La muerte celular programada ( PCD , a veces denominada suicidio celular [1] ) es la muerte de una célula como resultado de eventos dentro de una célula, como la apoptosis o la autofagia . [2] [3] La PCD se lleva a cabo en un proceso biológico , que generalmente confiere ventaja durante el ciclo de vida de un organismo . Por ejemplo, la diferenciación de los dedos de las manos y de los pies en un embrión humano en desarrollo ocurre porque las células entre los dedos sufren apoptosis ; el resultado es que los dedos están separados. La PCD cumple funciones fundamentales durante el desarrollo de los tejidos tanto vegetales como animales .
Tanto la apoptosis como la autofagia son formas de muerte celular programada. [4] La necrosis es la muerte de una célula causada por factores externos como un traumatismo o una infección y se presenta de varias formas diferentes. Durante mucho tiempo se consideró que la necrosis era un proceso no fisiológico que se produce como resultado de una infección o una lesión, [4] pero en la década de 2000, se reconoció una forma de necrosis programada, llamada necroptosis , [5] como una forma alternativa de muerte celular programada. Se plantea la hipótesis de que la necroptosis puede servir como respaldo de la muerte celular a la apoptosis cuando la señalización de la apoptosis está bloqueada por factores endógenos o exógenos como virus o mutaciones. Más recientemente, también se han descubierto otros tipos de necrosis regulada, que comparten varios eventos de señalización con la necroptosis y la apoptosis. [6]
El concepto de "muerte celular programada" fue utilizado por Lockshin y Williams [7] en 1964 en relación con el desarrollo de tejidos de insectos , unos ocho años antes de que se acuñara el término "apoptosis". Sin embargo, el término PCD ha sido una fuente de confusión y Durand y Ramsey [8] han desarrollado el concepto proporcionando definiciones mecanicistas y evolutivas. PCD se ha convertido en el término general que se refiere a todos los diferentes tipos de muerte celular que tienen un componente genético.
La primera idea sobre el mecanismo surgió al estudiar BCL2 , el producto de un supuesto oncogén activado por translocaciones cromosómicas que se encuentran a menudo en el linfoma folicular . A diferencia de otros genes del cáncer, que promueven el cáncer al estimular la proliferación celular, BCL2 lo promueve al impedir que las células del linfoma puedan suicidarse. [9]
La PCD ha sido objeto de una creciente atención y de esfuerzos de investigación. Esta tendencia se ha puesto de relieve con la concesión del Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 2002 a Sydney Brenner ( Reino Unido ), H. Robert Horvitz (EE. UU.) y John E. Sulston (Reino Unido). [10]
La apoptosis es el proceso de muerte celular programada (PCD) que puede ocurrir en organismos multicelulares . [12] Los eventos bioquímicos conducen a cambios celulares característicos ( morfología ) y muerte. Estos cambios incluyen la formación de ampollas , la contracción celular, la fragmentación nuclear , la condensación de la cromatina y la fragmentación del ADN cromosómico . Ahora se piensa que, en un contexto de desarrollo, las células son inducidas a cometer suicidio positivo mientras están en un contexto homeostático; la ausencia de ciertos factores de supervivencia puede proporcionar el ímpetu para el suicidio. Parece haber alguna variación en la morfología y, de hecho, en la bioquímica de estas vías de suicidio; algunas siguen el camino de la "apoptosis", otras siguen una vía más generalizada hacia la eliminación, pero ambas suelen estar motivadas genética y sintéticamente. Hay alguna evidencia de que ciertos síntomas de "apoptosis", como la activación de endonucleasas, pueden inducirse de manera espuria sin activar una cascada genética; sin embargo, presumiblemente la apoptosis verdadera y la muerte celular programada deben estar mediadas genéticamente. También está quedando claro que la mitosis y la apoptosis se alternan o vinculan de alguna manera y que el equilibrio alcanzado depende de señales recibidas de factores de crecimiento o supervivencia apropiados. [13]
Existen dos vías posibles diferentes que pueden seguirse cuando se necesita apoptosis: la vía extrínseca y la vía intrínseca. Ambas vías implican el uso de caspasas, cruciales para la muerte celular.
