Аутофагия: различия между версиями
[отпатрулированная версия] | [отпатрулированная версия] |
Victoria (обсуждение | вклад) Нет описания правки |
|||
Строка 1: | Строка 1: | ||
[[Файл:Autophagy diagram PLoS Biology.jpg|thumb|right|250px|Схема образования аутофагосомы. А: изолирующая мембрана окружает клеточные структуры и создает аутофагосому (AP), которая сливается с лизосомой и создает аутолизосому (AL). В. Электорнная микрофотография аутофагосомных структур в жировом теле личинки дрозофилы. С) Помеченная флуоресцентной меткой в клетках печени голодающей мыши]] |
|||
⚫ | |||
⚫ | '''Аутофагия''' (от {{lang-grc|αὐτός}} — сам и {{lang-grc2|φαγεῖν}} — «есть») — это процесс, при котором внутренние компоненты [[Клетка|клетки]] доставляются внутрь её [[Лизосома|лизосом]] (у млекопитающих) или [[Вакуоль|вакуолях]] (клетки [[Дрожжи|дрожжей]]) и подвергаются в них деградации<ref>{{статья|автор=Farrugia G, Balzan R.|заглавие=Oxidative stress and programmed cell death in yeast|язык=Front Oncol.|год= 2012|том=2|выпуск=64|doi=10.3389/fonc.2012.00064}}</ref>. |
||
== Типы и механизмы аутофагии == |
== Типы и механизмы аутофагии == |
||
Сейчас различают три типа аутофагии — микроаутофагию, макроаутофагию и шаперон-зависимую аутофагию. |
Сейчас различают три типа аутофагии — микроаутофагию, макроаутофагию и шаперон-зависимую аутофагию. |
||
При микроаутофагии макромолекулы и обломки клеточных мембран просто захватываются лизосомой. Таким путем клетка может переваривать белки при нехватке энергии или строительного материала (например, при голодании). Но процессы микроаутофагии происходят и при нормальных условиях и в целом неизбирательны. Иногда в ходе микроаутофагии перевариваются и органоиды; так, у дрожжей описана микроаутофагия пероксисом и частичная микроаутофагия ядер, при которой клетка сохраняет жизнеспособность. |
При микроаутофагии макромолекулы и обломки клеточных мембран просто захватываются лизосомой. Таким путем клетка может переваривать белки при нехватке энергии или строительного материала (например, при голодании). Но процессы микроаутофагии происходят и при нормальных условиях и в целом неизбирательны. Иногда в ходе микроаутофагии перевариваются и органоиды; так, у дрожжей описана микроаутофагия пероксисом и частичная микроаутофагия ядер, при которой клетка сохраняет жизнеспособность<ref>Takahiro Shintani and Daniel J. Klionsky Autophagy in Health and Disease: A Double-Edged Sword/Science, 2004, Vol. 306, no. 5698, pp. 990—995</ref>. |
||
При макроаутофагии участок цитоплазмы (часто содержащий какие-либо органоиды) окружается мембранным компартментом, похожим на цистерну эндоплазматической сети. В результате этот участок отделяется от остальной цитоплазмы двумя мембранами. Такие двухмембранные органеллы, окружающие удаляемые [[органеллы]] и [[цитоплазма|цитоплазму]], называются аутофагосомы. Аутофагосомы соединяются с [[лизосома]]ми, образуя аутофаголизосомы, в которых [[органеллы]] и остальное содержимое аутофагосом перевариваются. <br /> |
При макроаутофагии участок цитоплазмы (часто содержащий какие-либо органоиды) окружается мембранным компартментом, похожим на цистерну эндоплазматической сети. В результате этот участок отделяется от остальной цитоплазмы двумя мембранами. Такие двухмембранные органеллы, окружающие удаляемые [[органеллы]] и [[цитоплазма|цитоплазму]], называются аутофагосомы. Аутофагосомы соединяются с [[лизосома]]ми, образуя аутофаголизосомы, в которых [[органеллы]] и остальное содержимое аутофагосом перевариваются. <br /> |
||
Видимо, макроаутофагия также неизбирательна, хотя часто подчеркивается, что с помощью нее клетка может избавляться от «отслуживших свой срок» органоидов (митохондрий. рибосом и др.).<br /> |
Видимо, макроаутофагия также неизбирательна, хотя часто подчеркивается, что с помощью нее клетка может избавляться от «отслуживших свой срок» органоидов (митохондрий. рибосом и др.).<br /> |
||
Третий тип аутофагии — шаперон-опосредованная. При этом способе происходит направленный транспорт частично денатурировавших белков из цитоплазмы сквозь мембрану лизосомы в ее полость, где они перевариваются. Этот тип аутофагии, описанный только для млекопитающих, индуцируется стрессом. Она происходит при участии цитоплазматических белков-[[шапероны|шаперонов]] семейства hsc-70, вспомогательных белков и [[LAMP-2]], который служит мембранным рецептором комплекса шаперона и белка, подлежащего транспорту в лизосому. |
