Introducción a la Apoptosis (Cuarta Parte)

Por: Lionel Valenzuela Perez

1) La apoptosis disparada por señales internas: La vía intrínseca o vía mitocondrial

Conceptos clave de esta vía:

- La mitocondria es un punto crucial de control en la inducción de la apoptosis.

- La apoptosis es un proceso activo y controlado que requiere las síntesis de ARN y proteínas por parte de la célula que esta muriendo.

Componentes de la vía:

a) Las caspasas: iniciadoras y efectoras de la apoptosis:

Las caspasas son proteasas que tienen un aminoácido cisteína en su sitio activo, por lo tanto son cisteín-proteasas. Cualquier mutación que afecte a este aminoácido dejara a la proteasa sin actividad.

Reciben el nombre de Caspasas más de una docena de proteasas de la misma familia. El término hace referencia, al sitio donde cortan (C) las proteínas, luego de un aminoácido aspartato (Asp), de allí el nombre Caspasas (otros autores solo hacen referencia a que el término caspasas deriva de cisteín-aspartato proteasas).

Estas proteínas pueden ser divididas en dos grandes grupos las caspasas iniciadoras (como la caspasa 9), que son las activadoras de las caspasas efectoras (caspasa 3).

Las caspasas efectoras son responsables en último término de ejecutar a la célula, clivando las proteínas que provocaran la muerte celular. Ya que las caspasas pueden provocar la apoptosis, son proteínas estrechamente reguladas. Pero a la vez, se necesita que de ser necesario se activen rápidamente. ¿Cómo se logra esto? En primer término no se regula su transcripción (las caspasas estan presentes prácticamente en todos los tipos celulares), sino su activación a nivel post-transcripcional. Las caspasas son sintetizadas como pro-caspasas inmaduras. Es decir necesitan ser procesadas (clivadas) para volverse activas.

b) El citocromo c y Apaf-1: activadores de la Caspasa 9

El citocromo c es un componente de la cadena respiratoria, que actua como factor pro-apoptotico cuando es liberado al citoplasma. La liberacion del citocromo c, es precedido por cambios en la permeabilidad de la membrana mitocondrial. Una vez liberado al citoplasama el citocromo c se une con la proteina Apaf-1 (factor activador-1 de la proteasa apoptotica). Este complejo Citocromo c, Apaf-1 más ATP se oligomeriza y se une a la pro-caspasa 9 inmadura activandola, formando el Apoptosoma. Las pro-caspasas 9 una vez activas se clivan unas a otras, formando la caspasa madura (un tetrámero con cuatro subunidades, dos grandes y dos pequeñas).

Luego la caspasa 9 madura inicia una cascada proteolítica que se expande (amplificación), activando otras caspasas efectoras (como la caspasa 3), que llevan finalmente a los cambios celulares característicos de la apoptosis.

c) Resumen de la vía

Las células sanas, expresan sobre la superficie de la membrana mitocondrial externa la proteína Bcl-2. Esta proteína sirve a su vez de anclaje para la proteina Apaf-1 (“factor de activación-1 de la proteasa apoptótica”). Podemos decir entonces que la proteína Bcl-2 es una proteína inhibidora de la apoptosis, porque retiene a la Apaf-1 y le impide formar parte del apoptosoma.

Cuando se generan señales de daño interno celular (por ejemplo por radicales libres), la proteína Bcl-2 libera a la proteína Apaf-1. Una proteína relacionada con Bcl-2 llamada Bax, forma un poro y penetra la membrana mitocondrial, provocando la salida del citocromo c (un componente de la cadena respiratoria). Entonces, la proteina Bax es pro-apoptótica, ya que permite la salida del citocromo c y su unión a Apaf-1.

Las proteínas liberadas, citocromo c (más el ATP necesario para la activación) y Apaf-1 se unen a la proteasa caspasa 9. El resultado de la unión de estas tres proteínas citocromo c, Apaf-1 y caspasa 9, da como resultado la formación del complejo llamado apoptosoma.

El apoptosoma comienza la cascada proteolítica que provoca finalmente la digestión de las proteínas estructurales del citoplasma, proteínas estructurales del núcleo, degradación de los cromosomas y fagocitosis de la célula .