La vía extrínseca implica la interacción específica entre un ligando y un receptor. El ligando FAS se une al receptor FAS o el ligando TNF-alfa puede unirse al receptor TNF. En ambas situaciones se produce la activación de la caspasa iniciadora. La vía extrínseca se puede activar de dos formas. La primera es a través de la unión del ligando rápido TNF-alfa o a través de una célula T citotóxica. La célula T citotóxica puede adherirse a una membrana, lo que facilita la liberación de la granzima B. La granzima B perfora la membrana de la célula diana y, a su vez, permite la liberación de perforina. Por último, la perforina crea un poro en la membrana y libera las caspasas, lo que conduce a la activación de la caspasa 3. Esta caspasa iniciadora puede provocar la escisión de la caspasa 3 inactiva, lo que hace que se convierta en la caspasa 3 escindida. Esta es la molécula final necesaria para desencadenar la muerte celular. [14]
La vía intrínseca es causada por daño celular como daño del ADN o exposición a rayos UV. Esta vía tiene lugar en las mitocondrias y está mediada por sensores llamados sensores Bcl y dos proteínas llamadas BAX y BAK. Estas proteínas se encuentran en la mayoría de los mamíferos superiores, ya que son capaces de perforar la membrana externa mitocondrial, lo que las convierte en una parte integral de la mediación de la muerte celular por apoptosis. Lo hacen orquestando la formación de poros dentro de la membrana, esencial para la liberación del citocromo c. Sin embargo, el citocromo c solo se libera si la membrana mitocondrial está comprometida. Una vez que se detecta el citocromo c, se forma el complejo apoptosoma. Este complejo activa la caspasa ejecutora que causa la muerte celular. Esta muerte de las células puede ser esencial ya que previene el sobrecrecimiento celular que puede resultar en enfermedades como el cáncer. Hay otras dos proteínas que vale la pena mencionar que inhiben la liberación de citocromo c en las mitocondrias. Bcl-2 y Bcl-xl son antiapoptóticas y, por lo tanto, previenen la muerte celular. Existe una mutación potencial que puede ocurrir y que causa la hiperactividad de Bcl-2. Se trata de la translocación entre los cromosomas 14 y 18. Esta hiperactividad puede resultar en el desarrollo de linfoma folicular. [15]
La macroautofagia , a menudo denominada autofagia , es un proceso catabólico que produce la degradación autofagosómica - lisosomal de contenidos citoplasmáticos a granel , agregados proteicos anormales y orgánulos en exceso o dañados .
La autofagia generalmente se activa por condiciones de privación de nutrientes , pero también se ha asociado con procesos fisiológicos y patológicos como el desarrollo, la diferenciación, las enfermedades neurodegenerativas , el estrés , las infecciones y el cáncer .
Un regulador crítico de la inducción de la autofagia es la quinasa mTOR , que cuando se activa, suprime la autofagia y cuando no se activa la promueve. Tres quinasas de serina / treonina relacionadas , las quinasas similares a UNC-51 -1, -2 y -3 (ULK1, ULK2, UKL3), que desempeñan un papel similar al de la levadura Atg1 , actúan aguas abajo del complejo mTOR . ULK1 y ULK2 forman un gran complejo con el homólogo mamífero de un producto génico relacionado con la autofagia (Atg) (mAtg13) y la proteína de andamiaje FIP200. El complejo PI3K de clase III, que contiene hVps34, Beclin-1 , p150 y proteína similar a Atg14 o gen asociado a la resistencia a la irradiación ultravioleta (UVRAG), es necesario para la inducción de la autofagia.
