I GENI DELL’APOPTOSI


Scritto da N. Nobile Migliore

Esperimenti recenti hanno trovato vari geni coinvolti nella morte cellulare programmata: anzitutto si sono trovati due geni che determinano l’apoptosi: uno è il c- Myc  e l’altro è il p53; ci sono invece altri due geni, il bcl2 e bcr-abl che inibiscono l’apoptosi,e quindi aumentano la vitalità delle cellule e la proliferazione cellulare.

apoptosi5

Naturalmente i geni codificano le proteine corrispondenti e sono le proteine che fanno tutto il lavoro. Il gene c-myc può anche indurre la proliferazione in presenza di fattori di crescita, ma in genere inibisce la proliferazione il gene c-myc induce la morte cellulare. Per indurre la proliferazione cellulare incontrollata non basta un solo gene alterato, devono essere alterati almeno due geni chiave ed ecco perchè i tumori si sviluppano raramente, anche se nel nostro corpo si hanno moltissime divisioni cellulari. Il gene più importante che induce la morte cellulare è il gene p53 che risulta mutato nella stragrande maggioranza dei tumori. La funzione principale di p53 è quella di bloccare la divisione cellulare in una certa fase della divisione chiamata G1. Quando una cellula ha subito un danno viene bloccata da p53 nella fase G1. Il blocco permette alla cellula di riparare il danno cogli enzimi riparatori; se la riparazione non è possibile viene avviato il processo di morte cellulare programmata. Se avviene una mutazione di p53  la proteina corrispondente non funziona e la cellula prosegue il ciclo di replicazione e si può avere facilmente un tumore. Quasi tutti i tumori infatti hanno il gene P53 mutato. La capacità di p53 di bloccare la moltiplicazione cellulare viene effettuata con l’interazione di altri geni, quali waf-1 e gadd45che sono coinvolti nel controllo del ciclo cellulare. Il gene p53, per questo suo ruolo è stato soprannominato “il custode del genoma”. Ci sono invece altri geni che favoriscono la proliferazione cellulare come bcl2 e bcr-abl. Ad esempio le cellule che esprimono notevolmente il gene bcl2 sono resistenti all’apoptosi  e possono produrre alcuni tumori come ad esempio il linfoma, o il cancro della prostata che dapprima è sensibile agli antiandrogeni e in secondo tempo diventa resistente perchè aumenta in esso l’espressione del gene bcl2. Probabilmente esiste un equilibrio molto fine tra bcl2 e un altro gene chiamato bax che induce la morte cellulare, se questo equilibrio si rompe si ha o la morte cellulare eccessiva con grave danno e senescenza o malattie degenerative come l’alzeimer o la proliferazione incontrollata, se prevale bcl avremo lo sviluppo del cancro. Il cancro quindi, con tutta probabilità sopravviene quando si rompe un equilibrio tra i geni che inducono l’apoptosi e i geni che inducono la proliferazione. Son quindi necessari , sia i geni che favoriscono l’apoptosi, sia i geni che inibiscono l’apoptosi, se si vuole vivere in buona salute. Anche in questo caso abbiamo una irriducibile complessità  che non si può spiegare  con eventi casuali   e selezione naturale.  Sono stati scoperti inoltre circa 14 proteine di tipo proteolitico chiamate caspasi che sono capaci di rompere le proteine a livello di certi aminoacidi e in particolare l’acido aspartico, le caspasi mediano la parte finale dell’apoptosi. Le caspasi si dividono in caspasi iniziatrici e caspasi effettrici. Le caspasi iniziatrici si trovano a monte del sistema di morte cellulare programmata e sono attivate da stimoli interni alla cellula attraverso il loro dominio CARD e da segnali esterni attraverso il dominio DED. Una volta attivate le caspasi iniziatrici che sono le caspasi 8 e 9; in seguito all’attivazione di un’altra proteina  diventano dimeri e si trasformano nelle caspasi attive. Una volta attivate le caspasi tagliano le caspasi effettrici che sono soprattutto le caspasi 3 e 4, le tagliano in un punto molto preciso e le trasformano in caspasi effettrici attive che tagliano, a livello di un residuo di ac.aspartico un grande numero di proteine della cellula distruggendole e distruggendo anche gli organuli cellulari, soprattutto i mitocondri da cui esce il citocromo C che è la proteina fondamentale per il processo ossidativo aerobio. Un altro substrato che viene distrutto è l’enzima di riparazione del DNA, la poliADP-ribosio-polimerasi. Un’altra proteina distrutta è la proteina ICAD che inibisce l’endonucleasi del DNA: una volta distrutta l’endonucleasi distrugge il DNA, riducendolo in frammenti della dimensione di un nucleosoma. La molecola che innesca il processo apoptosico è  la molecola Apaff1 che è presente nel citoplasma di tutte le cellule dell’organismo in una forma inattiva chiusa in cui l’estremità aminica è congiunta all’estremità carbossilica. Ed ecco, riassumendo come avviene la cascata apoptotica: uno stimolo apoptotico, esterno come la segnalazione di recettori posti sulla membrana plasmatica, che comunicano un difetto di nutrienti o un preciso comando alla morte cellulare, per esempio durante lo sviluppo embrionale; oppure possono avvenire stimoli interni alla cellula, come un problema grave ed irreversibile di danno al DNA. Questi stimoli inducono  la proteina Apaf1 ad entrare nel mitocondrio ed estrarre il citocromo c; il citocromo c si lega a apaf1   e la trasforma in una proteina in conformazione aperta: la proteina in conformazione aperta è in grado di legarsi alla caspasi 9: altre sei molecole di caspasi 9 vengono reclutate da altrettante molecole di apaf1  fino alla formazione di un complesso molecolare a forma di ruota chiamato apoptosoma, che attiva la caspasi 9   che a sua volta attiva le caspasi esecutrici 3, 6 e 7 e a sua volta la caspasi 3 induce un’attivazione alternativa della caspasi 9  guidando la cellula a subire il suo inesorabile destino di morte in un circolo “infernale”. Come si può vedere da questa breve descrizione del processo esiste, come in tanti altri processi cellulari una enorme e straordinaria complessità irriducibile. Tutti questi processi devono essere iniziati improvvisamente e subito all’inizio della vita, altrimenti  il processo di morte programmata non sarebbe mai potuto avvenire, e gli organismi avrebbero avuto gravissimi danni, e la vita si sarebbe estinta da tempo. E’ chiaro che esiste una mente che ha progettato tutto questo straordinario processo

Rispondi

Inserisci i tuoi dati qui sotto o clicca su un'icona per effettuare l'accesso:

Logo di WordPress.com

Stai commentando usando il tuo account WordPress.com. Chiudi sessione /  Modifica )

Foto Twitter

Stai commentando usando il tuo account Twitter. Chiudi sessione /  Modifica )

Foto di Facebook

Stai commentando usando il tuo account Facebook. Chiudi sessione /  Modifica )

Connessione a %s...