Третий тип аутофагии — шаперон-опосредованная. При этом способе происходит направленный транспорт частично денатурировавших белков из цитоплазмы сквозь мембрану лизосомы в ее полость, где они перевариваются. Этот тип аутофагии, описанный только для млекопитающих, индуцируется стрессом. Она происходит при участии цитоплазматических белков-[[шапероны|шаперонов]] семейства hsc-70, вспомогательных белков и [[LAMP-2]], который служит мембранным рецептором комплекса шаперона и белка, подлежащего транспорту в лизосому. |
||
При аутофагическом типе клеточной гибели перевариваются все органеллы клетки, оставляя лишь [[клеточный дебрис]], поглощаемый [[макрофаг]]ами. <br /> |
При аутофагическом типе клеточной гибели перевариваются все органеллы клетки, оставляя лишь [[клеточный дебрис]], поглощаемый [[макрофаг]]ами. <br /> |
||
Строка 25: | Строка 28: | ||
Иногда благодаря аутофагии клетка может восполнить недостаток питательных веществ и энергии и вернуться к нормальной жизнедеятельности. Напротив, в случае интенсификации процессов аутофагии клетки разрушаются, а их место во многих случаях занимает [[соединительная ткань]]. Подобные нарушения являются одной из причин развития [[сердечная недостаточность|сердечной недостаточности]].<br /> |
Иногда благодаря аутофагии клетка может восполнить недостаток питательных веществ и энергии и вернуться к нормальной жизнедеятельности. Напротив, в случае интенсификации процессов аутофагии клетки разрушаются, а их место во многих случаях занимает [[соединительная ткань]]. Подобные нарушения являются одной из причин развития [[сердечная недостаточность|сердечной недостаточности]].<br /> |
||
Нарушения в процессе аутофагии могут приводить к воспалительным процессам, если части мёртвых клеток не удаляются.<br /> |
Нарушения в процессе аутофагии могут приводить к воспалительным процессам, если части мёртвых клеток не удаляются.<br /> |
||
⚫ | Особенно большую (хотя и не до конца понятную) роль нарушения аутофагии играют в развитии миопатий и нейродегенеративных болезней. Так, при [[болезнь Альцгеймера|болезни Альцгеймера]] в отростках нейронов пораженных участков мозга наблюдается накопление незрелых аутофагосом, которые не транспортируются к телу клетки и не сливаются с лизосомами. Мутантные хантингтин и альфа-синуклеин — белки, накопление которых в нейронах вызывает, соответственно, [[болезнь Хантингтона]] и [[болезнь Паркинсона]] — поглощаются и перевариваются при шаперон-зависимой аутофагии, и активация этого процесса предотвращает образование их агрегатов в нейронах. |
||
== См. также == |
|||
* [[Апоптоз]] |
|||
* [[Лизосома]] |
|||
⚫ | Особенно большую (хотя и не до конца понятную) роль нарушения аутофагии играют в развитии миопатий и нейродегенеративных болезней. Так, при [[болезнь Альцгеймера|болезни Альцгеймера]] в отростках нейронов пораженных участков мозга наблюдается накопление незрелых аутофагосом, которые не транспортируются к телу клетки и не сливаются с лизосомами. Мутантные хантингтин и альфа-синуклеин — белки, накопление которых в нейронах вызывает, соответственно, [[болезнь Хантингтона]] и [[болезнь Паркинсона]] — поглощаются и перевариваются при шаперон-зависимой аутофагии, и активация этого процесса предотвращает образование их агрегатов в нейронах<ref>Huang J, Klionsky D.J. Autophagy and human disease. Cell Cycle. 2007 Aug 1;6(15):1837-1849</ref>. |
||
== Литература == |
|||
* Huang J, Klionsky D.J. Autophagy and human disease. Cell Cycle. 2007 Aug 1;6(15):1837-1849 [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17671424] |
|||
* Takahiro Shintani and Daniel J. Klionsky/Review/ Autophagy in Health and Disease: A Double-Edged Sword/Science, 2004, Vol. 306, no. 5698, pp. 990—995 [http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/306/5698/990?ijkey=0a61d5ecf361f7d7ac73bd571d2e3ef68e24d376] |
|||
== Примечания == |
|||
{{примечания}} |
|||
== Ссылки == |
== Ссылки == |
||
* [http://www.microbio.uab.edu/ptrm/sztul/sztullecture.pdf Презентация об аутофагии и деградации белков] |
* [http://www.microbio.uab.edu/ptrm/sztul/sztullecture.pdf Презентация об аутофагии и деградации белков] |
Версия от 13:14, 30 декабря 2012
Аутофагия (от др.-греч. αὐτός — сам и φαγεῖν — «есть») — это процесс, при котором внутренние компоненты клетки доставляются внутрь её лизосом (у млекопитающих) или вакуолях (клетки дрожжей) и подвергаются в них деградации[1].
