Apoptoz’un intrensek ve ekstrensek yolakları

Apoptoz: İntrensek (Mitokondriyal) vs Ekstrensek (Death-Receptor) Yolakları Karşılaştırma Tablosu

Kategori	İntrensek Yol (Mitokondriyal)	Ekstrensek Yol (Death Receptor)
Temel tanım	Hücre içi stres ve hasar sinyalleri ile başlayan apoptotik yol	Hücre dışından gelen ölüm sinyalleri ile başlayan apoptotik yol
Başlatıcı uyaran	DNA hasarı, hipoksi, oksidatif stres, ER stresi, büyüme faktörü eksikliği	Ölüm ligandlarının reseptöre bağlanması
Başlatıcı sinyal kaynağı	Hücre içi (intracellular)	Hücre dışı (extracellular)
Ana organel	Mitokondri	Plazma membranı reseptörleri
Ana kontrol sistemi	BCL-2 protein ailesi dengesi	Death receptor – adaptor protein sistemi
Başlatıcı genetik düzenleyici	p53 önemli rol oynar	p53 rolü minimal
Ana reseptör	Yok	Fas (CD95), TNFR1, TRAIL reseptörleri
Ana ligand	Yok	FasL, TNF-α, TRAIL
İlk kritik olay	Mitokondri dış membran permeabilitesi	Death receptor oligomerizasyonu
Ana protein ailesi	BCL-2 ailesi	TNF reseptör ailesi
Antiapoptotik proteinler	BCL-2, BCL-XL, MCL-1	cFLIP vb. inhibitörler
Proapoptotik proteinler	BAX, BAK	Procaspase-8 aktivasyonu
BH3-only proteinler	BAD, BID, BIM, PUMA, NOXA	BID kesilerek intrensek yolu aktive edebilir
Kritik mitokondri olayı	MOMP (mitochondrial outer membrane permeabilization)	Yok
Mitokondriden salınan faktör	Cytochrome c, Smac/DIABLO, AIF	Yok
Apoptotik kompleks	Apoptosom	DISC (Death-Inducing Signaling Complex)
Kompleks bileşenleri	Cytochrome c + Apaf-1 + ATP + procaspase-9	Fas + FADD + procaspase-8
Başlatıcı kaspaz	Caspase-9	Caspase-8 (ve 10)
Efektör kaspazlar	Caspase-3, 6, 7	Caspase-3, 6, 7
Mitokondri rolü	Temel ve zorunlu	İkincil (BID aracılığıyla bağlanabilir)
Sitokrom C rolü	Apoptosom oluşumunda kritik	Yok
BID proteini	BAX/BAK aktivasyonu	Caspase-8 → BID → tBID → intrensek yolu aktive eder
Hücresel sonuç	DNA parçalanması, apoptotik cisimcikler	Aynı sonuç
İnflamasyon	Yok	Yok
Fizyolojik rol	Embriyogenez, hücre turnover	Immün hücre eliminasyonu
Klinik ilişki	Kanser, nörodejenerasyon	Otoimmün hastalıklar
Kanser ilişkisi	BCL-2 aşırı ekspresyonu	Fas sinyal kusuru
Örnek hastalık	Foliküler lenfoma (BCL-2 ↑)	ALPS (Autoimmune lymphoproliferative syndrome)
Apoptoz kontrol noktası	Mitokondri permeabilitesi	Death receptor aktivasyonu

Apoptoz Kaspaz Kaskadı

Kaspaz Tipi	Kaspazlar	Fonksiyon
Initiator	8, 9, 10	Apoptoz başlatır
Effector	3, 6, 7	Hücresel proteinleri parçalar

BCL-2 Ailesi Sınıflaması

Grup	Protein	Görev
Antiapoptotik	BCL-2, BCL-XL, MCL-1	Apoptozu engeller
Proapoptotik efektör	BAX, BAK	Mitokondri poru oluşturur
BH3-only	BID, BAD, BIM, PUMA	BAX/BAK aktivasyonu

İntrensek ve Ekstrensek Yolun Bağlantı Noktası

Ekstrensek yol → Caspase-8

Caspase-8 → BID → tBID

tBID → Mitokondri permeabilitesi

Böylece ekstrensek yol intrensek yolu da aktive edebilir.