Los genes ATG controlan la formación del autofagosoma a través de los complejos ATG12 - ATG5 y LC3-II ( ATG8 -II). ATG12 se conjuga con ATG5 en una reacción similar a la ubiquitina que requiere ATG7 y ATG10 . El conjugado Atg12–Atg5 luego interactúa de manera no covalente con ATG16 para formar un complejo grande. LC3/ ATG8 se escinde en su extremo C por la proteasa ATG4 para generar el LC3-I citosólico. LC3-I se conjuga con fosfatidiletanolamina (PE) también en una reacción similar a la ubiquitina que requiere Atg7 y Atg3. La forma lipidada de LC3, conocida como LC3-II, se une a la membrana del autofagosoma.
La autofagia y la apoptosis están conectadas tanto positiva como negativamente, y existe una amplia comunicación cruzada entre las dos. Durante la deficiencia de nutrientes , la autofagia funciona como un mecanismo pro-supervivencia, sin embargo, la autofagia excesiva puede conducir a la muerte celular , un proceso morfológicamente distinto de la apoptosis . Varias señales pro-apoptóticas , como TNF , TRAIL y FADD , también inducen autofagia. Además, Bcl-2 inhibe la autofagia dependiente de Beclin-1 , funcionando así como un regulador pro-supervivencia y anti-autofágico.
Además de los dos tipos de PCD mencionados anteriormente, se han descubierto otras vías. [16] Estas vías alternativas a la muerte , denominadas "muerte celular programada no apoptótica" (o " muerte celular programada independiente de caspasa " o "necroptosis"), son tan eficientes como la apoptosis y pueden funcionar como mecanismos de respaldo o como el tipo principal de PCD.
Otras formas de muerte celular programada incluyen la anoikis , casi idéntica a la apoptosis excepto en su inducción; la cornificación , una forma de muerte celular exclusiva de la epidermis; la excitotoxicidad ; la ferroptosis , una forma de muerte celular dependiente del hierro [17] y la degeneración walleriana .
La necroptosis es una forma programada de necrosis o muerte celular inflamatoria. Tradicionalmente, la necrosis se asocia con la muerte celular no programada que resulta del daño celular o la infiltración por patógenos, en contraste con la muerte celular programada y ordenada por apoptosis . La nemosis es otra forma programada de necrosis que ocurre en los fibroblastos . [18]
La eriptosis es una forma de muerte suicida de eritrocitos . [19]
La aponecrosis es un híbrido de apoptosis y necrosis y se refiere a un proceso apoptótico incompleto que se completa con la necrosis. [20]
La NETosis es el proceso de muerte celular generado por las NET . [21]
La paraptosis es otro tipo de muerte celular no apoptótica mediada por MAPK a través de la activación de IGF-1 . Se caracteriza por la formación intracelular de vacuolas y la hinchazón de las mitocondrias. [22]
La piroptosis , un tipo inflamatorio de muerte celular, está mediada únicamente por la caspasa 1 , una enzima que no participa en la apoptosis, en respuesta a la infección por ciertos microorganismos. [22]
Las células vegetales experimentan procesos particulares de muerte celular programada similares a la muerte celular autofágica. Sin embargo, algunas características comunes de la muerte celular programada están muy conservadas tanto en plantas como en metazoos.
