Le développement normal de l'organisme et le maintien de l'équilibre entre la production et la perte de cellules (homéostasie) dépend de l'élimination continuelle de cellules. Cette tâche est accomplie par la «mort cellulaire programmée», une sorte de suicide de la cellule qui correspond à l'apoptose au niveau morphologique.
La nécrose est observée à la suite de blessures importantes, par exemple lors de brûlures, d'une hypoxie (infarctus du myocarde) ou d'un traumatisme. La membrane de la cellule nécrotique perd son intégrité, la cellule gonfle et libère son contenu enrichi de nombreuses composantes toxiques dans l'environnement, provoquant une réaction inflammatoire.
En revanche, l'apoptose est un processus plus subtil : on observe initialement une condensation de la chromatine et un rétrécissement de la cellule. Puis des bourgeons de la membrane cellulaire (blebbing) se forment, un phénomène appelé méiose. La cellule commence ensuite à repousser son contenu dans des vésicules dont certaines contiennent des fragments des noyaux pycnotiques. Ces vésicules sont phagocytées et dégradées par des macrophages. À la différence de la nécrose, on n'observe aucune réaction inflammatoire puisque les enzymes cytosoliques et les métabolites toxiques sont toujours entourés d'une membrane.
L'apoptose est un processus assujetti à une régulation génique qui requiert de l'énergie ainsi que la synthèse d'ARN et de protéines. L'apoptose peut être induite par divers signaux, dont certains stimuli physiologiques tels que la liaison du TCR ou du BCR. Par exemple, ce phénomène est observé quand ces récepteurs sont activés à un moment inapproprié ou sans stimulation simultanée de molécules accessoires.
Certaines molécules de surface, telles que l'antigène CD95 (APO-1 ou Fas), représentent des médiateurs importants de l'apoptose. CD95 appartient à la famille des récepteurs TNF/NGF (tumor necrosis factor/nerve growth factor). L'engagement de CD95 par le ligand de Fas/APO-1 donne souvent un signal apoptotique. La perte du contact intercellulaire (anoikis) ou la disparition de facteurs de croissance peuvent également déclencher une apoptose. Tous ces modes de déclenchement semblent partager le stress oxydatif comme médiateur intracellulaire qui active des nucléases clivant l'ADN en fragments d'environ 200 paires de bases. Dans une électrophorese de l'ADN cette fragmentation se manifeste par un profil ressemblant à une échelle, considérée être caractéristique de l'apoptose.
L'apoptose est accompagnée d'une activation de certains gènes. L'interleukin-1β-convertingemyme (ICE) joue un rôle important. Les gènes c-myc, p53 et nur77 sont également induits au début du processus apoptotique. En revanche, le produit du gène bcl-2 a un effet anti-apoptotique. Ce gène est induit dans le manteau folliculaire, c'est-à-dire dans les cellules avec un réarrangement productif des gènes d'immunoglobulines, alors qu'il n'est pas détectable dans le centre germinatif caractérisé par un taux d'apoptose très élevé. L'effet de bcl-2 est contrebalancé par les produits des gènes bax et bad dont l'activation favorise l'apoptose. Bax forme un complexe avec bcl-2, l'inactivant à cette occasion. Bcl-X, une protéine connue sous deux formes différentes, est apparenté à bcl-2. La variante longue bcl-X^ a un effet anti-apoptotique alors que la forme courte bcl-Xy résultat d'un épissage alternatif, favorise l'apoptose. Une diminution de l'expression de bax et d'autres gènes pro-apoptotiques pourrait être impliquée dans l'apparition de néoplasies.