Apoptozun Morfolojik Özellikleri

Özellik	Açıklama
Hücre küçülmesi	Cytoskeleton parçalanması
Kromatin kondensasyonu	Pyknosis
Membran blebbing	Hücre zarında çıkıntılar
Apoptotik cisimcikler	Makrofajlar tarafından fagosite edilir

Kritik Bilgiler

Bilgi	Anahtar
Intrinsic pathway kaspazı	Caspase-9
Extrinsic pathway kaspazı	Caspase-8
Apoptosom	Cytochrome c + Apaf-1
Death receptor kompleksi	DISC
Antiapoptotik protein	BCL-2
Proapoptotik protein	BAX, BAK
p53 etkisi	İntrensek yolu aktive eder

✔ Süper kritik ezber:

DNA hasarı → p53 → BAX/BAK → Cytochrome C → Caspase-9 → Caspase-3

Apoptoz, hücrenin programlanmış ve kontrollü ölümüdür. Nekrozdan farklı olarak:

Hücre membranı korunur
İnflamasyon gelişmez
Hücre parçaları apoptotik cisimcikler şeklinde fagosite edilir

Apoptoz iki ana yol üzerinden gelişir:

İntrensek (mitokondriyal) yol
Ekstrensek (death receptor) yol

Her iki yol sonunda effektör kaspazlar (3,6,7) aktive olur.

I-İNTRİNSEK (MİTOKONDRİYAL) APOPTOTİK YOL

Temel Özellik

Hücre içi streslere yanıt olarak gelişir.

Tetikleyici Faktörler

Hücre içi stres	Örnek
DNA hasarı	Radyasyon, kemoterapi
Hipoksi	İskemi
Oksidatif stres	ROS
Protein yanlış katlanması	ER stresi
Büyüme faktörü eksikliği	Nöronlar

İntrensek Yolun Moleküler Basamakları ********

1-p53 aktivasyonu; DNA hasarı sonrasında p53 aktivasyonu gelişir. p53; BAX, BAK, PUMA, NOXA gibi proapoptotik genleri aktive eder.

2-BCL-2 ailesi dengesi bozulur.

BCL-2 ailesi 3 gruba ayrılır.

Grup	Protein	Etki
Antiapoptotik	BCL-2, BCL-XL, MCL-1	Apoptozu inhibe eder
Proapoptotik efektör	BAX, BAK	Mitokondri permeabilitesi
BH3-only proteinler	BAD, BID, PUMA, NOXA	BAX/BAK aktivasyonu

3-Mitokondriyal membran permeabilizasyonu; BAX ve BAK ile Mitokondri dış membranında porlar oluşturur. Bu olay MOMP (Mitochondrial Outer Membrane Permeabilization) olarak bilinir

4-Sitokrom C salınımı; Mitokondriden sitoplazmaya Cytochrome c, Smac/DIABLO ve AIF salınır.

5-Apoptosom oluşumu; Cytochrome C + Apaf-1 + ATP ne Apoptosom kompleksi adı verilir. Bu kompleks Caspase-9 aktivasyonunu sağlar.

6-Efektör kaspaz aktivasyonu; Caspase-9 → aktive eder. Caspase-3, Caspase-6, Caspase-7 oluşur.

II-EKSTRİNSEK (DEATH RECEPTOR) YOL

Temel özellik

Hücre dışından gelen ölüm sinyalleri ile tetiklenir.

Ölüm reseptörleri

Bunlar TNF reseptör süperailesi üyeleridir.

Reseptör	Ligand
Fas (CD95)	FasL
TNFR1	TNF-α
TRAIL receptor	TRAIL

Ekstrensek yolun basamakları******************************

1-Ligand bağlanması; Örneğin: FasL → Fas reseptörü

2-DISC oluşumu; Death receptor aktivasyonu sonrasında DISC (Death Inducing Signaling Complex) oluşur. Bileşenleri; Fas, FADD ve Procaspase-8′ dir.

3-Kaspaz aktivasyonu; Procaspase-8 üzerinden Caspase-8 aktive olur.

4-Efektör kaspaz aktivasyonu; Caspase-8’i aktive eder: Caspase-3, Caspase-6, Caspase-7 rol alır.