Un factor atrófico es una fuerza que provoca la muerte de una célula . Solo las fuerzas naturales que actúan sobre la célula se consideran factores atróficos, mientras que, por ejemplo, los agentes de abuso mecánico o químico o la lisis de la célula no se consideran factores atróficos. Los tipos más comunes de factores atróficos son: [23]
La expansión inicial del sistema nervioso en desarrollo se ve contrarrestada por la eliminación de neuronas y sus procesos. [24] Durante el desarrollo del sistema nervioso, casi el 50% de las neuronas en desarrollo se eliminan de forma natural mediante muerte celular programada (PCD). [25] La PCD en el sistema nervioso fue reconocida por primera vez en 1896 por John Beard. [26] Desde entonces, se propusieron varias teorías para comprender su importancia biológica durante el desarrollo neuronal . [27]
Se ha observado PCD en el sistema nervioso en desarrollo en células proliferantes y postmitóticas. [24] Una teoría sugiere que PCD es un mecanismo adaptativo para regular el número de células progenitoras . En humanos, PCD en células progenitoras comienza en la semana gestacional 7 y permanece hasta el primer trimestre. [28] Este proceso de muerte celular se ha identificado en las áreas germinales de la corteza cerebral , cerebelo , tálamo , tronco encefálico y médula espinal , entre otras regiones. [27] En las semanas gestacionales 19-23, PCD se observa en células postmitóticas. [29] La teoría predominante que explica esta observación es la teoría neurotrófica que establece que PCD es necesaria para optimizar la conexión entre las neuronas y sus entradas aferentes y objetivos eferentes. [27] Otra teoría propone que el PCD del desarrollo en el sistema nervioso ocurre para corregir errores en neuronas que han migrado ectópicamente, inervado objetivos incorrectos o tienen axones que se han desviado durante la búsqueda de rutas. [30] Es posible que el PCD durante el desarrollo del sistema nervioso cumpla diferentes funciones determinadas por la etapa de desarrollo, el tipo de célula e incluso la especie. [27]
La teoría neurotrófica es la hipótesis principal utilizada para explicar el papel de la muerte celular programada en el sistema nervioso en desarrollo. [31] Postula que para asegurar la inervación óptima de los objetivos, primero se produce un excedente de neuronas que luego compiten por cantidades limitadas de factores neurotróficos protectores y solo una fracción sobrevive mientras que otras mueren por muerte celular programada. [28] Además, la teoría afirma que factores predeterminados regulan la cantidad de neuronas que sobreviven y el tamaño de la población neuronal inervadora se correlaciona directamente con la influencia de su campo objetivo. [32]
La idea subyacente de que las células diana secretan factores atractivos o inductores y que sus conos de crecimiento tienen una sensibilidad quimiotáctica fue propuesta por primera vez por Santiago Ramón y Cajal en 1892. [33] Cajal presentó la idea como una explicación de la "fuerza inteligente" que los axones parecen tomar al encontrar su objetivo, pero admitió que no tenía datos empíricos. [33] La teoría ganó más atractivo cuando la manipulación experimental de los axones diana produjo la muerte de todas las neuronas inervadoras. Esto desarrolló el concepto de regulación derivada de la diana que se convirtió en el principio principal de la teoría neurotrófica. [34] [35] Los experimentos que respaldaron aún más esta teoría llevaron a la identificación del primer factor neurotrófico, el factor de crecimiento nervioso (NGF). [36]
Diferentes mecanismos regulan la PCD en el sistema nervioso periférico (SNP) frente al sistema nervioso central (SNC). En el SNP, la inervación del objetivo es proporcional a la cantidad de factores neurotróficos liberados por el objetivo NGF y NT3 . [37] [38] La expresión de los receptores de neurotrofina, TrkA y TrkC , es suficiente para inducir la apoptosis en ausencia de sus ligandos . [25] Por lo tanto, se especula que la PCD en el SNP depende de la liberación de factores neurotróficos y, por tanto, sigue el concepto de la teoría neurotrófica.
La muerte celular programada en el SNC no depende de factores de crecimiento externos , sino que se basa en señales derivadas intrínsecamente. En el neocórtex , una proporción de 4:1 de interneuronas excitatorias a inhibidoras se mantiene mediante una maquinaria apoptótica que parece ser independiente del entorno. [38] La evidencia de apoyo provino de un experimento en el que los progenitores de interneuronas se trasplantaron en el neocórtex del ratón o se cultivaron in vitro . [39] Las células trasplantadas murieron a la edad de dos semanas, la misma edad en la que las interneuronas endógenas experimentan apoptosis. Independientemente del tamaño del trasplante, la fracción de células que experimentan apoptosis se mantuvo constante. Además, la interrupción de TrkB , un receptor para el factor neurotrófico derivado del cerebro (Bdnf), no afectó a la muerte celular. También se ha demostrado que en ratones nulos para el factor proapoptótico Bax (proteína X asociada a Bcl-2) sobrevivió un mayor porcentaje de interneuronas en comparación con los ratones de tipo salvaje. [39] En conjunto, estos hallazgos indican que la muerte celular programada en el SNC explota en parte la señalización mediada por Bax y es independiente del BDNF y del entorno. Los mecanismos apoptóticos en el SNC aún no se comprenden bien, pero se cree que la apoptosis de las interneuronas es un proceso autónomo.
