Programuota ląstelių mirtis (PCD) arba apoptozė yra normali gyvūnų metabolizmo dalis. Kartais šis procesas gali įvykti netinkamame vystymosi etape ir sukelti ligą. Paprastai fermentai, vadinami kaspazėmis, yra atsakingi už ląstelių mirties sukėlimą. Alternatyvus PCD atsiradimo procesas yra baltymas, vadinamas apoptozę sukeliančiu faktoriumi (AIF). Šis baltymas yra mitochondrijose ir persikelia į branduolį, sukeldamas DNR degradaciją ir vėlesnę ląstelių mirtį.
Apoptozė yra normali ląstelių metabolizmo dalis. Žmogaus organizme ląstelės nuolat miršta, o vėliau jas pakeičia. Jei procesas nėra tinkamai reguliuojamas, tai gali turėti rimtų padarinių žmogaus fiziologijai. Pavyzdžiui, vėžio ląstelės patiria PCD daug rečiau nei sveikos ląstelės ir gali plisti bei tapti navikais. Arba, jei reguliavimas sukelia apoptozę per dažnai, ląstelės gali mirti, kai jų reikia audinių funkcijai.
Mitochondrijos yra ląstelių struktūros, kurios yra atskirtos nuo likusios ląstelės išorine membrana. Jie taip pat turi vidinę membraną. Tarp šių dviejų membranų yra erdvė, užpildyta skysčiu, kuriame yra daug baltymų, ypač tų, kurie dalyvauja gaminant energiją ląstelėms. Apoptozę sukeliantis faktorius randamas šioje erdvėje ir veikia kvėpavimo takuose.
Daugelis baltymų, sukeliančių ląstelių mirtį, yra kaspazės, tačiau apoptozę sukeliantis faktorius yra visiškai kitokio tipo baltymai. Šis fermentas yra flavoproteinas, specializuotas baltymas, dalyvaujantis elektronų pernešime. Jis randamas daugelyje eukariotinių ląstelių, nuo žmonių iki tvenkinio blakstienų organizmo Tetrahymena. Apoptozę sukeliančius veiksnius koduojančių baltymų ir genų sekos tyrimai parodė, kad tai senovinis baltymas, kurio evoliucija yra labai sena.
Kai ankstyvieji signalai inicijuoja PCD, išorinė mitochondrijų membrana tampa nesandarus. AIF išsiskiria iš savo skyriaus mitochondrijose ir patenka į citozolį, ląstelės skystą aplinką. Iš ten jis pasiekia branduolį. Šis baltymas sukelia branduolio DNR fragmentaciją. Proceso metu jis paveikia struktūrinį branduolio vientisumą, sutrikdydamas chromatino struktūrą, sukeldamas ankstyvą užprogramuotos ląstelės mirties stadiją.
Apoptozę sukeliančio faktoriaus reguliavimas buvo labai kruopščiai ištirtas naudojant gyvūnų modelius. Tai lėmė AIF veiklos ir neuronų ląstelių mirties sąsajas. Tokios ligos kaip Lou Gehrig liga buvo koreliuojamos su tokiu aktyvumu atliekant tyrimus su gyvūnais.
Yra žinoma, kad daugelis žmonių ligų atsiranda dėl funkcinių problemų su mitochondrijomis. Kitas netinkamo reguliavimo tipas gali įvykti apoptozę sukeliančiam veiksniui, kol jis vis dar yra mitochondrijų vietoje. Genetiniai tyrimai koreliuoja mutacijas, turinčias įtakos AIF, nors jis yra lokalizuotas įprastoje ląstelių dalyje, su daugeliu žmonių ligų, susijusių su mitochondrijų gedimu.