细胞凋亡,也叫做细胞程序死亡(programmed cell death,PCD),是生物体发育过程中普遍存在的,是一个由基因决定的细胞主动的有序的死亡方式。具体指细胞遇到内、外环境因子刺激时,受基因调控启动的自杀保护措施,包括一些分子机制的诱导激活和基因编程,通过这种方式去除体内非必需细胞或即将发生特化的细胞。而细胞发生程序性死亡时,就像树叶或花的自然凋落一样,凋亡的细胞散在于正常组织细胞中,无炎症反应,不遗留瘢痕。死亡的细胞碎片很快被巨噬细胞或邻近细胞清除,不影响其他细胞的正常功能。
凋亡细胞的主要特征:
染色质聚集、分块、位于核膜上,胞质凝缩,最后核断裂,细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体;
凋亡小体内有结构完整的细胞器,还有凝缩的染色体,可被邻近细胞吞噬消化,因始终有膜封闭,没有内溶物释放,故不会引起炎症;
凋亡细胞中仍需要合成一些蛋白质,但是在坏死细胞中ATP和蛋白质合成受阻或终止;
核酸内切酶活化,导致染色质DNA在核小体连接部位断裂,形成约200bp整数倍的核酸片段,凝胶电泳图谱呈梯状;
凋亡通常是生理性变化,而细胞坏死是病理性变化。
细胞凋亡 VS 细胞坏死
区别点 |
细胞凋亡 |
细胞坏死 |
起因 |
生理或病理性 |
病理性变化或剧烈损伤 |
范围 |
单个散在细胞 |
大片组织或成群细胞 |
细胞膜 |
保持完整,一直到形成凋亡小体 |
破损 |
染色质 |
凝聚在核膜下呈半月状 |
呈絮状 |
细胞器 |
无明显变化 |
肿胀、内质网崩解 |
细胞体积 |
固缩变小 |
肿胀变大 |
凋亡小体 |
有,被邻近细胞或巨噬细胞吞噬 |
无,细胞自溶,残余碎片被巨噬细胞吞噬 |
基因组DNA |
有控降解,电泳图谱呈梯状 |
随机降解,电泳图谱呈涂抹状 |
蛋白质合成 |
有 |
无 |
调节过程 |
受基因调控 |
被动进行 |
炎症反应 |
无,不释放细胞内容物 |
有,释放内容物。 |
程序性细胞死亡在生物发育和维持正常生理活动过程中非常重要.在发育过程中,细胞不但要恰当地诞生,而且也要恰当地死亡。例如,人在胚胎阶段是有尾巴的,正因为组成尾巴的细胞恰当地死亡,才使我们在出生后没有尾巴。如果这些细胞没有恰当地死亡,就会出现长尾巴的新生儿。从胚胎、新生儿、婴儿、儿童到青少年,在这一系列人体发育成熟的阶段,总体来说细胞诞生得多,死亡得少,所以身体才能发育。待发育成熟后,人体内细胞的诞生和死亡处于一个动态平衡阶段,一个成年人体内每天都有上万亿细胞诞生,同时又有上万亿细胞“程序性死亡”。两者处于一种动态平衡中,使人体器官维持合适的细胞数量得以正常运作的,正是“程序性细胞死亡”机制。
如果调节细胞“自杀”的基因出了问题,原本需要凋亡的细胞继续分裂繁殖,便会导致有问题或恶性细胞不受控制地增长,例如癌症; 如果基因错向不该死的细胞发出“自杀令”,使不该死亡的淋巴细胞大批死亡,便破坏了人体的组织或免疫系统,从而引发疾病。因此,控制细胞程序性死亡的基因分为两类:一类启动或促进PCD的发生,一类抑制PCD的发生。
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