Jalur apoptosis adalah sistem biologis otomatis yang digunakan organisme untuk menghancurkan sel yang rusak secara genetik atau diubah melalui proses yang disebut kematian sel terprogram. Untuk mencapai apoptosis, yang berarti, secara harfiah, “jatuh”, suatu organisme menggunakan salah satu dari dua jalur apoptosis yang diketahui: intrinsik dan ekstrinsik. Setelah diaktifkan oleh sel yang rusak, kedua jalur ini menggunakan enzim untuk memecah struktur protein sel, membongkar sel pada tingkat kimia. Menggunakan jalur apoptosis, suatu organisme dapat membersihkan dirinya dari sel-sel yang rusak sebelum nekrosis dapat terjadi atau, dalam kasus sel kanker tertentu, sebelum sel dapat menyebar, menyebabkan kerusakan lebih lanjut.
Jalur apoptosis intrinsik dapat dianggap sebagai sistem penghancuran diri sel. Apoptosis intrinsik dimulai dari dalam sel ketika menjadi rusak secara fisik atau stres kritis dalam beberapa cara lain, seperti dari hipoksia atau penyakit. Ketika ini terjadi, protein tertentu yang biasanya stabil dilepaskan oleh kerusakan, menjadi tidak stabil, dan memicu proses apoptosis dengan mengaktifkan gen dalam DNA sel yang membuat enzim apoptosis. Enzim-enzim ini kemudian menyerang DNA mitokondria sel, menghancurkannya sepenuhnya dan melepaskan lebih banyak protein dan enzim yang selanjutnya mendegradasi sel. Tanpa DNA-nya, sel tidak dapat lagi bereproduksi atau melakukan fungsi apa pun selain memecah dirinya sendiri secara kimiawi.
Jalur apoptosis ekstrinsik diaktifkan di luar sel ketika sistem lain dalam suatu organisme telah menentukan bahwa sel harus mati, biasanya untuk memberi jalan bagi pertumbuhan sel baru atau berbeda. Ada dua cara apoptosis ekstrinsik dapat dipicu: oleh aktivasi kimia atau oleh tekanan tertentu seperti paparan radiasi. Dalam aktivasi kimia, organisme melepaskan senyawa kimia yang menempel pada sel, menggunakan reseptor di dinding sel yang disebut “reseptor kematian”. Aktivasi reseptor ini kemudian memicu proses apoptosis internal sel untuk menghancurkan sel. Dalam apoptosis ekstrinsik terkait stres, radiasi dan bahan kimia, seperti yang digunakan dalam mengobati kanker tertentu, membuat DNA mitokondria permeabel, memungkinkan protein jalur apoptosis dan enzim dilepaskan, menghancurkan sel.
Meskipun jalur apoptosis dirancang untuk menguntungkan suatu organisme, beberapa organisme lain, seperti virus, telah menyesuaikan diri untuk memanfaatkannya. Banyak virus dapat menyerang sel dan kemudian menonaktifkan jalur apoptosis intrinsik sel saat mereka bereproduksi di dalam sel yang tersembunyi dengan aman dari sistem kekebalan organisme. Virus lain, seperti HIV, dapat membuat bahan kimia yang melemahkan atau memicu apoptosis pada sel sistem kekebalan, sehingga menghancurkannya dan mencegahnya melawan virus.