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Autophagie

Аутофагия

L'autophagie (d'un autre auto-grec et "est") est un processus dans lequel les composants internes d'une cellule sont délivrés à l'intérieur de ses lysosomes (chez les mammifères) ou vacuoles (cellules de levure) et s'y dégradent.

Le mot même "autophagie" signifie "manger soi-même". Il s’agit d’un mécanisme intégré d’élimination des déchets - protéines inutiles, cellules usagées et autres déchets de 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 ayant fonctionné avec 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 de structures autophagosomales dans le corps adipeux de la larve de drosophile. C: Marqué par l'étiquette fluorescente de l'autophagosome dans les cellules du foie d'une souris à jeun

On distingue maintenant trois types d'autophagie: la microautophagie, la macroautophagie et l'autophagie dépendante du chaperon. Dans la microautophagie, les macromolécules et les 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, 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 les peroxysomes et la microautophagie partielle des noyaux sont décrites, dans lesquelles la cellule reste viable.

En macroautophagie, le site cytoplasmique (contenant souvent des 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 retirés et le cytoplasme sont appelés autophagosomes. Les autophagosomes se combinent 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 organites qui ont servi leur terme (mitochondries, ribosomes, etc.).

Le troisième type d'autophagie est médiatisé par les chaperons. Avec cette méthode, il y a un transport directionnel de protéines partiellement dénaturées du cytoplasme à travers la membrane de lysosome vers 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 chaperonnes cytoplasmiques de la famille hsc-70, de protéines accessoires et de LAMP-2, qui servent de récepteur membranaire du complexe chaperon et de la protéine à transporter dans le lysosome.

Dans le type de mort cellulaire autophagique, toutes les organites cellulaires 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 renforcer les processus d’autophagie dans les cellules peuvent être

  • manque de nutriments
  • présence d'organelles endommagées 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 oxydant ou toxique.

À l'heure actuelle, 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 liées à l'autophagosome). Les 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

L'autophagie - l'un des moyens de se débarrasser des cellules des organites inutiles, ainsi que du corps des cellules inutiles.

L'autophagie est particulièrement importante dans le processus d'embryogenèse, avec la mort cellulaire dite 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, à cause de l'autophagie, la cellule peut combler le manque de nutriments et d'énergie et retrouver un fonctionnement normal. Au contraire, en cas d'intensification des processus d'autophagie, les cellules sont détruites et leur place est souvent occupée par le tissu conjonctif. Ces violations sont l’une des causes de l’insuffisance cardiaque.

Les violations du processus d'autophagie peuvent entraîner des processus inflammatoires si des parties de cellules mortes ne sont pas éliminées.

Le rôle particulièrement important (mais pas complètement compréhensible) des troubles de l'autophagie joue un rôle dans le développement des myopathies et des maladies neurodégénératives. Ainsi, avec la maladie d'Alzheimer dans les processus des neurones des zones affectées du cerveau, une accumulation d'autophagosomes immatures est observée, qui ne sont pas transportés dans le corps de la cellule et ne se confondent pas avec les lysosomes. La hantingtine mutante et l'alpha-sinucléine sont des protéines, dont l'accumulation dans les neurones, respectivement, la maladie de Huntington et la maladie de Parkinson, sont absorbées et digérées dans l'autophagie chaperone, 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'organelles spéciales, appelées 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 de l’autophagie, Osume a expérimenté des souches de levure dans lesquelles ce processus s’est déroulé 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'organelles spéciales, appelées 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 de l’autophagie, Osume a expérimenté des souches de levure dans lesquelles ce processus s’est déroulé 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 d'ubiquitine-protéase, une enzyme capable de décomposer les protéines en acides aminés individuels. Les protéases flottent librement dans le cytoplasme. Osumah a étudié la deuxième méthode - la division 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. Lorsqu'il se ferme, l'autophagosome formé transporte l'objet vers le lysosome et s'intègre dans l'autolysosome, où se produit la division de l'objet.

L'autophagie se réalise de la manière suivante: tout d'abord, la cellule séquestre (isole) les molécules à détruire, recouvrant la membrane qui les entoure. Le quasi-organelle résultant, avec une molécule ou même un autre organite contenu dans celui-ci, est appelé autophagosome. L'autophagosome se rapproche alors 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 à jeun, 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