Căile de apoptoză sunt sisteme biologice automate pe care un organism le folosește pentru a distruge celulele deteriorate sau modificate genetic printr-un proces numit moarte celulară programată. Pentru a realiza apoptoza, care înseamnă, literalmente, „cădere”, un organism folosește una dintre cele două căi de apoptoză cunoscute: intrinsecă și extrinsecă. Odată activate de o celulă deteriorată, ambele căi folosesc enzime pentru a descompune structura proteică a celulei, dezasambland celula la nivel chimic. Folosind căile de apoptoză, un organism se poate scăpa de celulele deteriorate înainte ca necroza să se instaleze sau, în cazul anumitor celule canceroase, înainte ca celula să se răspândească, provocând daune suplimentare.
Căile de apoptoză intrinsecă pot fi considerate ca un sistem de autodistrugere al unei celule. Apoptoza intrinsecă inițiază din interiorul unei celule atunci când devine deteriorată fizic sau stresată critic într-un alt mod, cum ar fi din hipoxie sau boală. Când se întâmplă acest lucru, anumite proteine în mod normal stabile sunt eliberate de deteriorare, devin instabile și declanșează procesul de apoptoză prin activarea genelor din ADN-ul celulei care creează enzime de apoptoză. Aceste enzime atacă apoi ADN-ul mitocondrial al celulei, distrugându-l complet și eliberând încă mai multe proteine și enzime care degradează și mai mult celula. Fără ADN-ul său, celula nu se mai poate reproduce sau nu mai poate îndeplini alte funcții decât descompunerea chimică.
Căile de apoptoză extrinsecă sunt activate în afara unei celule atunci când alte sisteme dintr-un organism au determinat că celula trebuie să moară, de obicei pentru a face loc unei creșteri celulare noi sau diferite. Există două moduri prin care apoptoza extrinsecă poate fi declanșată: printr-o activare chimică sau prin anumite tensiuni, cum ar fi expunerea la radiații. În activarea chimică, organismul eliberează compuși chimici care se atașează de celulă, folosind receptori de pe peretele celular numiți „receptori de moarte”. Activarea acestor receptori declanșează apoi procesul de apoptoză internă a celulei pentru a distruge celula. În apoptoza extrinsecă legată de stres, radiațiile și substanțele chimice, cum ar fi cele utilizate în tratarea anumitor tipuri de cancer, fac ADN-ul mitocondrial permeabil, permițând eliberarea proteinelor și enzimelor căii de apoptoză, distrugând celula.
Deși căile de apoptoză sunt concepute pentru a aduce beneficii unui organism, unele alte organisme, cum ar fi virușii, s-au adaptat pentru a le folosi. Mulți viruși pot invada o celulă și apoi pot dezactiva căile intrinseci de apoptoză ale celulei în timp ce se reproduc în interiorul celulei ascunse în siguranță de sistemul imunitar al organismului. Alți virusuri, precum HIV, pot crea substanțe chimice care slăbesc sau declanșează apoptoza în celulele sistemului imunitar, distrugându-le astfel și împiedicându-le să combată virusul.