La muerte celular programada se puede reducir o eliminar en el sistema nervioso en desarrollo mediante la eliminación dirigida de genes proapoptóticos o mediante la sobreexpresión de genes antiapoptóticos. La ausencia o reducción de PCD puede causar malformaciones anatómicas graves, pero también puede tener consecuencias mínimas según el gen objetivo, la población neuronal y la etapa de desarrollo. [27] La proliferación excesiva de células progenitoras que conduce a anomalías cerebrales graves suele ser letal, como se observa en ratones knock out de caspasa-3 o caspasa-9 que desarrollan exencefalia en el prosencéfalo . [40] [41] Sin embargo, el tronco encefálico, la médula espinal y los ganglios periféricos de estos ratones se desarrollan normalmente, lo que sugiere que la participación de las caspasas en PCD durante el desarrollo depende de la región cerebral y el tipo de célula. [42] La eliminación o inhibición del factor activador de la proteasa apoptótica 1 ( APAF1 ) también produce malformaciones y aumenta la letalidad embrionaria. [43] [44] [45] La manipulación de las proteínas reguladoras de la apoptosis Bcl-2 y Bax (sobreexpresión de Bcl-2 o deleción de Bax) produce un aumento en el número de neuronas en ciertas regiones del sistema nervioso como la retina , el núcleo trigémino , el cerebelo y la médula espinal. [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] Sin embargo, la PCD de las neuronas debido a la deleción de Bax o la sobreexpresión de Bcl-2 no da lugar a anomalías morfológicas o conductuales prominentes en ratones. Por ejemplo, los ratones que sobreexpresan Bcl-2 tienen habilidades motoras y visión generalmente normales y solo muestran deterioro en conductas complejas como el aprendizaje y la ansiedad. [53] [54] [55] Los fenotipos conductuales normales de estos ratones sugieren que puede estar involucrado un mecanismo adaptativo para compensar el exceso de neuronas. [27]
Aprender sobre la PCD en varias especies es esencial para comprender la base evolutiva y la razón de la apoptosis en el desarrollo del sistema nervioso. Durante el desarrollo del sistema nervioso de los invertebrados , la PCD juega diferentes papeles en diferentes especies. [56] La similitud del mecanismo de muerte celular asimétrica en el nematodo y la sanguijuela indica que la PCD puede tener un significado evolutivo en el desarrollo del sistema nervioso. [57] En el nematodo, la PCD ocurre en la primera hora de desarrollo, lo que lleva a la eliminación del 12% de las células no gonadales, incluidos los linajes neuronales. [58] La muerte celular en los artrópodos ocurre primero en el sistema nervioso cuando las células del ectodermo se diferencian y una célula hija se convierte en un neuroblasto y la otra sufre apoptosis. [59] Además, la muerte celular dirigida al sexo conduce a una inervación neuronal diferente de órganos específicos en machos y hembras. [60] En Drosophila , la PCD es esencial en la segmentación y especificación durante el desarrollo.
