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Apoptose

No description
by

Kevin Hoang

on 14 November 2016

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Transcript of Apoptose

„Selbstmord“ einer Zelle
von der Zelle selbst hervorgerufener, aktiver Zelltod

Was ist Apoptose?
Apoptose

Entwicklung eines Organismus

Adulte Organismen, z.B. Menschen
Vorkommen
Zwei Phasen: Initations- und Effektorphase
http://www.scinexx.de/redaktion/focus/flash/ApoptoseFinal.swf
Vorgang
Apoptoseaktivität ist gesteigert:
Zu viele Zellen sterben, weniger entstehen

Beispiel: AIDS
• T-Helferzellen sterben ab
• Apoptose nicht nur bei infizierten Zellen, auch bei gesunden Zellen
• Gesunde Zellen nehmen Botenstoffe auf, die von infizierten Zellen abgegeben wurden

Störungen der Apoptoseaktivität
Wie macht man Apoptose sichtbar ?

krankhafter Vorgang
Ursachen


Vorgang:
Schädigung der Membran
Zellinhalt tritt unkontrolliert aus --> Entzündungsreaktion
Volumen der Zelle nimmt zu
Zellkern schwillt an
Fragmentierungen folgen
Zelle platzt
lysosomale Enzyme werden außerhalb abgegeben
greifen andere Gewebe an
schnelle Verbreitung von Nekrose

Nekrose
Eine Präsentation von Kevin Hoang
Quiz
Quellen
Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit
Kontrolle des Wachstums und der Größe von Geweben
Ruhiger Zelltod: keine anderen Zellen werden geschädigt
Zelltod ohne vorausgegangene Entzündungen
FUNKTION
Extrinsischer Weg
• T-Killerzelle (Ligand)


• Todesrezeptor befindet sich an der Zellmembran, ragt bis ins Zellplasma hinein

Intrinsischer Weg

• Mitochondrien in der Zelle

• Protein Apaf 1 wird unter Energieverbrauch aktiviert
• Mehrere Apaf 1-Proteine ergeben ein Apoptosom
• Apoptosome aktivieren Effektorenzym Caspase 9


Kaskade wird ausgelöst:

• Rezeptoren (Innenseite der Zelle) leiten den Zusammenschluss von Proteinen ein
• Proteine aktivieren Caspase 8 (Initiator-Enzym), welches weitere Caspase 8 – Moleküle aktiviert
• Caspase: Cystein-Aspartyl-spezifische Protease
• Caspase 8 aktiviert auch das Effektorenzym Caspase 3


Apoptoseaktivität ist zu gering:


Beispiel: Krebs
• Einige Formen von Krebs verursacht durch Genmutationen (Gen p53)
• Zellinterne Kontrolle über Tumorsuppresor-Gen nicht mehr möglich

• Tumorbildung

http://www.nature.com/nri/journal/v1/n1/images/nri1001-050a-f3.gif,
Entnahmedatum 04.06.2015, 17:12 Uhr
Clearance


entfernt abgenutzte Zellen
Phagozyten (Fresszellen) beseitigen sie

Äußerer Vorgang


1. Kontraktion
- das Sich- Zusammenziehen
2. Membran- Blebbing
- Bläschenbildung auf der Zelloberfläche
3. Apoptotische Zellform



Membran- Blebbing


Erkennung und Aufnahme von toten Zellkörpern
Induktion von Antikörpern
„Blebs“



viele Zellen schnell überprüfen und ihre Beschaffenheit erkennen
verschiedene Vorgänge der Apoptose lassen sich einfach untersuchen

zu Beginn:
leicht raue Oberfläche
schrumpft
die Zellen ist nicht angefärbt

Innerhalb weniger Stunden
nimmt die Raue ab
die Zellen verkleinern sich immer mehr
winzige apoptotische Teile bleiben übrig („Apoptotic Bodies“ )

Durchflusszytometer
frühe Ereignisse des Apoptosevorgangs

Porenbildung in der Mitochondrienmembran

membranpermeabler Fluoreszenzfarbstoff JC-1
elektrochemischer Unterschied zwischen dem Zellplasma und dem Inneren des Mitochondriums
gesunde Zellen: Farbstoff rot
apoptotischen Zellen: Farbstoff grün; bleibt im Zellplasma zurück

Betrachtung der
Mitochondrien
einfachste und schnellste Variante
Färbung mit dem rot fluoreszierenden Farbstoff TMRE
TMRE ist wie JC-1

sammelt sich in Mitochondrien an
Anhäufung von TMRE im Mitochondrium ist sichtbar

apoptotischen Zellen: Membranpotential ist zusammengebrochen
der Farbstoff in apoptotischen Zellen diffundiert aus den Mitochondrien heraus ins Zellplasma.