İNTRİNSEK VE EKSTRİNSEK YOLUN KESİŞMESİ

Caspase-8 ayrıca: BID → tBID dönüşümünü sağlar. tBID: mitokondriyi aktive eder ve intrensek yolu tetikler.

APOPTOTİK KASPazLAR

Grup	Kaspaz	Fonksiyon
Initiator	8, 9, 10	Apoptoz başlatır
Effector	3, 6, 7	Hücreyi parçalar

APOPTOZUN HÜCREDEKİ SONUÇLARI

Apoptoz sırasında; DNA 180 bp fragmentlere ayrılır. Hücre küçülür. Membran blebbing oluşur, Apoptotik cisimcikler belirir ve makrofajlar bunları temizler.

İNTRİNSEK vs EKSTRİNSEK ULTRAMEGA KARŞILAŞTIRMA

Özellik	İntrensek Yol	Ekstrensek Yol
Başlatıcı	Hücre içi stres	Death ligand
Temel organel	Mitokondri	Hücre membranı
Başlatıcı kaspaz	Caspase-9	Caspase-8
Ana proteinler	BCL-2 ailesi	Fas / TNF
Ara kompleks	Apoptosom	DISC
Sitokrom C	Var	Yok
p53 rolü	Var	Yok

KLİNİK İLİŞKİLER

Hastalık	Mekanizma
Kanser	Apoptoz inhibisyonu
Lenfoma	BCL-2 artışı
Otoimmün hastalık	Fas mutasyonu
Nörodejeneratif hastalık	Aşırı apoptoz

APOPTOZ İNTRENSEK vs EKSTRENSEK YOLAK KARŞILAŞTIRMA TABLOSU

Başlık	İntrensek Yol (Mitokondriyal Yol)	Ekstrensek Yol (Death Receptor / Ölüm Reseptörü Yolu)
Temel başlatıcı uyarı	Hücre içi stres, hasar, yaşam sinyallerinin kaybı	Hücre dışından gelen ölüm sinyali
Ana tetikleyiciler	DNA hasarı, ROS artışı, hipoksi, ER stresi, büyüme faktörü çekilmesi, onkogenik stres, yanlış katlanmış protein birikimi	FasL, TNF-α, TRAIL gibi ölüm ligandları
Başlangıç yeri	Mitokondri dış membranı	Hücre membranındaki ölüm reseptörleri
Ana mantık	Hücre “içten” yaşanamaz hale geldiği için kendini öldürür	Hücre “dıştan” verilen ölüm emrine uyar
Fizyolojik rol	Gelişim, DNA hasarlı hücre eliminasyonu, büyüme faktöründen mahrum kalan hücre ölümü	İmmün regülasyon, sitotoksik T hücre etkisi, otoimmünite kontrolü
En önemli organel	Mitokondri	Plazma membranı / death receptor kompleksi
Ana düzenleyici protein ailesi	BCL-2 ailesi	TNF reseptör süperailesi + adaptor proteinler
Başlatıcı kaspaz	Kaspaz-9	Kaspaz-8 (bazı durumlarda kaspaz-10)
Efektör kaspazlar	Kaspaz-3, -6, -7	Kaspaz-3, -6, -7
Ara kompleks	Apoptosom	DISC (Death-Inducing Signaling Complex)
En belirgin olay	Mitokondri dış membran permeabilizasyonu (MOMP) ve sitokrom c salınımı	Ölüm reseptörü trimerizasyonu ve FADD aracılı prokaspaz-8 aktivasyonu
p53 ilişkisi	Çok güçlü	Dolaylı / sınırlı
Mitokondri zorunlu mu?	Evet, temel yol budur	Klasik olarak hayır; ama BID üzerinden mitokondri ile çapraz konuşma olabilir
BCL-2 etkisi	Güçlü inhibitör	Dolaylı
Fas/FasL etkisi	İkincil / çapraz aktivasyon olabilir	Ana mekanizma
Sitokrom c salınımı	Var	Primer olay değildir
Apaf-1 kullanımı	Var	Yok
BID/tBID rolü	tBID BAX/BAK aktivasyonunu artırır	Kaspaz-8, BID’yi tBID’ye çevirerek intrensek yolu da tetikleyebilir
Klasik örnek hücresel durum	Radyasyon görmüş hücre, kemoterapi hasarı almış hücre	CTL’nin FasL ile öldürdüğü hücre

