Karakteristik Autophagy, Jenis, Fungsi, Studi

Itu Autophagy Ini adalah sistem degradasi intraseluler yang terjadi dengan cara yang diawetkan dalam lisosom dari semua sel eukariotik (dan vakuola ragi). Kata ini umumnya digunakan untuk merujuk pada degradasi komponen sitosol atau "bagian" sel yang "usang" atau yang berhenti bekerja dengan benar.

Istilah autophagy diciptakan pada tahun 1963 di Universitas Rockefeller oleh Duve, yang juga mengamati dan menggambarkan proses endositosis sel. Secara harfiah, kata autophagy berarti "mengkonsumsi diri sendiri", meskipun beberapa penulis menggambarkannya sebagai "kanibalisme mobil".

Representasi grafis makroautofag dan mikroanofag (Sumber: Cheung dan IP [CC oleh 3.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/oleh/3.0)] via Wikimedia Commons)

Sistem ini berbeda dari degradasi yang dimediasi degradasi.

Meskipun fagositosis non -selektif ini, penelitian yang berbeda telah menunjukkan bahwa autophagy memiliki banyak implikasi fisiologis dan patologis. Karena diaktifkan selama periode adaptasi terhadap kelaparan, selama pengembangan, untuk penghapusan mikroorganisme yang menyerang, selama kematian sel terprogram, untuk penghapusan tumor, presentasi antigen, dll.

[TOC]

Karakteristik

Autophagy, seperti yang disebutkan, adalah proses yang dimediasi oleh organel sitoplasma yang dikenal sebagai lisosom.

Proses "autophagy" dimulai dengan enkapsulasi organel yang akan terdegradasi oleh membran ganda, membentuk tubuh membran yang dikenal sebagai autophagosome. Membran autophagosome meleleh, kemudian, dengan membran lisosom atau dengan endosom akhir.

Masing -masing langkah antara penculikan, degradasi dan pembebasan asam amino atau komponen lain untuk latihan daur ulang fungsi yang berbeda dalam konteks seluler yang berbeda, yang membuat autophagy sistem yang sangat multifungsional.

Autophagy adalah proses yang cukup terkontrol, karena hanya komponen sel yang ditandai yang diarahkan ke jalur degradasi dan penandaan ini terjadi, secara umum, selama proses renovasi sel.

Misalnya, ketika sel hati menetapkan respons detoksifikasi sebagai respons terhadap obat yang larut dalam lemak, retikulum endoplasma yang halus berkembang biak, dan ketika stimulus yang dihasilkan oleh obat berkurang, kelebihan reticulum endoplasma yang halus dikeluarkan dari ruang sitosol dengan autofagy endoplasma yang halus diangkat dari sitosol dengan autofagy endoplasmik yang halus dikeluarkan dari sitosol dengan autofagy endoplasma halus dikeluarkan dari sitosol dengan autofagy endoplasma yang halus dikeluarkan dari sitosol dengan autofagy endoplasma halus dikeluarkan dari sitosol dengan autofagy dengan autophagy endoplasma halus dihilangkan dari sitosol dengan autofagy endoplasmik yang halus dikeluarkan dari sitosol dengan autofagy dengan autophagy endoplasmik dihilangkan dari sitosol dengan autophagy endoplasmik halus dikeluarkan dari autophagy endoplasmik halus halus halus halus.

Induksi autophagy

Salah satu peristiwa yang paling umum memicu proses autofagik adalah kelaparan.

Dapat melayani Anda: eksositosis: proses, jenis, fungsi dan contoh

Bergantung pada organisme yang dipertimbangkan, berbagai jenis nutrisi penting dapat memicu sistem "daur ulang" ini. Dalam ragi, misalnya, meskipun kurangnya karbon asam amino tertentu dan asam nukleat dapat menginduksi autophagy, kurangnya nitrogen adalah stimulus yang paling efisien, yang juga berlaku untuk sel tanaman.

