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Autophagie

Аутофагия

Autophagie (d'autres grec auto-soi et "est") est un processus dans lequel les composants internes d'une cellule sont livrés à l'intérieur de ses lysosomes (chez les mammifères) ou vacuoles (cellules de levure) et se dégradent en eux.

Le mot "autophagie" signifie "manger soi-même". Il s'agit d'un mécanisme intégré pour l'élimination des déchets - protéines inutiles, vieilles cellules usées et autres déchets biomatériaux, ainsi que bactéries et virus détruits par le système immunitaire. Sans ce processus, nos cellules seraient mortes sous une avalanche de bactéries mortes et de virus qui avaient travaillé leurs protéines et leurs organites usés.

Types et mécanismes de l'autophagie

Аутофагия
A: Schéma de formation des autophagosomes: une membrane isolante entoure les structures cellulaires et crée un autophagosome (AP) qui fusionne avec le lysosome et crée un autolysosome (AL).
Q: Microphotographie électronique des structures autophagosomales dans le corps gras de la larve de drosophile. C: Marqué par le marqueur fluorescent de l'autophagosome dans les cellules du foie d'une souris à jeun

On distingue désormais trois types d'autophagie: la microautophagie, la macroautophagie et l'autophagie chaperonnée. En microautophagie, les macromolécules et les fragments de membranes cellulaires sont simplement captés par le lysosome. De cette façon, la cellule peut digérer les protéines lorsqu'il y a un manque d'énergie ou de matériaux de construction (par exemple, pendant la famine). Mais les processus de microautophagie se déroulent dans des conditions normales et sont généralement non sélectifs. Parfois, les organites sont digérés pendant la microautophagie; Ainsi, chez la levure, la microautophagie avec peroxysomes et la microautophagie partielle des noyaux sont décrites, dans lesquelles la cellule reste viable.

En macroautophagie, le site cytoplasmique (contenant souvent quelques organites) est entouré d'un compartiment membranaire, similaire à la citerne du réticulum endoplasmique. En conséquence, cette région est séparée du reste du cytoplasme par deux membranes. De tels organites à deux membranes entourant les organites enlevés et le cytoplasme sont appelés autophagosomes. Les autophagosomes se lient aux lysosomes, formant des autophagolysomes, dans lesquels les organites et le reste du contenu des autophagosomes sont digérés.

Apparemment, la macroautophagie est également indiscriminée, bien qu'il soit souvent souligné qu'avec l'aide de cette cellule, la cellule peut se débarrasser des organoïdes qui ont servi à leur terme (mitochondries, ribosomes, etc.).

Le troisième type d'autophagie est médiée par le chaperon. Avec cette méthode, il y a un transport directionnel des protéines partiellement dénaturées du cytoplasme à travers la membrane du lysosome vers sa cavité où elles sont digérées. Ce type d'autophagie, décrit uniquement pour les mammifères, est induit par le stress. Il se produit avec la participation des protéines chaperonnes cytoplasmiques de la famille hsc-70, des protéines accessoires et de LAMP-2, qui sert de récepteur membranaire du complexe chaperon et de la protéine à transporter vers le lysosome.

Dans le type de mort cellulaire autophagique, tous les organites cellulaires sont digérés, ne laissant que des débris cellulaires absorbés par les macrophages.

Régulation de l'autophagie

L'autophagie accompagne l'activité vitale de toute cellule normale dans des conditions normales. Les principales incitations pour renforcer les processus d'autophagie dans les cellules peuvent être

  • manque de nutriments
  • présence d'organites endommagés dans le cytoplasme
  • Présence dans le cytoplasme de protéines partiellement dénaturées et de leurs agrégats

En plus de la famine, l'autophagie peut être induite par un stress oxydatif ou toxique.

Actuellement, les mécanismes génétiques régulant l'autophagie sont étudiés en détail par la levure. Ainsi, la formation d'autophagosomes nécessite l'activité de nombreuses protéines de la famille Atg (protéines apparentées à l'autophagosome). Homologues de ces protéines se trouvent chez les mammifères (y compris les humains) et les plantes.

L'importance de l'autophagie dans les processus normaux et pathologiques

Autophagie - l'une des façons de se débarrasser des cellules des organites inutiles, ainsi que le corps des cellules inutiles.