1) BAŞLATICI SİNYALLERİN AYRINTILI KARŞILAŞTIRMASI

Özellik	İntrensek	Ekstrensek
DNA hasarı	Çok tipik tetikleyici	İkincil olabilir ama temel değil
İskemi / hipoksi	Tetikleyebilir	Temel mekanizma değildir
Serbest oksijen radikalleri (ROS)	Çok önemli	Dolaylı
ER stresi	Tetikler	Temel değil
Büyüme faktörü çekilmesi	Çok önemli, özellikle gelişimsel dokularda	Temel değil
İmmün hücre sinyali	Dolaylı	Ana tetikleyici olabilir
Fas ligandı	Ana tetikleyici değil	Ana tetikleyici
TNF-α	Dolaylı / bağlama bağımlı	Ölüm reseptörü üzerinden ana tetikleyici olabilir
TRAIL	Ana tetikleyici değil	Ana tetikleyici

2) İNTRENSEK YOLUN AYRINTILI BASAMAKLARI

Basamak	Ayrıntı
1. Hücresel stresin algılanması	DNA hasarı, hipoksi, onkogenik stres, protein yanlış katlanması gibi sinyaller algılanır
2. p53 aktivasyonu	DNA hasarında p53 stabilize olur; hücre döngüsünü durdurur, tamir olmazsa apoptozu başlatır
3. BH3-only proteinlerinin aktivasyonu	PUMA, NOXA, BAD, BIM, BID gibi proapoptotik BH3-only proteinleri devreye girer
4. Antiapoptotik BCL-2 ailesinin baskılanması	BCL-2, BCL-XL, MCL-1 gibi proteinlerin etkisi kırılır
5. BAX ve BAK aktivasyonu	Bunlar mitokondri dış membranında oligomerleşir
6. MOMP gelişir	Mitochondrial Outer Membrane Permeabilization oluşur
7. Sitokrom c salınır	Mitokondriden sitoplazmaya geçer
8. Apoptosom oluşur	Sitokrom c + Apaf-1 + ATP/dATP → apoptosom
9. Prokaspaz-9 aktive olur	Apoptosom üzerinde kaspaz-9 aktive edilir
10. Efektör kaspazlar aktive olur	Kaspaz-3, -6, -7 aktive olur
11. Hücre iskeleti ve nükleer proteinler yıkılır	CAD aktive olur, DNA parçalanır, apoptotik cisimcikler oluşur

3) EKSTRENSEK YOLUN AYRINTILI BASAMAKLARI

Basamak	Ayrıntı
1. Ölüm ligandı bağlanması	FasL, TNF-α veya TRAIL ilgili reseptöre bağlanır
2. Death receptor trimerizasyonu	Fas (CD95), TNFR1, DR4/DR5 gibi reseptörler aktive olur
3. Death domain etkileşimi	Reseptörün sitoplazmik death domain’i adaptor proteinleri toplar
4. FADD/TRADD katılımı	Fas için özellikle FADD, TNFR1 için TRADD/FADD görev alabilir
5. DISC oluşumu	Death-Inducing Signaling Complex meydana gelir
6. Prokaspaz-8 bağlanır	DISC üzerine toplanan prokaspaz-8 yakınlıkla aktive olur
7. Kaspaz-8 aktive olur	Başlatıcı kaspaz olarak devreye girer
8. Efektör kaspaz aktivasyonu	Kaspaz-3, -6, -7 aktive olur
9. Hücre ölümü gerçekleşir	DNA parçalanması, membran blebbing, apoptotik cisimcikler oluşur
10. Mitokondriye çapraz sinyal	Kaspaz-8, BID’yi tBID’ye çevirerek intrensek yolu güçlendirebilir

ANA MOLEKÜLLERİN KARŞILAŞTIRILMASI

A. BCL-2 ailesi

Protein Grubu	Üyeler	Görev	Yol
Antiapoptotik	BCL-2, BCL-XL, MCL-1, BCL-W	Mitokondriyi korur, BAX/BAK’ı baskılar	İntrensek
Proapoptotik efektör	BAX, BAK	MOMP oluşturur	İntrensek
BH3-only proapoptotik	BAD, BID, BIM, PUMA, NOXA, BMF, HRK	Antiapoptotik proteinleri inhibe eder veya BAX/BAK’ı aktive eder	İntrensek / çapraz

