Programmētā šūnu nāve (PCD) jeb apoptoze ir normāla dzīvnieku metabolisma sastāvdaļa. Dažreiz šis process var notikt nepareizā attīstības stadijā, izraisot slimību. Parasti fermenti, ko sauc par kaspāzēm, ir atbildīgi par šūnu nāves ierosināšanu. Alternatīvs process PCD radīšanai ir proteīns, ko sauc par apoptozi inducējošu faktoru (AIF). Šis proteīns atrodas mitohondrijās un pārvietojas uz kodolu, lai izraisītu DNS degradāciju un sekojošu šūnu nāvi.
Apoptoze ir normāla šūnu metabolisma sastāvdaļa. Cilvēka ķermeņa šūnas pastāvīgi mirst un pēc tam aizstāj tās. Ja process netiek pareizi regulēts, tas var nopietni ietekmēt cilvēka fizioloģiju. Piemēram, vēža šūnas tiek pakļautas PCD daudz retāk nekā veselām šūnām, un tās spēj izplatīties un kļūt par audzējiem. Alternatīvi, ja regulēšana izraisa apoptozi pārāk bieži, šūnas var nomirt, kad tās ir nepieciešamas audu darbībai.
Mitohondriji ir šūnu struktūras, kuras no pārējās šūnas atdala ārējā membrāna. Viņiem ir arī iekšējā membrāna. Starp šīm divām membrānām ir telpa, kas piepildīta ar šķidrumu, kas satur daudz olbaltumvielu, īpaši tos, kas iesaistīti šūnu enerģijas ražošanā. Apoptozi izraisošs faktors ir atrodams šajā telpā un darbojas elpošanas ceļā.
Daudzas no olbaltumvielām, kas iesaistītas šūnu nāves izraisīšanā, ir kaspāzes, bet apoptozi izraisošais faktors ir pavisam cita veida proteīns. Šis enzīms ir flavoproteīns, specializēts proteīns, kas iesaistīts elektronu pārnešanā. Tas ir atrodams plašā eikariotu šūnu klāstā, sākot no cilvēkiem līdz dīķa ciliātiskajam organismam Tetrahymena. Pētījumi par proteīna un gēnu secību, kas kodē apoptozi izraisošos faktorus, ir parādījuši, ka tas ir sens proteīns, un tā evolūcija ir ļoti sena.
Kad agrīnie signāli ierosina PCD, mitohondriju ārējā membrāna kļūst necaurlaidīga. AIF tiek atbrīvots no sava nodalījuma mitohondrijās un nonāk citozolā, šūnas šķidrajā vidē. No turienes tas sasniedz kodolu. Šis proteīns izraisa DNS fragmentu kodolā. Šajā procesā tas ietekmē kodola strukturālo integritāti, izjaucot hromatīna struktūru, izraisot agrīnu ieprogrammētas šūnu nāves stadiju.
Apoptozi izraisošā faktora regulēšana ir ļoti rūpīgi pētīta dzīvnieku modeļos. Tas ir novedis pie AIF aktivitātes un neironu šūnu nāves korelācijām. Tādas slimības kā Lou Gehrig slimība pētījumos ar dzīvniekiem ir saistītas ar šādu aktivitāti.
Ir zināms, ka daudzas cilvēku slimības izraisa funkcionālas problēmas ar mitohondrijiem. Cita veida nepareiza regulēšana var notikt ar apoptozi izraisošo faktoru, kamēr tas joprojām atrodas mitohondriju atrašanās vietā. Ģenētiskajos pētījumos ir korelētas mutācijas, kas ietekmē AIF, kamēr tas ir lokalizēts tā parastajā šūnu nodalījumā ar vairākām cilvēku slimībām, kuru pamatā ir mitohondriju nepareiza darbība.