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Autophagie

Аутофагия

Autophagie (vom altgriechischen Auto-selbst und „ist.“) - der Prozess, durch den die internen Komponenten der Zellen geliefert werden, in ihren Lysosomen (bei Säugetieren) oder Vakuolen (Hefezellen) und in deren Abbau ausgesetzt.

Das Wort „Autophagie“ bedeutet „Essen selbst.“ Dieser integrierte in der Abfallwirtschaft Mechanismus - die nicht benötigten Proteine, die alten, abgenutzten Zellen und andere biologisches Material Abfälle sowie zerstört durch das Immunsystem von Bakterien und Viren. Ohne diesen Prozess wären unsere Zellen unter einer Lawine von toten Bakterien und Viren starben, Proteinen und erschöpfen ihre abgenutzten Organellen.

Typen und Mechanismen der Autophagie

Аутофагия
A: Schematische Darstellung Autophagosomen: Membran isolierend umgibt , die Zellstruktur und schafft Autophagosom (AP), die mit einem Lysosom verschmilzt und schafft autolizosomu (AL).
Q: Elektronenmikroskopische Aufnahme autofagosomnyh Strukturen im Fettkörper der Larven der Fruchtfliege. C: Markierter fluoreszierende Markierung Autophagosomen in Mausleberzellen Verhungern

Nun gibt es drei Arten von Autophagie - mikroautofagiyu, Makroautophagie und Chaperon-abhängiger Autophagie. Wenn mikroautofagii Makromolekülen und Zellmembranfragmenten eines aufgenommenen Lysosom. Auf diese Weise können die Zellproteine ​​bei einem Energiemangel verdauen oder Baustoffes (z.B. Fasten). Aber mikroautofagii Prozesse treten unter normalen Bedingungen und im allgemeinen nicht-Selektivität. Manchmal während mikroautofagii verdaut und Organellen; so in Hefe ist beschrieben mikroautofagiya Peroxisomen und partiellen mikroautofagiya Kern, in denen die Zellen lebensfähig bleiben.

Wenn Makroautophagie cytoplasmatische Region (die oft keine Organellen) wie Tank endoplasmatischen Retikulum Membrankompartimente umgibt. Als Ergebnis wird dieser Teil von dem Rest der Cytoplasmas zwei Membranen getrennt. Solche dvuhmembrannye Organellen gelöscht Organellen und Cytoplasma sind rund um Autophagosomen genannt. Autophagosomen mit Lysosomen verbunden autofagolizosomy bildet, in der Organellen und andere Inhalte Autophagosom verdaut.

Offenbar Makroautophagie auch wahllos, obwohl es oft betont, dass ihre Zelle mit Beseitigung der „overage“ Organellen bekommen (Mitochondrien. Ribosomen, etc.).

Die dritte Art von autophagy - Chaperon-vermittelt. Bei diesem Verfahren tritt gerichteter Transport teilweise denaturierten Proteine ​​aus dem Cytoplasma durch die Lysosomen Membran in seinen Hohlraum, wo sie verdaut werden. Diese Art von Autophagie beschrieben nur Säugetiere induzierten Stress. Es tritt mit der Teilnahme von cytoplasmatischen Proteinen Familie HSC-70, Hilfsproteine ​​Chaperon und LAMP-2, die ein Membran-Rezeptorkomplex ist und das Chaperon-Protein in dem Lysosom seinem Transport.

Wenn die Art der autophagischen Zelltod verdaut, um die alle Zellorganellen, so dass nur die Zelltrümmer durch Makrophagen aufgenommen.

Regulation der Autophagie

Autophagie wird durch Vitalfunktionen einer normalen Zellen unter normalen Bedingungen begleitet. Der Hauptreiz zu einem erhöhten autophagischen Prozessen in Zellen dienen als

  • Mangel an Nährstoffen
  • Präsenz im Zytoplasma von geschädigten Organellen
  • Präsenz im Zytoplasma von teilweise denaturierte Proteine ​​und Aggregate

Neben Hunger kann Autophagie durch oxidativen Stress oder toxische induziert werden.

Derzeit untersucht die Hefe genetischen Mechanismen, die Autophagie regulieren im Detail. Damit die notwendige Aktivität Autophagosom zahlreiche Atg-Familie Proteine ​​(Autophagosom-verwandte Proteine) zu bilden. Homologe dieser Proteine ​​bei Säugetieren (einschließlich Menschen) und Pflanzen.

Bedeutung Autophagie in normalen und pathologischen Prozessen

Autophagie - eine Möglichkeit, unnötiger Zellorganellen loszuwerden, sowie der Körper von unerwünschten Zellen.

