Autofágové charakteristiky, typy, funkcie, štúdie

Ten Autofágia Je to intracelulárny degradačný systém, ktorý sa vyskytuje zachovaným spôsobom v lyzozómoch všetkých eukaryotických buniek (a vakuoly kvasiniek). Slovo sa všeobecne používa na označenie degradácie komponentov cytosolu alebo na „časti“ bunky, ktoré sú „zastarané“ alebo ktoré prestali správne fungovať.

Termín autofágia bola vytvorená v roku 1963 na Rockefellerovej univerzite Duve, ktorá tiež pozorovala a opísala procesy endocytózy buniek. Doslova slovo autofágia znamená „konzumáciu“, hoci niektorí autori to opisujú ako „automobilový kanibalizmus“.

Grafické znázornenie makroautofágu a mikroanofágy (zdroj: Cheung a IP [CC po 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/o/3.0)] Via Wikimedia Commons)

Tento systém sa líši od degradácie sprostredkovanej degradácie.

Napriek tejto neselektívnej fagocytóze, iný výskum ukázal, že autofágia má početné fyziologické a patologické dôsledky. Pretože sa aktivuje počas období adaptácie na hladovanie, počas vývoja, na odstránenie napadnutia mikroorganizmov, počas programovanej bunkovej smrti, na odstránenie nádorov, prezentácia antigénov atď.

[TOC]

Charakteristika

Autofágia, ako už bolo uvedené, je proces sprostredkovaný cytoplazmatickou organelou známa ako lyzozóm.

Proces „autofágy“ sa začína enkapsuláciou organely, ktorá bude degradovaná dvojitou membránou, čím sa vytvorí membránové telo známe ako autofagozóm. Autofagozómová membrána sa topí neskôr s lyzozomálnou membránou alebo s neskorým endozómom.

Každý z týchto krokov medzi únosom, degradáciou a oslobodením aminokyselín alebo inými zložkami pre recyklačné cvičenia Rôzne funkcie v rôznych bunkových kontextoch, vďaka čomu je autofágia vysoko multifunkčným systémom.

Autofágia je pomerne kontrolovaný proces, pretože iba označené komponenty buniek sú nasmerované na túto degradačnú cestu a dochádza k označovaniu všeobecne počas procesov remodelácie buniek.

Napríklad, keď pečeňová bunka stanoví detoxikačnú reakciu v reakcii na lieky rozpustné v tukoch, jej hladký endoplazmatický retikula sa výrazne proliferuje a keď sa stimul generovaný liečivom zníži, nadbytok hladkého endoplazmatického retikula sa odstráni z cytozolového priestoru autofágy.

Indukcia autofágy

Jednou z udalostí, ktoré najčastejšie spúšťa autofagické procesy, je hladovanie.

Môže vám slúžiť: exocytóza: proces, typy, funkcie a príklady

V závislosti od zvažovaného organizmu môžu rôzne typy základných živín vyvolať tento „recyklačný“ systém. Napríklad v kvasinkách, aj keď nedostatok uhlíka určitých aminokyselín a nukleových kyselín môže indukovať autofágiu, nedostatok dusíka je najúčinnejším stimulom, ktorý je tiež platný pre rastlinné bunky.

Aj keď to nebolo úplne pochopené, bunky majú špeciálne „senzory“ na určenie, kedy je základná živina alebo aminokyselina vo veľmi nízkych podmienkach, a tak spúšťajú celý proces recyklácie prostredníctvom lyzozómov.

U cicavcov sa niektoré hormóny podieľajú na regulácii (pozitívnej alebo negatívnej) autofágii v bunkách patriacich do určitých orgánov, ako je inzulín, niektoré rastové faktory alebo interleukíny atď.

Chlapci

Medzi eukaryotmi existujú tri hlavné typy autofágy: makroautofágia, mikroanofágia a autofágia sprostredkovaná chaperónmi. Pokiaľ nie je uvedené, termín autofágy sa vzťahuje na makroautofág.

Aj keď sú tri typy autofágy morfologicky odlišné, všetky končia prenosom látok do lyzozómov na ich degradáciu a recykláciu.

Makroautofág

Toto je typ autofágy, ktorý závisí od tréningu novo fagocytických vezikúl známych ako autofagozómy. Tvorba týchto vezikúl je nezávislá od tvorby „žĺtkov“ membrány, pretože sú tvorené expanziou.

V kvasinkách sa tvorba autofagozómov začína na konkrétnom mieste známeho ako PA, zatiaľ čo u cicavcov sa vyskytuje mnoho rôznych miest cytosólu, pravdepodobne spojené s endoplazmatickým retikulom prostredníctvom štruktúr známych ako „omegasómy“.

Veľkosť autofagozómov je veľmi variabilná a závisí od organizmu a od typu molekuly alebo organulu, ktorým je fagocyt. Môže sa líšiť od 0.4-0.Priemer 9 μm v kvasinkách až do 0.5-1.5 μm u cicavcov.

Keď autofagozóm a lyzozómové membrány mel mel. Táto organela je potom známa ako autolisozóm.

Pre niektorých autorov je možné makroautofágy subklasifikovať v indukovanej autofágii a bazálnej autofágii. Indukovaný makroautofág sa používa na výrobu aminokyselín po dlhodobom období hladovania.

Bazálny makroautofág.