B. Ölüm reseptörleri

Reseptör	Ligand	Özellik	Yol
Fas (CD95/APO-1)	FasL	En klasik death receptor	Ekstrensek
TNFR1	TNF-α	Ölüm ve inflamasyon sinyali verebilir	Ekstrensek
DR4 / DR5	TRAIL	Tümör hücre ölümünde önemli	Ekstrensek

C. Adaptor proteinler

Protein	Görev	Yol
Apaf-1	Sitokrom c ile apoptosom oluşturur	İntrensek
FADD	Fas üzerinden prokaspaz-8’i toplar	Ekstrensek
TRADD	TNFR1 sinyalini aktarır	Ekstrensek

KASPAZLARIN DETAYLI KARŞILAŞTIRMASI

Kaspaz	Tip	Ana Yol	Görev
Kaspaz-8	Başlatıcı	Ekstrensek	Death receptor sinyali sonrası ilk aktifleşen kaspaz
Kaspaz-9	Başlatıcı	İntrensek	Apoptosom üzerinden aktive olur
Kaspaz-10	Başlatıcı	Ekstrensek (özellikle bazı hücrelerde)	Kaspaz-8 benzeri rol
Kaspaz-3	Efektör	Her ikisi	Hücre yıkımının ana yürütücüsü
Kaspaz-6	Efektör	Her ikisi	Nükleer ve yapısal protein yıkımı
Kaspaz-7	Efektör	Her ikisi	Kaspaz-3 ile benzer yürütücü rol

p53’ÜN ROLÜNÜN KARŞILAŞTIRILMASI

Özellik	İntrensek	Ekstrensek
p53 aktivasyonu	Çok belirgin	Temel mekanizma değil
DNA hasarına yanıt	Hücre döngüsünü durdurur, tamir olmazsa apoptoz	Dolaylı etki olabilir
PUMA / NOXA indüksiyonu	Belirgin	Yok / dolaylı
BAX artışı	Belirgin	Dolaylı

ÇAPRAZ KONUŞMA (CROSSTALK) TABLOSU

Olay	Açıklama
Ekstrensek yol → BID aktivasyonu	Kaspaz-8, BID’yi keserek tBID oluşturur
tBID etkisi	tBID, mitokondriye gider; BAX/BAK’ı aktive eder
Sonuç	Ekstrensek sinyal intrensek yolu da amplifiye eder
Özellikle önemli olduğu hücreler	Hepatositler ve bazı epitel hücrelerinde bu bağlantı daha kritiktir

MORFOLOJİK SONUÇLARIN KARŞILAŞTIRILMASI

Morfolojik Sonuç	İntrensek	Ekstrensek
Hücre küçülmesi	Var	Var
Kromatin kondensasyonu	Var	Var
Nükleer fragmentasyon	Var	Var
Membran blebbing	Var	Var
Apoptotik cisimcik	Var	Var
İnflamasyon	Genellikle yok	Genellikle yok
Fagositoz	Var	Var

DNA PARÇALANMASI VE NÜKLEER YIKIM

Basamak	Açıklama
Kaspaz-3 aktivasyonu	ICAD’ı parçalar
CAD serbestleşir	Caspase-activated DNase aktif hale gelir
DNA parçalanması	İnternükleozomal bölgelerden yaklaşık 180-200 bp katları şeklinde parçalanma olur
Laboratuvar karşılığı	DNA laddering görülebilir

FİZYOLOJİK ve PATOLOJİK ÖRNEKLERİN KARŞILAŞTIRILMASI

Durum	İntrensek	Ekstrensek
Embriyogenezde parmak aralarının açılması	Var	Var olabilir
Hormon bağımlı dokuda hormon çekilmesi sonrası involüsyon	Belirgin	Daha az
DNA hasarlı tümör hücresi eliminasyonu	Belirgin	İkincil
Viral enfekte hücrenin CTL ile öldürülmesi	Dolaylı	Çok tipik
Otoimmüniteyi önlemek için aktif lenfosit eliminasyonu	Kısmen	Çok tipik, özellikle Fas/FasL
Sitotoksik ilaçlara hücre yanıtı	Çok tipik	İkincil

