autophagie

Types et mécanismes de l'autophagie

A: Schéma de autophagic: membrane isolante entourant la structure cellulaire et crée autophagosomes (AP), qui se confond avec un lysosome et crée autolizosomu (AL).
Q: Electron structures micrographie de autofagosomnyh dans le corps gras des larves de la mouche des fruits. C: Marqué marqueur fluorescent autophagique activité dans les cellules du foie de souris affamés

Maintenant, il existe trois types de autophagie - mikroautofagiyu, macroautophagie et chaperon dépendant autophagie. Quand mikroautofagii macromolécules et des fragments de membrane cellulaire d'un lysosome capturé. De cette façon, la cellule peut digérer les protéines à l'absence de matières énergétiques ou de construction (comme le jeûne). Mais les processus mikroautofagii se produisent dans des conditions normales et non-sélectivité générale. Parfois, au cours mikroautofagii digérée et organites; de sorte que la levure a décrit mikroautofagiya peroxysomes et les noyaux partiels mikroautofagiya dans laquelle la cellule reste viable.

Lorsque l'aire du cytoplasme macroautophagie (contenant souvent pas organites) est entourée par un compartiment à membrane telles que le réticulum endoplasmique citerne. En conséquence, cette partie est séparée du reste de deux membranes cytoplasmiques. Ces organites dvuhmembrannye entourant organites supprimés et le cytoplasme sont appelés autophagosomes. Autophagosomes connectés avec les lysosomes pour former autofagolizosomy dans lequel organites et d'autres contenus autophagosome digérées.

Apparemment, macroautophagie aussi aveugle, mais il est souvent souligné que avec elle la cellule peut se débarrasser des organelles "excédentaires" (mitochondries. Ribosomes et autres.).

Le troisième type de autophagie - chaperon à médiation. De cette manière, il est dirigé en partie le transport des protéines dénaturées à partir du cytoplasme à travers la membrane dans sa cavité lysosomes, où elles sont digérées. Ce type de autophagie décrit seuls mammifères de stress induits. Il se produit avec la participation de HSC-70 chaperon cytoplasmique de la famille de protéines, les protéines auxiliaires et de LAMP-2, qui est un complexe de récepteur de membrane et la protéine chaperon comme dans le transport lysosome.

Lorsque le type de mort cellulaire autophagic digéré organites de cellules entières, laissant des débris de cellules seulement absorbés par les macrophages.

La régulation de l'autophagie

L'autophagie accompagne toutes les fonctions vitales des cellules normales dans des conditions normales. Le principal stimulus aux processus de autophagie a augmenté dans les cellules peut servir

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

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

Actuellement, les mécanismes génétiques de levure qui régulent l'autophagie étudiés en détail. Donc, pour la formation de autophagosome nécessaire activité de nombreuses protéines Atg-famille (protéines autophagosome liées). Homologues de ces protéines qui se trouvent chez les mammifères (y compris les humains) et les plantes.

Signification de l'autophagie dans les processus normaux et pathologiques

Autophagie - un moyen de se débarrasser des organites cellulaires inutiles, ainsi que le corps des cellules indésirables.

L'autophagie est particulièrement important lors de l'embryogenèse, lorsque le soi-disant samoprogrammiruemoy la mort cellulaire. Maintenant, cette option est plus souvent appelé autophagie caspase apoptose indépendante. Si ces processus sont perturbés et les cellules dissociées sont pas supprimés, l'embryon devient plus viable

Parfois, en raison de la cellule de l'autophagie peut compenser le manque de nutriments et de l'énergie et de retour à la vie normale. En revanche, dans le cas de l'intensification des procédés cellules autophagiques sont détruites, et leur place dans de nombreux cas, prend du tissu conjonctif. Ces violations sont l'une des causes de l'insuffisance cardiaque.

Les perturbations dans le processus de l'autophagie peuvent conduire à des processus inflammatoires, si une partie des cellules mortes ne sont pas supprimés.

Particulièrement grand (mais pas tout à fait clair) le rôle des troubles de l'autophagie jouent dans le développement des myopathies et les maladies neurodégénératives. Ainsi, dans les processus de la maladie d'Alzheimer de neurones dans des régions du cerveau affectées par une accumulation de autophagosome immature qui ne sont pas transportés vers le corps cellulaire et ne fusionnent avec les lysosomes. huntingtine mutante et d'alpha-synucléine - une protéine dont l'accumulation dans les neurones provoque, respectivement, la maladie de Huntington et la maladie de Parkinson - sont absorbées et digérées avec la autophagy chaperon-dépendante, et l'activation du processus empêche la formation d'agrégats dans les neurones.

Autophagie: car il a reçu le prix Nobel de médecine

Pour la première fois ce processus est décrit en 1963 par un biologiste belge Christian de Duve, qui a regardé comme les cellules de «digérer» les substances inutiles par organites spéciales de Duve appelé lysosomes. Cependant, les mécanismes de l'autophagie sont apparus seulement après les expériences Yoshinori Osumi (maintenant il travaille à l'Institut de Technologie de Tokyo, Yokohama). Pour déterminer quels gènes sont responsables de l'apparition de l'autophagie, Osumi expérimenté avec des souches de levure dans laquelle ce processus a eu lieu avec une déviation de la norme.

Pour la première fois ce processus est décrit en 1963 par un biologiste belge Christian de Duve, qui a regardé comme les cellules de «digérer» les substances inutiles par organites spéciales de Duve appelé lysosomes. Cependant, les mécanismes de l'autophagie sont apparus seulement après les expériences Yoshinori Osumi (maintenant il travaille à l'Institut de Technologie de Tokyo, Yokohama). Pour déterminer quels gènes sont responsables de l'apparition de l'autophagie, Osumi expérimenté avec des souches de levure dans laquelle ce processus a eu lieu avec une déviation de la norme.

Dans la cellule, il y a deux façons de se débarrasser de la «déchets» biologique. En premier lieu, on peut utiliser de grandes molécules d'ubiquitine-protéase - une enzyme qui peut cliver les protéines en acides aminés individuels. Protéases flottent librement dans le cytoplasme. Osumi étudié la deuxième méthode - la séparation des «ordures» dans les lysosomes; ce fut lui qui a appelé autophagie.

Le processus d'autophagie: d' abord autour de l'objet - une molécule des organelles, des organites, des bactéries ou des virus, la membrane est formée. Quand il se ferme, autophagosome formé transporte l'objet vers le lysosome et est combiné avec elle dans autolizosomu, où il y a la division de l' objet.

L'autophagie est mis en œuvre comme suit: d'abord, les séquestres cellulaires (isolats) de la molécule à détruire en construisant la membrane autour d'eux. La molécule résultante de kvaziorganella qu'il contient, ou même un autre organite appelé autophagosomes. Ensuite, autophagosome se rapproche du lysosome pour former autolizosomu. enzymes qui dissolvent - A l'intérieur objet isolé hydrolases exposé.

Autophagie - une partie normale du cycle de vie des cellules. Il fournit la survie des cellules pendant la famine, rend possible la différenciation des cellules et le contrôle de la croissance et participe également à la régulation de nombreux autres processus dans la cellule. Un mauvais écoulement e autophagy est associé au développement de la maladie de Parkinson, le diabète de type 2 et d'autres maladies. Cependant, l'application pratique de la découverte Osumi et ses collègues ont pas encore trouvé.