A diferencia de los invertebrados, se ha descubierto que el mecanismo de muerte celular programada está más conservado en los vertebrados . Estudios exhaustivos realizados en varios vertebrados muestran que la PCD de las neuronas y la glía se produce en la mayor parte del sistema nervioso durante el desarrollo. Se ha observado antes y durante la sinaptogénesis en el sistema nervioso central, así como en el sistema nervioso periférico. [27] Sin embargo, existen algunas diferencias entre las especies de vertebrados. Por ejemplo, los mamíferos presentan una arborización extensa seguida de PCD en la retina, mientras que las aves no. [61] Aunque el refinamiento sináptico en los sistemas vertebrados depende en gran medida de la PCD, otros mecanismos evolutivos también desempeñan un papel. [27]
La muerte celular programada en plantas tiene varias similitudes moleculares con la apoptosis animal , pero también tiene diferencias, siendo la más obvia la presencia de una pared celular y la falta de un sistema inmunológico que elimine los trozos de la célula muerta. En lugar de una respuesta inmunológica, la célula moribunda sintetiza sustancias para descomponerse a sí misma y las coloca en una vacuola que se rompe a medida que la célula muere. [62]
En el artículo "APL regula la identidad del tejido vascular en Arabidopsis ", [63] Martin Bonke y sus colegas habían afirmado que uno de los dos sistemas de transporte de larga distancia en las plantas vasculares , el xilema , consta de varios tipos de células "cuya diferenciación implica la deposición de engrosamientos elaborados de la pared celular y la muerte celular programada". Los autores enfatizan que los productos de la PCD de la planta juegan un papel estructural importante.
Las características morfológicas y bioquímicas básicas de la PCD se han conservado tanto en el reino vegetal como en el animal . [64] Tipos específicos de células vegetales llevan a cabo programas de muerte celular únicos. Estos tienen características comunes con la apoptosis animal (por ejemplo, la degradación nuclear del ADN ), pero también tienen sus propias peculiaridades, como la degradación nuclear desencadenada por el colapso de la vacuola en los elementos traqueales del xilema. [65]
Janneke Balk y Christopher J. Leaver, del Departamento de Ciencias Vegetales de la Universidad de Oxford , llevaron a cabo una investigación sobre las mutaciones en el genoma mitocondrial de las células del girasol . Los resultados de esta investigación sugieren que las mitocondrias desempeñan el mismo papel clave en la PCD de las plantas vasculares que en otras células eucariotas . [66]
Durante la polinización , las plantas imponen la autoincompatibilidad ( IS ) como un medio importante para prevenir la autofecundación . La investigación sobre la amapola ( Papaver rhoeas ) ha revelado que las proteínas en el pistilo en el que aterriza el polen , interactúan con el polen y desencadenan la PCD en el polen incompatible (es decir, auto ). Los investigadores, Steven G. Thomas y Vernonica E. Franklin-Tong , también descubrieron que la respuesta implica una rápida inhibición del crecimiento del tubo polínico , seguida de PCD. [67]
El moho mucilaginoso social Dictyostelium discoideum tiene la particularidad de adoptar un comportamiento similar al de una ameba depredadora en su forma unicelular o fusionarse en una forma móvil similar a una babosa cuando dispersa las esporas que darán origen a la siguiente generación . [68]
El tallo está compuesto de células muertas que han sufrido un tipo de PCD que comparte muchas características de una muerte celular autofágica: vacuolas masivas que se forman dentro de las células, un grado de condensación de la cromatina , pero ninguna fragmentación del ADN . [69] El papel estructural de los residuos que dejan las células muertas recuerda a los productos de PCD en el tejido vegetal.
D. discoideum es un moho mucilaginoso, parte de una rama que podría haber surgido de ancestros eucariotas unos mil millones de años antes del presente. Parece que surgieron después de que los ancestros de las plantas verdes y los ancestros de los hongos y los animales se hubieran diferenciado. Pero, además de su lugar en el árbol evolutivo , el hecho de que se haya observado PCD en el humilde y simple D. discoideum de seis cromosomas tiene un significado adicional: permite el estudio de una ruta de desarrollo de PCD que no depende de las caspasas características de la apoptosis. [70]
La muerte celular programada en protistos es posible, [71] [72] pero sigue siendo controvertida. Algunos clasifican la muerte en esos organismos como muerte celular no regulada similar a la apoptosis. [73] [74]
Los biólogos habían sospechado durante mucho tiempo que las mitocondrias se originaron a partir de bacterias que se habían incorporado como endosimbiontes ("que vivían juntas dentro") de células eucariotas más grandes. Fue Lynn Margulis quien a partir de 1967 defendió esta teoría , que desde entonces ha sido ampliamente aceptada. [75] La evidencia más convincente de esta teoría es el hecho de que las mitocondrias poseen su propio ADN y están equipadas con genes y aparatos de replicación .