Типы и механизмы аутофагии
Сейчас различают три типа аутофагии — микроаутофагию, макроаутофагию и шаперон-зависимую аутофагию. При микроаутофагии макромолекулы и обломки клеточных мембран просто захватываются лизосомой. Таким путем клетка может переваривать белки при нехватке энергии или строительного материала (например, при голодании). Но процессы микроаутофагии происходят и при нормальных условиях и в целом неизбирательны. Иногда в ходе микроаутофагии перевариваются и органоиды; так, у дрожжей описана микроаутофагия пероксисом и частичная микроаутофагия ядер, при которой клетка сохраняет жизнеспособность[2].
При макроаутофагии участок цитоплазмы (часто содержащий какие-либо органоиды) окружается мембранным компартментом, похожим на цистерну эндоплазматической сети. В результате этот участок отделяется от остальной цитоплазмы двумя мембранами. Такие двухмембранные органеллы, окружающие удаляемые органеллы и цитоплазму, называются аутофагосомы. Аутофагосомы соединяются с лизосомами, образуя аутофаголизосомы, в которых органеллы и остальное содержимое аутофагосом перевариваются.
Видимо, макроаутофагия также неизбирательна, хотя часто подчеркивается, что с помощью нее клетка может избавляться от «отслуживших свой срок» органоидов (митохондрий. рибосом и др.).
Третий тип аутофагии — шаперон-опосредованная. При этом способе происходит направленный транспорт частично денатурировавших белков из цитоплазмы сквозь мембрану лизосомы в ее полость, где они перевариваются. Этот тип аутофагии, описанный только для млекопитающих, индуцируется стрессом. Она происходит при участии цитоплазматических белков-шаперонов семейства hsc-70, вспомогательных белков и LAMP-2, который служит мембранным рецептором комплекса шаперона и белка, подлежащего транспорту в лизосому.
При аутофагическом типе клеточной гибели перевариваются все органеллы клетки, оставляя лишь клеточный дебрис, поглощаемый макрофагами.
Регуляция аутофагии
Аутофагия сопровождает жизнедеятельность любой нормальной клетки в обычных условиях. Основными стимулами к усилению процессов аутофагии в клетках могут служить
- нехватка питательных веществ
- наличие в цитоплазме повреждённых органелл
- наличие в цитоплазме частично денатурировавших белков и их агрегатов
Кроме голодания, аутофагия может индуцироваться окислительным или токсическим стрессом.
В настоящее время на дрожжах детально изучаются генетические механизмы, регулирующие аутофагию. Так, для образования аутофагосом необходима активность многочисленных белков Atg-семейства (autophagosome-related proteins). Гомологи этих белков найдены у млекопитающих (в том числе и человека) и растений.
Значение аутофагии при нормальных и патологических процессах
Аутофагия — один из способов избавления клеток от ненужных органелл, а также и организма от ненужных клеток.
Особенно важна аутофагия в процессе эмбриогенеза, при так называемой самопрограммируемой клеточной гибели. Сейчас этот вариант аутофагии чаще называют каспаза-независимым апоптозом. Если эти процессы нарушаются, а разрушенные клетки не удаляются, то эмбрион чаще всего становится нежизнеспособным.
Иногда благодаря аутофагии клетка может восполнить недостаток питательных веществ и энергии и вернуться к нормальной жизнедеятельности. Напротив, в случае интенсификации процессов аутофагии клетки разрушаются, а их место во многих случаях занимает соединительная ткань. Подобные нарушения являются одной из причин развития сердечной недостаточности.
Нарушения в процессе аутофагии могут приводить к воспалительным процессам, если части мёртвых клеток не удаляются.
Особенно большую (хотя и не до конца понятную) роль нарушения аутофагии играют в развитии миопатий и нейродегенеративных болезней. Так, при болезни Альцгеймера в отростках нейронов пораженных участков мозга наблюдается накопление незрелых аутофагосом, которые не транспортируются к телу клетки и не сливаются с лизосомами. Мутантные хантингтин и альфа-синуклеин — белки, накопление которых в нейронах вызывает, соответственно, болезнь Хантингтона и болезнь Паркинсона — поглощаются и перевариваются при шаперон-зависимой аутофагии, и активация этого процесса предотвращает образование их агрегатов в нейронах[3].
Примечания
- ↑ Farrugia G, Balzan R. Oxidative stress and programmed cell death in yeast (Front Oncol.). — 2012. — Т. 2, вып. 64. — doi:10.3389/fonc.2012.00064.
- ↑ Takahiro Shintani and Daniel J. Klionsky Autophagy in Health and Disease: A Double-Edged Sword/Science, 2004, Vol. 306, no. 5698, pp. 990—995
- ↑ Huang J, Klionsky D.J. Autophagy and human disease. Cell Cycle. 2007 Aug 1;6(15):1837-1849
Ссылки
- Презентация об аутофагии и деградации белков
- Покой, апоптоз или аутофагия: как клетка принимает решение
Для улучшения этой статьи желательно:
|
Это заготовка статьи по цитологии. Помогите Википедии, дополнив её. |