KLİNİK HASTALIK İLİŞKİLERİ

Hastalık / Durum	İlgili Yol	Açıklama
Foliküler lenfoma	İntrensek baskılanır	t(14;18) → BCL-2 artışı
Li-Fraumeni / p53 bozukluğu	İntrensek bozulur	DNA hasarlı hücreler ölmez
Otoimmün lenfoproliferatif sendrom (ALPS)	Ekstrensek bozulur	Fas/FasL yolunda sorun
Tümör tedavisinde TRAIL araştırmaları	Ekstrensek	Ölüm reseptörü üzerinden seçici tümör ölümü hedeflenir
Nörodejeneratif hastalıklar	İntrensek aşırı aktive olabilir	Uygunsuz nöronal kayıp
İskemik hasar	Şiddete göre nekroz + intrensek apoptoz	Hafif/orta hasarda apoptoz katkısı olabilir

İNHİBİTÖR VE DÜZENLEYİCİLERİN KARŞILAŞTIRILMASI

Molekül	Etki	Yol
BCL-2 / BCL-XL	Apoptozu baskılar	İntrensek
IAP (Inhibitor of Apoptosis Proteins)	Kaspazları baskılar	Her iki yol
Smac/DIABLO	IAP’ları inhibe eder, apoptozu kolaylaştırır	İntrensek
FLIP	Kaspaz-8 aktivasyonunu baskılar	Ekstrensek
p53	Proapoptotik transkripsiyon	İntrensek
Survivin	Apoptozu baskılar	Her iki yol / kanserde önemli

LABORATUVAR / ARAŞTIRMA DÜZEYİNDE KARŞILAŞTIRMA

Parametre	İntrensek	Ekstrensek
Sitokrom c salınımı	Tanısal belirteç olabilir	Beklenmez
Kaspaz-9 aktivitesi	Artar	İkincil olabilir
Kaspaz-8 aktivitesi	İkincil olabilir	Belirgin artar
MOMP ölçümü	Ana olay	İkincil
Fas ekspresyonu	İkincil	Kritik
BAX/BAK aktivasyonu	Kritik	BID üzerinden ikincil olabilir

EZBER TABLOSU

Soru Kalıbı	Doğru Bağlantı
Mitokondri, sitokrom c, Apaf-1	İntrensek yol
Fas, FasL, FADD, DISC	Ekstrensek yol
Kaspaz-9	İntrensek başlatıcı kaspaz
Kaspaz-8	Ekstrensek başlatıcı kaspaz
BCL-2 artışı	Apoptoz inhibisyonu
BAX / BAK	Proapoptotik mitokondriyal efektör
t(14;18) foliküler lenfoma	BCL-2 artışı → intrensek yol baskılanması
Fas mutasyonu	Ekstrensek yol bozukluğu
p53 kaybı	DNA hasarlı hücre apoptozu azalır

ÖZET TABLO

Özellik	İntrensek	Ekstrensek
Kaynak	Hücre içi hasar	Hücre dışı ölüm sinyali
Ana organel / yapı	Mitokondri	Death receptor
Ana başlatıcı protein	BAX/BAK, Apaf-1	Fas, FADD
Başlatıcı kaspaz	9	8
Ana kompleks	Apoptosom	DISC
Sitokrom c	Var	Yok
p53	Önemli	Daha az önemli
Klinik örnek	DNA hasarlı hücre ölümü	Fas-FasL aracılı immün hücre ölümü

SÜPER PÜF NOKTALAR

İntrensek yol = mitokondri + sitokrom c + Apaf-1 + kaspaz-9

Ekstrensek yol = Fas/TNF reseptörü + FADD + DISC + kaspaz-8

Her iki yolun birleştiği yer = kaspaz-3

BCL-2 antiapoptotik, BAX/BAK proapoptotik

Kaspaz-8, BID’yi tBID’ye çevirip intrensek yolu da güçlendirebilir

Foliküler lenfoma = BCL-2 artışı = apoptozdan kaçış

Fas bozukluğu = lenfosit eliminasyonu bozulur