Este paso evolutivo habría sido arriesgado para las células eucariotas primitivas, que comenzaron a engullir a las bacterias productoras de energía , así como un paso peligroso para los antepasados de las mitocondrias, que comenzaron a invadir a sus huéspedes protoeucariotas . Este proceso todavía es evidente hoy en día, entre los glóbulos blancos humanos y las bacterias. La mayoría de las veces, las bacterias invasoras son destruidas por los glóbulos blancos; sin embargo, no es raro que la guerra química librada por los procariotas tenga éxito, con la consecuencia conocida como infección por sus daños resultantes.
Uno de estos raros eventos evolutivos, unos dos mil millones de años antes del presente, hizo posible que ciertos eucariotas y procariotas productores de energía coexistieran y se beneficiaran mutuamente de su simbiosis . [76]
Las células eucariotas mitocondriales viven en equilibrio entre la vida y la muerte, porque las mitocondrias aún conservan su repertorio de moléculas que pueden desencadenar el suicidio celular. [77] No está claro por qué se mantiene la maquinaria apoptótica en los organismos unicelulares actuales. Este proceso ha evolucionado para que ocurra solo cuando está programado. [78] A las células (como la retroalimentación de los vecinos, el estrés o el daño del ADN ), las mitocondrias liberan activadores de caspasa que desencadenan la cascada bioquímica que induce la muerte celular . Como tal, el mecanismo de suicidio celular es ahora crucial para todas nuestras vidas.
La reparación de los daños del ADN y la apoptosis son dos procesos enzimáticos esenciales para mantener la integridad del genoma en los seres humanos. Las células que son deficientes en la reparación del ADN tienden a acumular daños en el ADN , y cuando dichas células también son defectuosas en la apoptosis, tienden a sobrevivir incluso con un exceso de daño en el ADN. [79] La replicación del ADN en dichas células conduce a mutaciones y estas mutaciones pueden causar cáncer (ver Figura). Se han desarrollado varias vías enzimáticas para reparar diferentes tipos de daño del ADN, y se ha encontrado que en cinco vías de reparación del ADN bien estudiadas, enzimas particulares tienen un papel doble, donde un papel es participar en la reparación de una clase específica de daños y el segundo papel es inducir la apoptosis si el nivel de dicho daño del ADN está más allá de la capacidad de reparación de la célula. [79] Estas proteínas de doble función tienden a proteger contra el desarrollo del cáncer. Las proteínas que funcionan en un papel tan doble para cada proceso de reparación son: (1) reparación de desajustes del ADN , MSH2 , MSH6 , MLH1 y PMS2 ; (2) reparación por escisión de bases , APEX1 (REF1/APE), poli(ADP-ribosa) polimerasa (PARP); (3) reparación por escisión de nucleótidos , XPB , XPD ( ERCC2 ), p53 , p33( ING1b ); (4) unión de extremos no homólogos , la subunidad catalítica de DNA-PK ; (5) reparación recombinacional homóloga , BRCA1 , ATM , ATR , WRN , BLM , Tip60 , p53 .
Se ha descubierto que el oncogén BCR-ABL está involucrado en el desarrollo del cáncer en humanos. [80]
El c-Myc participa en la regulación de la apoptosis a través de su papel en la regulación negativa del gen Bcl-2 . Su papel es el crecimiento desordenado del tejido. [80]
Una característica molecular de las células metastásicas es su expresión alterada de varios genes apoptóticos. [80]
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