Autofagiegenskaper, typer, funktioner, studier

De Autofagi Det är ett intracellulärt nedbrytningssystem som förekommer på ett bevarat sätt i lysosomerna i alla eukaryota celler (och vakuolerna hos jäst). Ordet används vanligtvis för att hänvisa till nedbrytningen av cytosolkomponenter eller "delarna" av cellen som är "föråldrade" eller som har slutat fungera korrekt.

Termen autofagi myntades 1963 vid Rockefeller University av Duve, som också observerade och beskrev cellendocytosprocesserna. Bokstavligen betyder ordet autofagi "konsumerar sig själv", även om vissa författare beskriver det som en "bilkanibalism".

Grafisk representation av makroautofag och mikroanofagi (källa: Cheung och IP [CC av 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/av/3.0)] via Wikimedia Commons)

Detta system skiljer sig från nedbrytningsmedierad nedbrytning.

Trots denna icke -selektiva fagocytos har olika forskning visat att autofagi har många fysiologiska och patologiska konsekvenser. Eftersom det aktiveras under perioder med anpassning till svält, under utveckling, för eliminering av invaderande mikroorganismer, under programmerad celldöd, för eliminering av tumörer, presentation av antigen, etc.

[TOC]

Egenskaper

Autofagi är som nämnt en process medierad av en cytoplasmatisk organell känd som lysosomen.

Processen "autofagi" börjar med inkapslingen av organellen som kommer att försämras av ett dubbelmembran och bildar en membranös kropp som kallas autofagosom. Autofagosommembranet smälter senare med det lysosomala membranet eller med en sen endosom.

Var och en av dessa steg mellan kidnappning, nedbrytning och befrielse av aminosyror eller andra komponenter för återvinningsövningar olika funktioner i olika cellulära sammanhang, vilket gör autofagi till ett mycket multifunktionellt system.

Autofagi är en ganska kontrollerad process, eftersom endast markerade cellkomponenter riktas mot denna nedbrytningsväg och markering sker i allmänhet under cellombyggnadsprocesser.

Till exempel, när en levercell fastställer ett avgiftningssvar som svar på fett -lösliga läkemedel, sprids dess släta endoplasmiska retikulum avsevärt, och när stimulansen som genereras av läkemedlet minskar överskottet av smidig endoplasmisk retikulum från cytosoliskt utrymme genom autofagi.

Autofagiinduktion

En av händelserna som oftast utlöser autofagiska processer är svält.

Kan tjäna dig: exocytos: process, typer, funktioner och exempel

Beroende på organismen som beaktas kan olika typer av viktiga näringsämnen utlösa detta "återvinning" -system. I jäst, till exempel, även om bristen på kol av vissa aminosyror och nukleinsyror kan inducera autofagi, är bristen på kväve den mest effektiva stimulansen, som också är giltig för växtceller.

Även om det inte har förståtts helt, har cellerna speciella "sensorer" för att bestämma när ett viktigt näringsämne eller aminosyra är under mycket låga förhållanden och därmed utlösa hela återvinningsprocessen genom lysosomerna.

Hos däggdjur deltar vissa hormoner i regleringen (positiv eller negativ) av autofagi i celler som tillhör vissa organ, såsom insulin, vissa tillväxtfaktorer eller interleukiner, etc.

Grabbar

Det finns tre huvudtyper av autofagi bland eukaryoter: makroautofagi, mikroanofagi och autofagi medierade av chaperones. Om inte specificeras hänvisar termen autofagi till makroautofag.

Även om de tre typerna av autofagi är morfologiskt olika, slutar alla i transport av ämnen till lysosomer för deras nedbrytning och återvinning.

Makroautofag

Detta är en typ av autofagi som beror på träning novo av fagocytiska vesiklar kända som autofagosomer. Bildningen av dessa vesiklar är oberoende av bildandet av "äggulor" av membran, eftersom de bildas av expansion.

I jästar börjar bildningen av autofagosomer på en viss plats känd som PA, medan i däggdjur förekommer många olika platser av cytosol, troligen kopplade till endoplasmatisk retikulum genom strukturer som kallas "omegasom".

Storleken på autofagosomerna är mycket varierande och beror på organismen och typen av eller organisk molekyl som är fagocyt. Kan variera från 0.4-0.9 μm i diameter i jäst upp till 0.5-1.5 μm i däggdjur.

När autofagosom- och lysosommembran mel. Denna organell kallas då autolisosom.

För vissa författare kan makroautofag underklassificeras i sin tur i inducerad autofagi och basal autofagi. Inducerad makroautofag används för att producera aminosyror efter en långvarig svältperiod.

Basmakroutofag.

