Q:cytochrom c w szlaku transportu elektronów. Układ porfirynowy znajduje się także w czerwonej hemoglobinie, zielonej chlorokruorynie i różowej hemoerytrynie z atomem żelaza, lub w niebieskiej chemocyjaninie, z atomem miedzi w centrum układu, występuje on także w chlorofilach, przy czym zamiast atomu żelaza znajduje się tam atom magnezu (RICH I MARÉCHAL, 2010).

Budowa białkowej części cyt c jest zakodowana w DNA jądrowym i produkowana z udziałem rybosomów na terenie cytoplazmy, skąd w postaci nieaktywnego apo-cytochromu c transportowana jest poprzez zewnętrzną błonę mitochondrialną do przestrzeni międzybłonowej. Miejscem ostatecznej lokacji cyt c jest zewnętrzna powierzchnia wewnętrznej błony mitochondrialnej, gdzie po połączeniu z grupą hemową apo-cytochrom c staje się dojrzałym białkiem (CAI I IN., 1998).

Oprócz, znanej od dawna, zasadniczej roli cyt c w transporcie elektronów odbywającym się podczas oddychania wewnątrzkomórkowego, należy zwrócić uwagę na jego kluczową rolę w procesie śmierci komórkowej występującej u zwierząt (głównie apoptozy) (OW I IN., 2008; GALLUZZI I IN., 2015) oraz PCD komórek roślinnych (KACPRZYK I IN., 2011; MARTÍNEZ-FÁBREGAS I IN., 2014).

 


Tagi: cytochrom c, oddychanie wewnątrzkomórkowe, łańcuch transportu elektronów, apoptosom, programowane śmierć komórki
wstecz Podziel się ze znajomymi

Recenzje



znajdz nas na fcb
Informacje dnia: Wzajemne oddziaływania białek w uszkodzeniach DNA Wyleczyć uciążliwą dolegliwość układu pokarmowego Przyjazne środowisku katalizatory do zadań specjalnych Naukowcy spowolnili proces starzenia się Terapeutyczne wykorzystanie komórek dendrytycznych Znamy finalistów FameLab Wzajemne oddziaływania białek w uszkodzeniach DNA Wyleczyć uciążliwą dolegliwość układu pokarmowego Przyjazne środowisku katalizatory do zadań specjalnych Naukowcy spowolnili proces starzenia się Terapeutyczne wykorzystanie komórek dendrytycznych Znamy finalistów FameLab Wzajemne oddziaływania białek w uszkodzeniach DNA Wyleczyć uciążliwą dolegliwość układu pokarmowego Przyjazne środowisku katalizatory do zadań specjalnych Naukowcy spowolnili proces starzenia się Terapeutyczne wykorzystanie komórek dendrytycznych Znamy finalistów FameLab

Partnerzy

GoldenLine Fundacja Kobiety Nauki Obywatele Nauki NeuroSkoki Biomantis Uni Gdansk MULTITRAIN I MULTITRAIN II Nauki przyrodnicze KOŁO INZYNIERÓW PB ICHF PAN FUNDACJA JWP NEURONAUKA BIOOPEN 2016 Mlodym Okiem Nanotechnologia Lodz Genomica SYMBIOZA 2017 Nauka w Polsce CITTRU - Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu Akademia PAN Chemia i Biznes Farmacom Świat Chemii Forum Akademickie Biotechnologia     Geodezja „Pomiędzy naukami – zjazd fizyków i chemików” WIMC WARSZAWA 2016 Konferencja Biomedyczna Projektor Jagielloński Instytut Lotnictwa EuroLab