Meskipun belum sepenuhnya dipahami, sel -sel memiliki "sensor" khusus untuk menentukan kapan nutrisi penting atau asam amino dalam kondisi yang sangat rendah, dan dengan demikian memicu seluruh proses daur ulang melalui lisosom.

Pada mamalia, beberapa hormon berpartisipasi dalam regulasi (positif atau negatif) autophagy dalam sel yang termasuk organ tertentu, seperti insulin, beberapa faktor pertumbuhan atau interleukin, dll.

Teman-teman

Ada tiga jenis utama autophagy di antara eukariota: makroautofag, mikroanofag, dan autofag yang dimediasi oleh pendamping. Kecuali ditentukan, istilah autophagy mengacu pada makroautofag.

Meskipun tiga jenis autophagy berbeda secara morfologis, semua berakhir dengan pengangkutan zat ke lisosom untuk degradasi dan daur ulang mereka.

Makroautofag

Ini adalah jenis autophagy yang tergantung pada pelatihan dari novo vesikel fagositik yang dikenal sebagai autofagosom. Pembentukan vesikel ini tidak tergantung pada pembentukan "kuning" membran, seperti yang dibentuk oleh ekspansi.

Dalam ragi, pembentukan autophagosomes dimulai di tempat tertentu yang dikenal sebagai PAS, sedangkan pada mamalia banyak situs sitosol yang berbeda, mungkin terkait dengan retikulum endoplasma melalui struktur yang dikenal sebagai "omegasoma".

Ukuran autofagosom sangat bervariasi dan tergantung pada organisme dan jenis molekul atau molekul organulum yang merupakan fagosit. Dapat bervariasi dari 0.4-0.Berdiameter 9 μm dalam ragi hingga 0.5-1.5 μm pada mamalia.

Saat autophagosome dan lysosome membranes Mel. Organel ini kemudian dikenal sebagai autolisosome.

Untuk beberapa penulis, makroautofag dapat disubklasifikasi, pada gilirannya, dalam autophagy yang diinduksi dan autophagy basal. Makroautofag yang diinduksi digunakan untuk menghasilkan asam amino setelah periode kelaparan yang berkepanjangan.

Basal Macroautophage.

Dapat melayani Anda: rakit lipid: karakteristik, jenis, fungsi

Microanophagy

Jenis autophagy ini mengacu pada proses di mana konten sitoplasma diperkenalkan ke lisosom melalui invaginasi yang terjadi pada membran organel tersebut.

Setelah diperkenalkan ke dalam lisosom, vesikel yang diproduksi oleh invaginasi ini melayang dengan bebas di lumen sampai terdaftar dan isinya dilepaskan dan terdegradasi oleh enzim tertentu.

Selfopagy yang dimediasi oleh pendamping

Jenis autophagy ini hanya dilaporkan untuk sel mamalia. Tidak seperti makroautofag dan mikroanofag, di mana beberapa bagian sitosolik tidak fagosit yang tidak spesifik.

Beberapa peneliti telah menentukan bahwa motif pentapéptide ini terkait dengan urutan KFERQ dan bahwa itu lebih dari 30% protein sitosolik.

Ini disebut "Chaperonas yang dimediasi" karena protein pendamping bertanggung jawab untuk mempertahankan alasan ini dipertahankan untuk memfasilitasi pengakuan mereka dan menghindari lipatan protein di atasnya.

Protein dengan label ini ditranslokasi ke lumen lisosom dan ada terdegradasi. Banyak substrat degradasi adalah enzim glikolitik, faktor transkripsi dan inhibitornya, protein serikat kalsium atau lipid, subunit proteosom dan beberapa protein yang terlibat dengan lalu lintas vesikular.

Serta dua jenis autophagy lainnya, autophagy yang dimediasi chaperon.

Fungsi

Salah satu fungsi utama autophage.

