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La apoptosis -una forma de regulación celular- está en relación con la mitocondria, implicada directamente con la muerte celular programada. Además, los lisosomas contribuyen al proceso de degradación celular.
Cuando una célula ha finalizado su ciclo de vida útil, está dañada o requiere regularse su crecimiento, una señal intercelular determinada geneticamente da inicio al proceso de apoptosis (y por esta razón el adjetivo "programado" es empleado).
La cadena de eventos que constituyen la apoptosis conducen a la formación de un complejo proteico dentro de la mitocondria que produce un aumento de la permeabilidad de la membrana de este organelo, liberando enzimas proteolíticas, caspasas, citocromo C y una molécula denominada factor inductor de apoptosis.
Una consecuencia de la dinámica mitocondrial en la apoptosis es la alteración del equilibrio electroquímico intracelular y la homeostasis metabólica. La liberación de enzimas lisosomales, sobre todo proteasas, contribuyen a el proceso de degradación celular.
La apoptosis implica la pérdida estructural y funcional de una célula, que incluye la disminución de tamaño por deshidratación y alteraciones en la cromatina nuclear.