세포예정사는 다양한 신호 경로의 통합된 활성을 통해 조절되고, 일부는 세포사를 유도하는 역할을 하고 또 다른 일부는 세포 생존을 촉진하는 작용을 합니다. 이러한 신호는 개별 세포의 운명을 통제하므로 세포 생존 또는 제거는 대체로 생명체 전체의 필요성에 의해 결정됩니다. 포유류 세포에서 세포 자살을 유도하는 경로는 Bcl-2 집단 단백질의 관련성과 세포사를 개시하는 케스페이즈의 정체성 차이로 분류되는 내인성 또는 외인성 경로로 나눕니다.
세포 자살의 중요한 역할 중 하나는 손상된 세포의 제러로, 세포 자살은 DNA 손상, 바이러스 감염 그리고 성장 인자의 결핍을 포함하는 세포 스트레스의 다양한 형태를 통해 자극됩니다. 이러한 자극은 세포 자살의 내인성 경로를 활성화시켜, 미토콘드리아에서 cytochrome c를 방출하고, caspase-9을 활성화시킵니다. 이 경로를 활성화시키는 여러 가지 신호는 모여서 Bcl-2 집단의 BH3-only 구성원을 조절합니다.
DNA 손상은 특히 위험한 세포 스트레스 형태인데, 이는 손상된 유전체가 있는 세포가 돌연변이를 일으켰을 가능성이 있어 암으로 진행될 수 있기 때문입니다. 따라서 DNA 손상은 세포예정사를 주로 촉진시키는 이유 중 하나이며, 이로써 잠재적으로 해로운 돌연변이를 운반하는 세포를 제거시킵니다. 여러 세포 주기 확인점(checkpoint)은 손상된 부분을 복구하기 위한 시간을 주면서 손상된 DNA에 반응하여 세포 주기의 진행을 중지시킵니다. 포유류 세포에서 DNA 손상에 반응하여 세포 주기를 정지시키는 주요 경로는 전사인자 p53에 의해 중재됩니다. DNA 손상으로 인해 활성화된 ATM 그리고 Chk2 단백질 인산화효소는 p53을 인산화하여 안정화시킵니다. p53의 증가는 p53 표적 유전자의 전사 활성화로 이어집니다. 여기에는 G1에서의 세포 주기 진행을 중지시키는 Cdk2/cyclin E 복합체를 억제하는 Cdk 억제자 p21이 포함됩니다. 그러나 DNA 손상으로 인한 p53의 활성화 역시 세포예정사로 이어집니다. p53에 의한 세포자살의 유도는 결과적으로 최소한 부분적으로는 BH3-only 전구세포자살 Bcl-2 집단 구성원 PUMA 그리고 Noxa를 암호화하는 유전자의 전사 활성화에 기인합니다. 이러한 BH3-only 단백질의 발현 증가는 Bax와 Bak를 활성화시키고, 미토콘드리아에서 cytochrome을 방출시키고, caspase-9를 활성화시킵니다. 따라서 p53은 세포 주기의 중지 그리고 DNA 손상에 반응하는 세포 자살 모두를 중재합니다. 어떤 세포에서 DNA 손상이 세포 자살을 유도하는지 또는 가역적인 세포 주기 정지를 유도하는지는 손상 범위와 p53 유도 정도, 그리고 세포가 수용하는 다른 수명/사망 신호의 영향을 받는지에 따라 좌우될 수 있습니다.
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