Kan tjäna dig: lipidflottar: egenskaper, typer, funktioner

Mikroanofagi

Denna typ av autofagi hänvisar till processen där det cytoplasmiska innehållet introduceras till lysosomen genom invaginationer som förekommer i membranet i nämnda organell.

När de har introducerats i lysosomen flyter de vesiklar som produceras av dessa invaginationer fritt i lumen tills de är listade och deras innehåll släpps och försämras av specifika enzymer.

Selfophagy medierad av chaperone

Denna typ av autofagi har bara rapporterats för däggdjursceller. Till skillnad från makroautofagi och mikroanofagi, där vissa cytosoliska delar är ospecifika fagocyte.

Vissa forskare har fastställt att detta pentapéptidmotiv är relaterat till Kferq -sekvensen och att det är i mer än 30% av cytosoliska proteiner.

Det kallas "chaperonas medierad" eftersom chaperonproteiner är ansvariga för att upprätthålla detta skäl bevarat för att underlätta deras erkännande och undvika vikningen av proteinet på det.

Proteiner med denna etikett omvandlas till den lysosomala lumen och det är nedbrutna. Många av nedbrytningssubstraten är glykolytiska enzymer, transkriptionsfaktorer och deras hämmare, kalciumföreningsproteiner eller lipider, proteosomunderenheter och vissa proteiner involverade med vesikulär trafik.

Liksom de andra två typerna av autofagi, chaperon -medierad autofagi.

Funktioner

En av de viktigaste funktionerna i autofagen.

Tack vare observationen av elektroniska mikrofotografier av lysosomer i däggdjursceller har närvaron av peroxisomer och mitokondrier upptäckts i dessa.

I en levercell, till exempel, är den genomsnittliga livstiden för en mitokondrier 10 dagar, varefter denna organell är fagocyerad av lysosomerna, där den försämras och dess komponenter återvinns för olika metaboliska ändamål.

Under låg koncentration av näringsämnen kan celler utlösa bildningen av autofagosomer för att "selektivt fånga" cytosoldelar, såväl som smälta metaboliter i dessa autofagosomer kan hjälpa celler att överleva när yttre förhållanden begränsar från näringsämnen näringspunkt.

Kan tjäna dig: erytropoiesis: stadier och dess egenskaper, reglering, stimulantia

Funktioner inom hälsa och utveckling

Autofagi har viktiga funktioner i cellstrukturering i processen för differentiering, eftersom den deltar i kassering av cytosoliska delar som inte krävs vid specifika tidpunkter.

Det har också viktiga konsekvenser för cellhälsa, eftersom det är en del av försvarsmekanismerna mot virus och invaderande bakterier.

Yoshinori Ohsumi -studier

Yoshinori Ohsumi, en japansk forskare 2016 med Nobelpriset inom fysiologi och medicin, beskrev de molekylära mekanismerna för självförsvar i jäst medan han studerade den metaboliska destinationen för många proteiner och vakuoler av dessa encelliga organismer.

I sina verk identifierade Ohsumi inte bara de proteiner och rutter som är involverade i processen, utan visade också hur autofagivägen regleras tack vare verkan av proteiner som kan "censurera" olika metaboliska tillstånd.

Hans arbete började med exakta mikroskopiska observationer under intensiva nedbrytningshändelser. Vakuoler betraktas som lagringsplatserna för "skräp" och cellavfall från jäst.

Genom att observera jäst med defekta mutanta genotyper för olika eller hypotetiskt relaterade gener relaterade till autofagi (känd som gener Atg), Denna forskare och hans kollaboratörer lyckades beskriva det autofagiska jästsystemet på genetisk nivå.

Därefter bestämde denna grupp forskare de huvudsakliga genetiska egenskaperna hos proteinerna som kodas av dessa gener och gjorde betydande bidrag om deras interaktion och bildandet av komplexen som ansvarar för början och genomförandet av självfasen i jästar.

Tack vare Yoshinori Ohsumis verk förstår vi idag de molekylära aspekterna av autofagi, liksom dess viktiga konsekvenser i rätt funktion av cellerna och organen som utgör oss.

Referenser

1. Alberts, b., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, m., Roberts, K., & Walter, s. (2015). Biologi av cellmolekylen (6: e upplagan.). New York: Garland Science.
2. Klionsky, D. J., & Emr, s. D. (2000). Autofagi som en reglerad väg för cellulär nedbrytning. Vetenskap, 290, 1717-1721.
3. Mizushima, n. (2007). Autofagi: process och funktion. Gener och utveckling, tjugoett, 2861-2873.
4. Mizushima, Noboru, & Komatsu, M. (2011). Motorväg: Förnyelse av celler och vävnader. Cell, 147, 728-741.
5. Rabinowitz, J. D., & Vitt, och. (2010). Autofagi och metabolism. Vetenskap, 330, 1344-1348.