Značilnosti avtofagije, vrste, funkcije, študije

The Avtofagija Gre za znotrajcelični sistem razgradnje, ki se na konzerviran način pojavi v lizosomih vseh evkariontskih celic (in vakuolov kvasovk). Beseda se običajno uporablja za razgradnjo citosolnih komponent ali "deli" celice, ki so "zastareli" ali ki so nehali pravilno delovati.

Izraz avtofagija je bila leta 1963 skovana na univerzi Rockefeller s strani Duvea, ki je tudi opazoval in opisal procese celične endocitoze. Dobesedno beseda avtofagija pomeni "uživanje sebe", čeprav jo nekateri avtorji opisujejo kot "avtomobilski kanibalizem".

Grafični prikaz makroavtofaga in mikroanofagije (vir: Cheung in IP [CC by 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by/3.0)] prek Wikimedia Commons)

Ta sistem se razlikuje od razgradnje, ki jo posreduje razgradnja.

Kljub tej neselektivni fagocitozi so različne raziskave pokazale, da ima avtofagija številne fiziološke in patološke posledice. Ker se aktivira v obdobjih prilagajanja stradanju, med razvojem, za odpravo invadirajočih mikroorganizmov, med programirano celično smrtjo, za izločanje tumorjev, predstavitev antigenov itd.

[TOC]

Značilnosti

Kot že omenjeno, je avtofagija, ki ga posreduje citoplazemska organela, znana kot lizosom.

Postopek "avtofagije" se začne z inkapsulacijo organela, ki jo bo razgradila dvojna membrana, ki tvori membrano telo, znano kot avtofagosom. Membrana avtofagosoma se pozneje z lizosomalno membrano ali s poznim endosomom topi.

Vsak od teh korakov med ugrabitvijo, razgradnjo in osvoboditvijo aminokislin ali drugih komponent za vaje za recikliranje različnih funkcij v različnih celičnih kontekstih, zaradi česar je avtofagija zelo večnamenski sistem.

Avtofagija je dokaj nadzorovan proces, saj so le označene komponente celic usmerjene proti tej poti razgradnje in na splošno se pojavi označevanje med procesi preoblikovanja celic.

Na primer, ko jetrna celica vzpostavi odziv na razstrupljanje kot odziv na topna maščoba, se njen gladki endoplazemski retikulus znatno razširi, in ko se dražljaj, ki ga povzroča zdravilo.

Indukcija avtofagije

Eden od dogodkov, ki najpogosteje sproži avtofagične procese, je stradanje.

Vam lahko služi: eksocitoza: proces, vrste, funkcije in primeri

Odvisno od obravnavanega organizma lahko različne vrste bistvenih hranilnih snovi sprožijo ta sistem "recikliranja". Na primer v kvasovkah, čeprav pomanjkanje ogljika nekaterih aminokislin in nukleinskih kislin lahko povzroči avtofagijo, je pomanjkanje dušika najučinkovitejši dražljaj, ki velja tudi za rastlinske celice tudi za rastlinske celice.

Čeprav ga niso popolnoma razumeli, imajo celice posebne "senzorje", da ugotovijo, kdaj je bistveno hranilo ali aminokislina v zelo nizkih pogojih, in tako sproži celoten postopek recikliranja skozi lizosome.

Pri sesalcih nekateri hormoni sodelujejo pri regulaciji (pozitivni ali negativni) avtofagije v celicah, ki pripadajo določenim organom, kot so inzulin, nekateri rastni faktorji ali interlevkini itd.

Fantje

Med evkarioti obstajajo tri glavne vrste avtofagije: makroavtofagija, mikroanofagija in avtofagija, posredovani s kaperoni. Če ni določeno, se izraz avtofagija nanaša na makroavtofag.

Čeprav so tri vrste avtofagije morfološko drugačne, vse se končajo v prevozu snovi v lizosome za njihovo degradacijo in recikliranje.

Makroavtofag

To je vrsta avtofagije, ki je odvisna od treninga od Nove fagocitnih veziklov, znanih kot avtofagosomi. Oblikovanje teh veziklov je neodvisno od nastanka "rumenjakov" membrane, saj jih tvorijo širitev.

V kvasovkah se tvorba avtofagosomov začne na določenem mestu, znanem kot PA, medtem ko se pri sesalcih pojavljajo številna mesta citosola, verjetno povezana z endoplazemskim retikulum s strukturami, znanimi kot "omegasomi".

Velikost avtofagosomov je zelo spremenljiva in je odvisna od organizma in vrste molekule ali organuluma, ki je fagocit. Se lahko razlikuje od 0.4-0.Premera 9 μm v kvasovkih do 0.5-1.5 μm pri sesalcih.

Ko avtofagosome in lizosomske membrane Mel. Ta organela je takrat znana kot avtolizosom.

Za nekatere avtorje lahko makroavtofag podklasificiramo v inducirani avtofagiji in bazalni avtofagiji. Inducirani makroavtofag se uporablja za proizvodnjo aminokislin po daljšem obdobju stradanja.

