Programmerad celldöd (PCD), eller apoptos, är en normal del av metabolismen hos djur. Ibland kan denna process ske i fel utvecklingsstadium och orsaka sjukdom. Normalt är enzymer som kallas kaspaser ansvariga för att inducera celldöd. En alternativ process för att åstadkomma PCD är ett protein som kallas apoptosinducerande faktor (AIF). Detta protein är lokaliserat i mitokondrierna och flyttas till kärnan för att orsaka DNA-nedbrytning och efterföljande celldöd.
Apoptos är en normal del av cellulär metabolism. Människokroppen får ständigt celler att dö och ersätter dem sedan. Om processen inte regleras korrekt kan den få allvarliga effekter på människans fysiologi. Till exempel genomgår cancerceller PCD mycket mindre ofta än friska celler och kan spridas och bli tumörer. Alternativt, om regleringen gör att apoptos inträffar för ofta, kan celler dö av när de behövs för vävnadsfunktion.
Mitokondrier är cellulära strukturer som är separerade från resten av cellen av ett yttre membran. De har också ett inre membran. Mellan dessa två membran finns ett utrymme fyllt med vätska som innehåller många proteiner, särskilt de som är involverade i att generera energi till cellerna. Apoptosinducerande faktor finns i detta utrymme och fungerar i andningsvägen.
Många av de proteiner som är involverade i att orsaka celldöd är kaspaser, men apoptosinducerande faktor är en helt annan typ av protein. Detta enzym är ett flavoprotein, ett specialiserat protein som är involverat i överföring av elektroner. Det finns i ett brett spektrum av eukaryota celler, allt från människor till dammen ciliatorganismen Tetrahymena. Studier av sekvensen av proteinet och generna som kodar för de apoptosinducerande faktorerna har visat att det är ett uråldrigt protein och går mycket långt tillbaka i evolutionen.
När tidiga signaler initierar PCD blir mitokondriernas yttre membran läckande. AIF frigörs från sitt utrymme i mitokondrierna och går in i cytosolen, cellens flytande miljö. Därifrån når den kärnan. Detta protein gör att DNA:t i kärnan fragmenteras. I processen påverkar det kärnans strukturella integritet genom att störa kromatinstrukturen, vilket leder till ett tidigt stadium av programmerad celldöd.
Regleringen av apoptosinducerande faktor har studerats mycket noggrant i djurmodeller. Detta har lett till korrelationer mellan AIF-aktivitet och neuroncellers död. Sjukdomar som Lou Gehrigs sjukdom har korrelerats med sådan aktivitet i studier med djur.
Många mänskliga sjukdomar är kända för att bero på funktionella problem med mitokondrier. En annan typ av felreglering kan hända med apoptosinducerande faktor medan den fortfarande är i sin mitokondriella plats. Genetiska studier har korrelerat mutationer som påverkar AIF medan det är lokaliserat i sin normala cellulära avdelning till ett antal mänskliga sjukdomar baserat på felfunktion i mitokondrierna.