粒線體詳解

「粒線體」(Mitochondrion)是分佈在細胞質內的桿狀細胞器,它的作用是氧化糖份來產生能量,以作維持生命所需。故它有「生命能量站」之稱。

生物的成長,不單在於細胞要能維持正常的增長,亦在於其能維持正常的死亡。細胞之死亡可以分為兩類:壞死(necrosis)和程序死亡(apoptosis),兩者的分別在於細胞的主動性和被動性,壞死是被殺,而程序死亡是自殺。在程序死亡中,細胞內有一既定的「自殺系統」,當細胞接收到外來的死亡訊息,便會觸及此「自殺系統」,引發一連串蛋白分解?及核酸內切?的連鎖反應。這些?就像很多把鋒利的小刀,把細胞核內的物質,例如脫氧核糖核酸(DNA)切成很多的小段,細胞因而被瓦解。有一點需要一提,就是在程序死亡中;細胞膜不會破裂,細胞內的物質也不會外溢,相反地會被?分解為一個一個小球狀的物體,最後經過新陳代謝而消失。

正常來說,程序死亡常見於生物發育的過程中,或細胞受到感染的時候。

最近,科學家發現了很多棘手的疾病,例如:癌病、愛滋病及柏金遜症等均與程序死亡有關。以癌病為例,由於細胞本身有病變,應該「受死」的細胞,在接收了死亡訊息之後,卻不執行程序死亡,失控地不斷的生長所致。

程序死亡的機制是和多種基因有關,例如BCL-2,BAX和BAD等;以BCL-2為例,這個基因可以抑制程序死亡的過程,而BAX則可以引致程序死亡。雖然有關程序死亡的基因早在數年前已被發現,但其能令細胞死亡的原因到最近才較清晰,這個啞謎的答案就是粒線體。

BCL-2是位於粒線體外膜上的一種蛋白質。當細胞接收到死亡訊息後,粒線體的外膜受BCL-2的影響產生變化,打開了很多小孔,同時釋放出其中一種物質——細胞色素c(cytochrome c)。釋出的細胞色素C觸動細胞的「自殺系統」,其中涉及到不同梯次的蛋白?分解,在過程中釋放了細胞死亡因子,包括致命的蛋白?和核酸內切?,因而令細胞核瓦解,導致程序死亡。

細胞色素C是粒線體內膜上氧化磷酸作用中的一個主要部份,它的角色一向相信是與能量的產生有關,為何這個分子亦涉及程序死亡,到現在為止仍無從而知。科學家正努力研究細胞色素c在程序死亡中的角色和BCL-2如何控制粒線體外膜的開關。此方面的研究,除了可以令我們明瞭細胞死亡的機制外,研究的成果亦可以帶給癌症及愛滋病者的治療曙光。

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