Berkat pengamatan mikrofotografi elektronik lisosom dalam sel mamalia, keberadaan peroksisom dan mitokondria telah terdeteksi dalam hal ini.

Dalam sel hati, misalnya, rata -rata waktu hidup mitokondria adalah 10 hari, setelah itu organel ini fagosit oleh lisosom, di mana ia terdegradasi dan komponennya didaur ulang untuk tujuan metabolisme yang berbeda.

Di bawah konsentrasi rendah zat nutrisi, sel dapat memicu pembentukan autophagosomes untuk “secara selektif menangkap” bagian sitosol, serta metabolit yang dicerna dalam autofagosom ini dapat membantu sel bertahan hidup ketika kondisi eksternal terbatas dari titik pandangan nutrisional.

Dapat melayani Anda: erythropoiesis: tahapan dan karakteristiknya, regulasi, stimulan

Fungsi dalam Kesehatan dan Pengembangan

Autophagy memiliki fungsi penting dalam restrukturisasi sel dalam proses diferensiasi, karena berpartisipasi dalam membuang bagian sitosolik yang tidak diperlukan pada waktu tertentu.

Ini juga memiliki implikasi penting dalam kesehatan sel, karena merupakan bagian dari mekanisme pertahanan terhadap virus dan menyerang bakteri.

Studi Yoshinori Ohsumi

Yoshinori Ohsumi, seorang peneliti Jepang pada tahun 2016 dengan Hadiah Nobel dalam Fisiologi dan Kedokteran, menggambarkan mekanisme molekuler pertahanan diri dalam ragi sambil mempelajari tujuan metabolisme banyak protein dan vakuola organisme uniseluler ini.

Dalam karya -karyanya, Ohsumi tidak hanya mengidentifikasi protein dan rute yang terlibat dalam proses tersebut, tetapi juga menunjukkan bagaimana rute autophagy diatur berkat aksi protein yang mampu "menyensor" keadaan metabolisme yang berbeda.

Karyanya dimulai dengan pengamatan mikroskopis yang tepat selama peristiwa degradasi yang intens. Vacuolas dianggap sebagai tempat penyimpanan "sampah" dan limbah sel dari ragi.

Dengan mengamati ragi dengan genotipe mutan yang rusak untuk gen yang berbeda atau terkait secara hipotetis yang terkait dengan autophagy (dikenal sebagai gen ATG), Peneliti ini dan kolaboratornya berhasil menggambarkan sistem ragi autophagic di tingkat genetik.

Selanjutnya, kelompok peneliti ini menentukan karakteristik genetik utama dari protein yang dikodekan oleh gen -gen ini dan memberikan kontribusi yang signifikan tentang interaksi mereka dan pembentukan kompleks yang bertanggung jawab atas awal dan pelaksanaan fase diri dalam ragi dalam ragi.

Berkat karya Yoshinori Ohsumi, hari ini kami lebih memahami aspek molekuler autophagy, serta implikasinya yang penting dalam fungsi sel dan organ yang benar yang membentuk kami.

Referensi

1. Alberts, b., Johnson, a., Lewis, J., Morgan, d., Raff, m., Roberts, k., & Walter, P. (2015). Biologi molekul sel (Edisi ke -6.). New York: Ilmu Garland.
2. Klionsky, d. J., & Emr, s. D. (2000). Autophagy sebagai jalur yang diatur dari degradasi seluler. Sains, 290, 1717-1721.
3. Mizushima, n. (2007). Autophagy: Proses dan Fungsi. Gen & Pengembangan, dua puluh satu, 2861-2873.
4. Mizushima, Noboru, & Komatsu, M. (2011). Jalan Raya: Pembaruan Sel dan Jaringan. Sel, 147, 728-741.
5. Rabinowitz, J. D., & Putih, dan. (2010). Autophagy dan metabolisme. Sains, 330, 1344-1348.