Bazalni makroavtofag.

Vam lahko služi: lipidni splavi: značilnosti, vrste, funkcije

Mikroanofagija

Ta vrsta avtofagije se nanaša na postopek, v katerem se citoplazemska vsebnost uvaja v lizosom z invaginacijami, ki se pojavijo na membrani omenjene organele.

Ko so v lizosomu vneseni, vezikli, ki jih proizvajajo te invaginate.

Seč, ki jo posreduje kaperon

O tej vrsti avtofagije so poročali le za celice sesalcev. Za razliko od makroavtofagije in mikroanofagije, kjer so nekateri citosolni deli nespektivno fagocithe.

Nekateri raziskovalci so ugotovili, da je ta motiv Pentapéptide povezan z zaporedjem KFERQ in da je v več kot 30% citosolnih beljakovin.

Imenuje se "Chaperonas posredovani", saj so kapenski proteini odgovorni za ohranjanje tega razloga, ki je ohranjen, da olajša njihovo prepoznavanje in se izogne ​​zložljivosti beljakovin na njem.

Beljakovine s to etiketo so premeščene v lizosomski lumen in razgrabljene so. Številni razgradni substrati so glikolitični encimi, transkripcijski faktorji in njihovi zaviralci, beljakovine kalcijeve sindika.

Kot tudi druga dve vrsti avtofagije, avtofagija, ki jo posredova kaperon.

Funkcije

Ena glavnih funkcij avtofaga.

Zahvaljujoč opazovanju elektronskih mikrofotografij lizosomov v sesalskih celicah je bila v teh odkrita prisotnost peroksisomov in mitohondrijev.

Na primer v jetrni celici je povprečni čas življenjske dobe mitohondrijev 10 dni, po tem pa ta organela fagocitira lizosomi, kjer se razgradi in njene sestavine reciklirajo za različne presnovne namene.

Pri nizki koncentraciji prehranskih snovi lahko celice sprožijo nastanek avtofagosomov, da "selektivno zajemajo" citosolne dele, pa tudi prebavljene presnovke v teh avtofagosomih lahko pomagajo preživeti.

Vam lahko služi: eritropoeza: stopnje in njegove značilnosti, regulacija, stimulansi

Funkcije v zdravju in razvoju

Avtofagija ima pomembne funkcije pri prestrukturiranju celic v procesu diferenciacije, saj sodeluje pri zavračanju citosolnih delov, ki v določenih obdobjih niso potrebni.

Prav tako ima pomembne posledice pri zdravju celic, saj je del obrambnih mehanizmov proti virusom in napadom na bakterije.

Študije Yoshinori Ohsumi

Yoshinori Ohsumi, japonski raziskovalec leta 2016 z Nobelovo nagrado iz fiziologije in medicine, je opisal molekularne mehanizme samoobrambe v kvasovkah, medtem ko je preučeval metabolično destinacijo številnih beljakovin in vakuolov teh enoločnih organizmov.

Ohsumi je v svojih delih ne samo identificiral beljakovine in poti, vključene v postopek, ampak je tudi pokazal, kako je avtofagijska pot urejena zaradi delovanja beljakovin, ki so sposobne "cenzuriranja" različnih presnovnih stanj.

Njegovo delo se je začelo z natančnimi mikroskopskimi opazovanji med intenzivnimi degradacijskimi dogodki. Vakuole veljajo za skladišča "smeti" in celičnih odpadkov iz kvasovk.

Z opazovanjem kvasovk z okvarjenimi mutantnimi genotipi za različne ali hipotetično povezane gene, povezane z avtofagijo (znano kot geni Atg) Je to raziskovalcu in njegovim sodelavcem uspelo opisati avtofagični sistem kvasovk na genetski ravni.

Nato je ta skupina raziskovalcev določila glavne genetske značilnosti beljakovin, ki jih kodirajo ti geni, in prispevala pomembno prispevke o njihovi interakciji in tvorbi kompleksov, ki so odgovorni za začetek in izvajanje samofaze v kvasovkah.

Zahvaljujoč delom Yoshinori Ohsumi, danes bolje razumemo molekularne vidike avtofagije in njegove pomembne posledice pri pravilnem delovanju celic in organov, ki nas sestavljajo.

Reference

1. Alberts, b., Johnson, a., Lewis, J., Morgan, d., Raff, m., Roberts, k., & Walter, str. (2015). Biologija celične molekularne (6. izd.). New York: Garland Science.
2. Klionsky, d. J., & Emr, s. D. (2000). Avtofagija kot regulirana pot celične razgradnje. Znanost, 290, 1717-1721.
3. Mizushima, n. (2007). Avtofagija: postopek in delovanje. Geni in razvoj, enaindvajset, 2861-2873.
4. Mizushima, Noboru in Komatsu, M. (2011). Avtocesta: Obnova celic in tkiv. Celica, 147, 728-741.
5. Rabinowitz, j. D., & Bela in. (2010). Avtofagija in metabolizem. Znanost, 330, 1344-1348.