Ohjelmoitu solukuolema (PCD) tai apoptoosi on normaali osa eläinten aineenvaihduntaa. Joskus tämä prosessi voi tapahtua väärässä kehitysvaiheessa aiheuttaen sairauksia. Normaalisti entsyymit, joita kutsutaan kaspaaseiksi, ovat vastuussa solukuoleman aiheuttamisesta. Vaihtoehtoinen prosessi PCD: n aikaansaamiseksi on proteiini, jota kutsutaan apoptoosia indusoivaksi tekijäksi (AIF). Tämä proteiini sijaitsee mitokondrioissa ja siirtyy ytimeen aiheuttaen DNA: n hajoamista ja sen jälkeistä solukuolemaa.
Apoptoosi on normaali osa solujen aineenvaihduntaa. Ihmiskehossa solut kuolevat jatkuvasti ja korvaavat ne sitten. Jos prosessia ei säännellä oikein, sillä voi olla vakavia vaikutuksia ihmisen fysiologiaan. Esimerkiksi syöpäsoluille tehdään PCD paljon harvemmin kuin terveille soluille ja ne voivat levitä ja tulla kasvaimiksi. Vaihtoehtoisesti, jos asetus aiheuttaa apoptoosin tapahtuvan liian usein, solut voivat kuolla, kun niitä tarvitaan kudoksen toimintaan.
Mitokondriot ovat solurakenteita, jotka on erotettu muusta solusta ulkokalvon avulla. Niissä on myös sisäkalvo. Näiden kahden kalvon välissä on tila, joka on täynnä nestettä, joka sisältää monia proteiineja, erityisesti niitä, jotka osallistuvat energian tuottamiseen soluille. Apoptoosia indusoivaa tekijää löytyy tästä tilasta ja se toimii hengitysteissä.
Monet solujen kuoleman aiheuttamista proteiineista ovat kaspaaseja, mutta apoptoosia indusoiva tekijä on täysin erilainen proteiini. Tämä entsyymi on flavoproteiini, erikoistunut proteiini, joka osallistuu elektronien siirtoon. Sitä löytyy laajasta valikoimasta eukaryoottisoluja, jotka vaihtelevat ihmisistä lammen silmätön organismi Tetrahymenaan. Tutkimukset apoptoosia indusoivia tekijöitä koodaavan proteiinin ja geenien sekvenssistä ovat osoittaneet, että se on ikivanha proteiini ja juontaa juurensa pitkälle evoluutiossa.
Kun varhaiset signaalit käynnistävät PCD: n, mitokondrioiden ulkokalvo vuotaa. AIF vapautuu osastostaan mitokondrioissa ja siirtyy sytosoliin, solun nestemäiseen ympäristöön. Sieltä se saavuttaa ytimen. Tämä proteiini saa ytimen DNA: n katkeamaan. Prosessissa se vaikuttaa ytimen rakenteelliseen eheyteen rikkomalla kromatiinirakennetta, mikä johtaa ohjelmoidun solukuoleman varhaiseen vaiheeseen.
Apoptoosia indusoivan tekijän säätelyä on tutkittu hyvin perusteellisesti eläinmalleissa. Tämä on johtanut AIF -toiminnan korrelaatioihin ja hermosolujen kuolemaan. Sairaudet, kuten Lou Gehrigin tauti, ovat korreloineet tällaisen aktiivisuuden kanssa eläinkokeissa.
Monien ihmisten sairauksien tiedetään johtuvan mitokondrioiden toiminnallisista ongelmista. Toisenlainen vääränlainen säätely voi tapahtua apoptoosia aiheuttavalle tekijälle, kun se on edelleen mitokondrioissa. Geneettiset tutkimukset ovat korreloineet mutaatioita, jotka vaikuttavat AIF: ään, kun se on lokalisoitu normaalissa soluosastossaan useisiin ihmisen sairauksiin, jotka perustuvat mitokondrioiden toimintahäiriöön.