Môže vám slúžiť: lipidové rafty: Charakteristiky, typy, funkcie

Mikroanofágia

Tento typ autofágy sa vzťahuje na proces, v ktorom sa cytoplazmatický obsah zavádza do lyzozómu prostredníctvom invagácií, ktoré sa vyskytujú v membráne uvedenej organely.

Po zavedení do lyzozómu sa vezikuly produkované týmito invaváciami vznášajú voľne v lúmene, až kým nie sú uvedené a ich obsah sa uvoľní a degraduje špecifickými enzýmami.

Selfofágia sprostredkovaná chaperónom

Tento typ autofágy bol hlásený iba pre bunky cicavcov. Na rozdiel od makroautofágie a mikroanofágy, kde niektoré cytosolické časti sú nešpecificky fagocythe.

Niektorí vedci zistili, že tento pentapéptidový motív súvisí so sekvenciou KFERQ a že je vo viac ako 30% cytosolických proteínov.

Nazýva sa to „chaperonas sprostredkované“, pretože za zachovanie tohto dôvodu sú zodpovedné za zachovanie tohto dôvodu na uľahčenie ich rozpoznávania a vyhnúť sa zloženiu proteínu na ňom.

Proteíny s touto značkou sú translokované do lyzozomálneho lúmenu a sú tu degradované. Mnohé z degradačných substrátov sú glykolytické enzýmy, transkripčné faktory a ich inhibítory, proteíny únie vápenatého alebo lipidy, proteozómové podjednotky a niektoré proteíny zapojené do vezikulárnej premávky.

Ako aj ďalšie dva typy autofágie, Autofágy sprostredkovaná chaperónom.

Funkcia

Jedna z hlavných funkcií autofágu.

Vďaka pozorovaniu elektronických mikrofotografie lyzozómov v cicavčích bunkách sa v týchto.

Napríklad v pečeňovej bunke je priemerná životnosť mitochondrií 10 dní, po ktorej je táto organela fagocytovaná lyzozómami, kde je degradovaná a jeho zložky sa recyklujú na rôzne metabolické účely.

Pri nízkej koncentrácii výživových látok môžu bunky spustiť tvorbu autofagozómov na „selektívne zachytenie“ cytosolových častí, ako aj strávené metabolity v týchto autofagozómoch môžu pomôcť bunkám prežiť, keď sú vonkajšie podmienky obmedzujúce z hľadiska výživového pohľadu.

Môže vám slúžiť: erytropoéza: etapy a jej charakteristiky, regulácia, stimulanty

Funkcie v oblasti zdravia a rozvoja

Autofágia má dôležité funkcie v reštrukturalizácii buniek v procese diferenciácie, pretože sa podieľa na vyradení cytosolických častí, ktoré sa nevyžadujú v konkrétnych časoch.

Má tiež dôležité dôsledky na zdravie buniek, pretože je súčasťou obranných mechanizmov proti vírusom a napadnutia baktérií.

Štúdie Yoshinori Ohsumi

Yoshinori Ohsumi, japonský výskumný pracovník v roku 2016 s Nobelovou cenou vo fyziológii a medicíne, opísal molekulárne mechanizmy sebaobrany v kvasinkách pri štúdiu metabolického cieľa mnohých proteínov a vákuov týchto jednobunkových organizmov.

Ohsumi vo svojich dielach identifikoval nielen proteíny a trasy zapojené do procesu, ale tiež preukázal, ako je cesta autofágy regulovaná vďaka pôsobeniu proteínov schopných „cenzúry“ rôznych metabolických stavov.

Jeho práca sa začala presnými mikroskopickými pozorovaniami počas intenzívnych udalostí degradácie. Vákuky sa považujú za skladovacie miesta „odpadkov“ a odpad z kvasiniek z kvasiniek.

Pozorovaním kvasiniek s defektnými mutantnými genotypmi pre rôzne alebo hypoteticky príbuzné gény súvisiace s autofágiou (známe ako gény ATG), Tento výskumný pracovník a jeho spolupracovníci dokázali opísať autofagický kvasinkový systém na genetickej úrovni.

Následne táto skupina výskumných pracovníkov určila hlavné genetické charakteristiky proteínov kódovaných týmito génmi a významne prispela k ich interakcii a tvorbe komplexov zodpovedných za začiatok a vykonávanie samostatnej fázy v kvasinkách.

Vďaka dielom Yoshinori Ohsumiho dnes lepšie rozumieme molekulárnym aspektom autofágie, ako aj jej dôležitým dôsledkom na správne fungovanie buniek a orgánov, ktoré nás tvoria.

Odkazy

1. Alberts, b., Johnson, a., Lewis, J., Morgan, D., Raff, m., Roberts, K., & Walter, P. (2015). Biológia molekulárnej bunky (6. vydanie.). New York: Garland Science.
2. Klionsky, D. J., & Emr, s. D. (2000). Autofágia ako regulovaná cesta bunkovej degradácie. Veda, 290, 1717-1721.
3. Mizushima, n. (2007). Autofágia: proces a funkcia. Gény a vývoj, dvadsaťjeden, 2861-2873.
4. Mizushima, Noboru a Komatsu, m. (2011). Diaľnica: Obnovenie buniek a tkanív. Bunka, 147, 728-741.
5. Rabinowitz, J. D., A biele a. (2010). Autofágia a metabolizmus. Veda, 330, 1344-1348.