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Autophagie

Аутофагия

L'autophagie (des autres automates grecs 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 sont dégradés.

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

Types et mécanismes de l'autophagie

Аутофагия
A: Modèle de formation des autophagosomes: la membrane isolante entoure les structures cellulaires et crée un autophagosome (AP) qui se confond avec le lysosome et crée un autolysosome (AL).
B: Micrographie électronique des structures autophagosomes dans le corps adipeux des larves de Drosophila. C: Autophagosomes marqués par fluorescence dans les cellules hépatiques d'une souris affamée

Il existe maintenant trois types d'autophagie: la microautophagie, la macroautophagie et l'autophagie chaperon dépendante. En microauthophagie, les macromolécules et fragments de membranes cellulaires sont simplement capturés par le lysosome. De cette manière, la cellule peut digérer les protéines en cas de manque d'énergie ou de matériau de construction (par exemple, lors d'un jeûne). Mais les processus de microautophagie se déroulent dans des conditions normales et ne sont généralement pas sélectifs. Parfois, les organites sont digérés pendant la microautophagie; Ainsi, chez la levure, la microautophagie est décrite par un peroxysome et une microautophagie partielle de noyaux, dans lesquels la cellule conserve sa viabilité.

En macroautophagie, la zone du cytoplasme (contenant souvent des organites) est entourée par un compartiment membranaire, similaire à la citerne du réticulum endoplasmique. En conséquence, cette zone est séparée du reste du cytoplasme par deux membranes. De tels organites à deux membranes entourant les organites retirés et le cytoplasme sont appelés autophagosomes. Les autophagosomes se combinent avec les lysosomes pour former des autophagolysosomes, dans lesquels les organites et le reste des autophagosomes sont digérés.

Apparemment, la macroautophagie est également aveugle, bien qu’il soit souvent souligné qu’avec son aide, la cellule peut se débarrasser des organismes qui ont servi leur temps (mitochondries, ribosomes, etc.).

Le troisième type d'autophagie est médiée par le chaperon. Dans ce procédé, il se produit un transport directionnel de protéines partiellement dénaturées du cytoplasme à travers la membrane du lysosome dans sa cavité, où elles sont digérées. Ce type d'autophagie, décrit uniquement chez les mammifères, est induit par le stress. Il se produit avec la participation de protéines chaperones cytoplasmiques de la famille hsc-70, de protéines auxiliaires et de LAMP-2, qui sert de récepteur membranaire au complexe chaperon et à la protéine à transporter vers le lysosome.

Dans un type de mort cellulaire autophage, toutes les organelles de la cellule sont digérées, ne laissant que les 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 à améliorer les processus d'autophagie dans les cellules peuvent être

  • carences nutritionnelles
  • présence d'organites endommagés dans le cytoplasme
  • la 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, la levure étudie en détail les mécanismes génétiques qui régulent l'autophagie. Ainsi, pour la formation d’autophagosomes, l’activité de nombreuses protéines de la famille Atg (protéines apparentées aux autophagosomes) est nécessaire. Des homologues de ces protéines se trouvent chez les mammifères (y compris l'homme) et les plantes.

La valeur de l'autophagie dans les processus normaux et pathologiques

Autophagie - l'un des moyens de se débarrasser des cellules d'organites indésirables, ainsi que du corps des cellules indésirables.

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

Parfois, à cause de l'autophagie, la cellule peut compenser le manque de nutriments et d'énergie et revenir à une vie normale. Au contraire, dans le cas de l'intensification des processus de l'autophagie, les cellules sont détruites et, dans de nombreux cas, le tissu conjonctif prend leur place. Ces troubles sont l’une des causes de l’insuffisance cardiaque.

Des perturbations dans le processus d'autophagie peuvent entraîner des processus inflammatoires si des parties des cellules mortes ne sont pas retirées.

Rôle particulièrement important (bien que pas entièrement compris) joué par une autophagie altérée dans le développement des myopathies et des maladies neurodégénératives. Ainsi, dans la maladie d'Alzheimer, les processus neuronaux dans les zones du cerveau touchées montrent une accumulation d'autophagosomes immatures qui ne sont pas transportés dans le corps cellulaire et ne se confondent pas avec les lysosomes. La huntingtine et l'alpha-synucléine mutantes - protéines dont l'accumulation dans les neurones provoque respectivement la maladie de Huntington et la maladie de Parkinson - sont absorbées et digérées au cours de l'autophagie chaperon-dépendante, ce qui empêche leur formation de se former dans les neurones.

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

Аутофагия

Pour la première fois, ce processus a été décrit en 1963 par le biologiste belge Christian de Duve, qui a observé comment des cellules "digéraient" des substances inutiles à l'aide d'organelles spéciales, appelées lysosomes par Duve. Cependant, les mécanismes de l'autophagie ne sont apparus qu'après les expériences de Yoshinori Osuma (il travaille actuellement au Tokyo Institute of Technology de Yokohama). Pour déterminer quels gènes sont responsables du déroulement de l'autophagie, Osuma a expérimenté des souches de levure dans lesquelles ce processus était anormal.

Pour la première fois, ce processus a été décrit en 1963 par le biologiste belge Christian de Duve, qui a observé comment des cellules "digéraient" des substances inutiles à l'aide d'organelles spéciales, appelées lysosomes par Duve. Cependant, les mécanismes de l'autophagie ne sont apparus qu'après les expériences de Yoshinori Osuma (il travaille actuellement au Tokyo Institute of Technology de Yokohama). Pour déterminer quels gènes sont responsables du déroulement de l'autophagie, Osuma a expérimenté des souches de levure dans lesquelles ce processus était anormal.

La cellule dispose de deux moyens pour se débarrasser des "déchets" biologiques. Premièrement, il peut tirer parti des énormes molécules d'ubiquitine protéase, une enzyme qui peut décomposer les protéines en acides aminés individuels. Les protéases nagent librement dans le cytoplasme. Osuma a étudié la deuxième méthode - le fractionnement des "déchets" dans les lysosomes; cela s'appelle l'autophagie.

Аутофагия
Le processus d'autophagie: d'abord autour de l'objet - des molécules, des parties d'organelles, des organelles, des bactéries ou des virus, une membrane est formée. Lorsqu'il se ferme, l'autophagosome résultant transporte l'objet vers le lysosome et se combine avec celui-ci dans l'autolysosome, où l'objet se divise.

L'autophagie est réalisée comme suit: premièrement, la cellule séquestre (isole) les molécules à détruire, construisant une membrane autour d'elles. Le quasi-organella résultant, contenant une molécule ou même un autre organite, est appelé autophagosome. Ensuite, l'autophagosome s'approche du lysosome pour former l'autolysosome. À l'intérieur, un objet isolé est exposé à des hydrolases, des enzymes qui le dissolvent.

L'autophagie fait partie du cycle de vie cellulaire. 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 cellulaires. L’apparition anormale 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 Osumi et ses collègues n'ont pas encore trouvé.

Via wikipedia.org & popmech.ru