L'autophagie est particulièrement importante dans le processus d'embryogenèse, avec ce que l'on appelle la mort cellulaire auto-programmée. Maintenant, cette variante de l'autophagie est plus souvent appelée apoptose indépendante de la caspase. Si ces processus sont violés et que les cellules détruites ne sont pas éliminées, l'embryon devient le plus souvent non viable

Parfois, en raison de l'autophagie, la cellule peut combler le manque de nutriments et d'énergie et revenir à un fonctionnement normal. Au contraire, dans le cas de l'intensification des processus d'autophagie, les cellules sont détruites et leur place est souvent occupée par le tissu conjonctif. De telles violations sont l'une des causes de l'insuffisance cardiaque.

Les violations dans le processus de l'autophagie peuvent mener aux processus inflammatoires si des parties des cellules mortes ne sont pas enlevées.

Un rôle particulièrement important (bien que pas tout à fait compréhensible) des troubles de l'autophagie joue dans le développement des myopathies et des maladies neurodégénératives. Ainsi, avec la maladie d'Alzheimer dans les processus des neurones des régions affectées du cerveau, on observe une accumulation d'autophagosomes immatures, qui ne sont pas transportés dans le corps de la cellule et ne fusionnent pas avec les lysosomes. Mutant hantingtin et alpha-sinucléine sont des protéines, dont l'accumulation dans les neurones provoque, respectivement, la maladie de Huntington et la maladie de Parkinson sont absorbés et digérés dans l'autophagie chaperon-dépendante, et l'activation de ce processus empêche la formation de leurs agrégats dans les neurones.

Autophagie: pour laquelle ils ont donné le prix Nobel de médecine

Аутофагия

Ce processus a été décrit pour la première fois en 1963 par un biologiste belge, Christian de Duve, qui a observé comment les cellules "digèrent" des substances inutiles à l'aide d'organites spéciaux, que de Duve appelait lysosomes. Cependant, les mécanismes de l'autophagie ne sont apparus qu'après les expériences de Yoshinori Osumi (actuellement il travaille à l'Institut de Technologie de Tokyo à Yokohama). Pour déterminer quels gènes sont responsables du cours de l'autophagie, Osume a expérimenté avec des souches de levure, dans lesquelles ce processus a procédé avec une déviation de la norme.

Ce processus a été décrit pour la première fois en 1963 par un biologiste belge, Christian de Duve, qui a observé comment les cellules "digèrent" des substances inutiles à l'aide d'organites spéciaux, que de Duve appelait lysosomes. Cependant, les mécanismes de l'autophagie ne sont apparus qu'après les expériences de Yoshinori Osumi (actuellement il travaille à l'Institut de Technologie de Tokyo à Yokohama). Pour déterminer quels gènes sont responsables du cours de l'autophagie, Osume a expérimenté avec des souches de levure, dans lesquelles ce processus a procédé avec une déviation de la norme.

La cellule a deux façons de se débarrasser des «déchets» biologiques. Tout d'abord, il peut tirer parti des énormes molécules de l'ubiquitine-protéase, une enzyme qui peut décomposer les protéines en acides aminés individuels. Les proteases flottent librement dans le cytoplasme. Osumah a étudié la deuxième méthode - la séparation des «déchets» dans les lysosomes; C'est ce qu'on appelle l'autophagie.

Аутофагия
Le processus de l'autophagie: d'abord autour de l'objet - des molécules, des parties de l'organelle, des organelles, des bactéries ou des virus, une membrane est formée. Quand il se ferme, l'autophagosome formé transporte l'objet vers le lysosome et s'intègre avec lui dans l'autolysosome, où la division de l'objet a lieu.

L'autophagie est réalisée comme suit: d'abord la cellule séquestre (isole) les molécules à détruire, en tapissant la membrane autour d'elles. Le quasi-organite résultant avec une molécule ou même un autre organite enfermé dans ce s'appelle un autophagosome. Ensuite, l'autophagosome se rapproche du lysosome, formant un autolysosome. A l'intérieur, un objet isolé est exposé à des hydrolases, des enzymes qui le dissolvent.

L'autophagie est une partie normale du cycle de vie de la cellule. Il assure la survie des cellules pendant le jeûne, permet la différenciation cellulaire et le contrôle de la croissance, et participe également à la régulation de nombreux autres processus dans la cellule. Une fuite incorrecte de l'autophagie est associée au développement de la maladie de Parkinson, du diabète de type 2 et d'autres maladies. Cependant, l'application pratique de la découverte d'Osumi et de ses collègues n'a pas encore été trouvée.

Via wikipedia.org & popmech.ru