Besonders wichtig Autophagie während der Embryonalentwicklung, die sogenannte samoprogrammiruemoy Zelltod. Nun ist diese Option Autophagie oft Caspase-unabhängige Apoptose genannt. Wenn diese Prozesse gestört werden und geschädigte Zellen nicht entfernt werden, dann oft der Embryo wird unrentabel

Manchmal wegen Autophagie Zelle kann für den Mangel an Nährstoffen und Energie zu kompensieren und zu einem normalen Leben zurückzukehren. Im Gegenteil, sind im Fall der Intensivierung der Autophagie Zellen zerstört, und ihr Platz in vielen Fällen nimmt das Bindegewebe. Solche Verletzungen sind eine der Ursachen der Herzinsuffizienz.

Störungen der Autophagie in dem Prozess können zu entzündlichen Prozessen führen, wenn Teile der toten Zellen werden nicht gelöscht.

Besonders groß ist (wenn auch nicht gut verstanden) die Rolle von Störungen der Autophagie spielt bei der Entwicklung von Myopathien und neurodegenerativen Erkrankungen. Zum Beispiel bei der Alzheimer-Krankheit in den Prozessen der Neuronen Bereiche des Gehirns und die Anhäufung von unreifen Autophagosomen betroffen, die nicht zum Zellkörper transportiert werden, und sie verschmelzen nicht mit Lysosomen. Mutiertem Huntingtin und alpha-Synuclein - Proteine, deren Akkumulation in Neuronen verursacht bzw. Huntington-Krankheit und Parkinson-Krankheit - aufgenommen und mit Chaperon-abhängiger autophagy, und die Aktivierung des Prozesses verhindert die Bildung von Aggregaten in Neuronen verdaute.

Autophagy denn wurde es den Nobelpreis für Medizin gegeben

Аутофагия

Zum ersten Mal wird dieser Prozess in 1963 belgischen Biologen Christian de Duve beschrieben, die als die Zellen beobachtet, um unerwünschte Substanzen durch spezielle Organellen „zu verdauen“, die de Duve Lysosomen genannt. Allerdings wurde Autophagie Mechanismen klar erst nach den Experimenten Yoshinori Osumi (jetzt ist er am Tokyo Institute of Technology arbeitet, Yokohama). Um zu bestimmen, welche Gene für das Auftreten von Autophagie verantwortlich sind, experimentierte Osumi mit Hefestämme, in denen dieser Prozess mit von der Norm Abweichung nahm.

Zum ersten Mal wird dieser Prozess in 1963 belgischen Biologen Christian de Duve beschrieben, die als die Zellen beobachtet, um unerwünschte Substanzen durch spezielle Organellen „zu verdauen“, die de Duve Lysosomen genannt. Allerdings wurde Autophagie Mechanismen klar erst nach den Experimenten Yoshinori Osumi (jetzt ist er am Tokyo Institute of Technology arbeitet, Yokohama). Um zu bestimmen, welche Gene für das Auftreten von Autophagie verantwortlich sind, experimentierte Osumi mit Hefestämme, in denen dieser Prozess mit von der Norm Abweichung nahm.

In der Zelle gibt es zwei Möglichkeiten des biologischen „Abfalls“ loszuwerden. Zum einen kann es große Moleküle von Ubiquitin-Protease verwendet werden - ein Enzym, das Proteine ​​in einzelne Aminosäuren spalten kann. Proteasen schwebt frei im Zytoplasma. Osumi suchte, um die zweite Art und Weise - die Spaltung von „Müll“ in den Lysosomen; war er es, der Autophagie genannt.

Аутофагия
Der Prozess der autophagy: zuerst um die Objekt - Molekülseitenorganellen, Organellen, Bakterien- oder Virus, wird die Membran gebildet wird . Wenn es geschlossen wird , transportiert gebildet Autophagosom das Objekt in den Lysosomen und mit diesem in autolizosomu kombiniert, wo das Objekt Aufspaltung ist.

Autophagy implementiert ist wie folgt: erste Zelle Sequestern (Isolate) des Moleküls durch rund um die Membran den Aufbau beseitigt werden. Das resultierende Molekül kvaziorganella darin enthaltenen, oder sogar eine andere Organell genannt Autophagosomen. Dann nähert sich Autophagosom das Lysosom zu bilden autolizosomu. Innerhalb Objekt ausgesetzt Hydrolasen isoliert - Enzyme, die es aufzulösen.

Autophagie - ein normaler Teil des Lebenszyklus von Zellen. Es stellt das Überleben der Zellen während Hunger, ermöglicht die Differenzierung von Zellen und Wachstumskontrolle, und auch an der Regulation vieler anderer Prozesse in der Zelle beteiligt ist. Ein falscher Fluss Autophagie e im Zusammenhang mit der Entwicklung der Parkinson-Krankheit, Typ-2-Diabetes und anderen Krankheiten. Allerdings haben die praktische Anwendung der Entdeckung Osumi und seine Kollegen noch nicht gefunden.

Via wikipedia.org & popmech.ru