Apoptose - Schnelltest
Apoptose-Leiter ist eine DNA-Sequenz, die bei der Apoptose entsteht
eine sichere Methode, um die Ursache des Zelltods in der Apoptose zu finden
Nachweis der „Apoptose-Leiter"

Programmierter Zelltod zum Wohle des Organismus

Regeneriert Organe

Membran bleibt anfangs unbeschädigt

Bei der Clearance löst der Einsatz der Fresszellen eine entzündungshemmende Reaktion aus

Sichere Beseitigung der Zellleichen

Vorgang nur bei Menschen und Tieren


Krankhafter Vorgang, der aus zellulären Verletzungen resultiert (Pathologischer Zelltod)

Verbreitet sich schnell auf andere Gewebe, führt zu einem Zelluntergang

Membran wird geschädigt und Zellkern löst sich auf

Die Clearance löst eine entzündungsfördernde Reaktion aus

Die Zelle platzt

Findet auch bei Pflanzen statt

Apoptose
Nekrose
Unterschiede
Apoptose – Nekrose
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/12/Matrix-Bound-PAI-1-Supports-Cell-Blebbing
Wie macht man Apoptose sichtbar?
Nenne die richtigen Möglichkeiten.
A) Durchflusszytometer und Apoptose-Schnelltest

B) Betrachtung im Reagenzglas und unter dem Mikroskop

C) Schnellschnitt des Gewebes untersuchen und Zellen einfrieren




Es gibt manche Krankheiten, bei denen die Apoptoseaktivität gestört ist.
Welche waren die zwei genannten Krankheiten?
A) Triesomie 21 und HIV

B) Aids und Krebs

C) Diabetes und Hypertonie
B) Aids und Krebs
Mit dem membranpermeablen Fluoreszenzfarbstoff JC-1 kann man unter dem Mikroskop den elektrochemischen Unterschied zwischen dem Zellplasma und dem Inneren des Mitochondriums sehen.

In gesunden wird der Farbstoff........... In apoptotischen Zellen wird der Farbstoff .............. und bleibt im Zellplasma zurück.

Welche sind hier die vermissten Wörter?
A) Blau und Rot

B) Grün und Orange

C) Rot und Grün
C) Rot und Grün
Bundesministerium für Bildung und Forschung, „In tödlicher Mission: Programmierter Zelltod als Waffe gegen Krebs“, Stand 24.02.2015, http://www.gesundheitsforschung-bmbf.de/de/536.php, Entnahmedatum: 26.02.2015

Ines Vondracek, „Apoptose – Zelltod zum Erwachsenwerden“, veröffentlicht am 17.05.2012, http://face2face-magazin.de/2012/05/17/apoptose-%E2%80%93-zelltod-zum-erwachsenwerden/, Entnahmedatum: 28.12.2014

Bild der Wissenschaft, „Apoptose- Story: Die zelluläre Kunst des Sterbens“, veröffentlicht am 20.12.2000, www.wissenschaft.de/leben-umwelt/chemie/-/journal_content/56/12054/62851/Apoptose-Story:-Die-zelluläre-Kunst-des-Sterbens/ , Entnahmedatum: 15.01.2015

Claus Günther Collatz, „Lexikon der Biologie“, Erscheinungsdatum: unbekannt, Entnahmedatum: 15.01.2015 http://www.spektrum.de/lexikon/biologie/apo,,ptose/4488

Apothekenumschau, Dr. Irmela Manus, „Nekrose“, Stand 24.05.2013, Entnahmedatum 28.01.2015 (http://www.apotheken-umschau.de/Krankheiten/Nekrose-92353.html)

Intrinsischer Weg, Cardoso, „Apoptosis“,Vorlesungsskript Zellbiologie 2014 (Cardoso)
Marcus Schuchmann, Mainz,„Schaltstellen im Apoptose-Programm“,http://www.pharmazeutische-zeitung.de/index.php?id=24395 , Entnommen: 22.01.15

Monika Noll, Eschborn„Apoptose: Mord und Selbstmord im menschlichen Organismus“, http://www.pharmazeutische-zeitung.de/index.php?id=titel_23_1997Entnommen: 31.01.15

Hanna Hartmann, „Kommissar Durchflusszytometer“,Durchflusszytometrie 2, http://www.laborjournal.de/rubric/methoden/methoden/v65.lasso , Entnommen: 12.02.15







Zellen haben die Produktion von Fas-Rezeptoren eingestellt
Zellen reagieren nicht mehr auf den Zelltod, der von Immunzellen ausgelöst wird
Gleichzeitig wird der CD95 Ligand von Tumorzellen abgegeben --> heftet sich an den CD95- Rezeptor der T-Lym-phozyten Lösungen bei funktionsfähigem CD95-System im Tumor
Zytostatika --> können Apoptose in Tumorzellen auslösen
Beispiele: Doxorubicin oder Methotrexat
Andere Möglichkeit:
--> positioniert sich an abnormen Zellen (mit Todesrezeptor) und gibt Botenstoffe ab
-->nutzlose, alte und gefährliche Zellen werden eliminiert
-->neue Zellen können entstehen
--> Beispiel: Embryo oder Kaulquappe
-->Absterben von 99.9 % der Zellen im Laufe des Lebens
-->Schutz vor Schäden für den Körper
--> Überlebenssicherung
--> leitet Botenstoffe in die Zelle
--> verändert die Struktur der Zelle:
spaltet das Zellskelett und Proteine im Zellinneren
-->schütten Cytochrom C (Protein) aus
--> weitere Effektorenzyme werden aktiviert
= Caspasen- Kaskade
-->treten mit Fresszellen in Kontakt, indem sie lösliche Faktoren frei lassen
verläuft ohne Entzündungen ab
andere Gewebe bleiben unbeschädigt
--> ballonförmige Bläschen
--> Enthalten Stoffe der sterbenden Zelle
--> Bildung verursacht Kontraktion
-->Betrachtung der Mitochondrien
--> z.B Sauerstoffmangel, Verletzungen, Infektionen

--> Zellen können nicht mehr sterben
--> Zu viele Zellen enststehen, zu wenige Zellen sterben ab

A) Durchflusszytometer und Apoptose-Schnelltest
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