Características da autofagia, tipos, funções, estudos

O Autofagia É um sistema de degradação intracelular que ocorre de maneira preservada nos lisossomos de todas as células eucarióticas (e os vacúolos de leveduras). A palavra é geralmente usada para se referir à degradação dos componentes do citosol ou às "partes" da célula que são "obsoletas" ou que pararam de funcionar corretamente.

O termo autofagia foi cunhado em 1963 na Universidade Rockefeller por Duve, que também observou e descreveu os processos de endocitose celular. Literalmente, a palavra autofagia significa "consumir -se", embora alguns autores a descrevam como um "canibalismo do carro".

Representação gráfica de macroautófago e microanofagia (fonte: Cheung e IP [CC por 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/por/3.0)] via Wikimedia Commons)

Este sistema difere da degradação mediada por degradação.

Apesar dessa fagocitose não seletiva, diferentes pesquisas mostraram que a autofagia tem numerosas implicações fisiológicas e patológicas. Como é ativado durante períodos de adaptação à fome, durante o desenvolvimento, para a eliminação de microorganismos invasores, durante a morte celular programada, para a eliminação de tumores, a apresentação de antígenos etc.

[TOC]

Caracteristicas

A autofagia, como mencionado, é um processo mediado por uma organela citoplasmática conhecida como o lisossomo.

O processo de "autofagia" começa com o encapsulamento da organela que será degradada por uma membrana dupla, formando um corpo membranosas conhecido como autofagossomo. A membrana do autofagossomo derrete, mais tarde, com a membrana lisossômica ou com um endossomo tardio.

Cada uma dessas etapas entre sequestro, degradação e libertação de aminoácidos ou outros componentes para reciclagem exercícios diferentes funções em diferentes contextos celulares, o que torna a autofagia um sistema altamente multifuncional.

A autofagia é um processo bastante controlado, uma vez que apenas os componentes celulares marcados são direcionados para esse caminho de degradação e a marcação ocorre, geralmente, durante os processos de remodelação celular.

Por exemplo, quando uma célula hepática estabelece uma resposta de desintoxicação em resposta a medicamentos solúveis em gordura, seu retículo endoplasmático liso proliferam consideravelmente e, quando o estímulo gerado pela droga diminui, o reticulum endoplasmático excessivo é removido do espaço citosólico por autofagia por autofagia.

Indução de autofagia

Um dos eventos que mais comumente desencadeia processos autofágicos é a fome.

Pode atendê -lo: exocitose: processo, tipos, funções e exemplos

Dependendo do organismo considerado, diferentes tipos de nutrientes essenciais podem desencadear este sistema de "reciclagem". Em leveduras, por exemplo, embora a falta de carbono de certos aminoácidos e ácidos nucleicos possa induzir a autofagia, a falta de nitrogênio é o estímulo mais eficiente, que também é válido para células vegetais.

Embora não tenha sido completamente compreendido, as células têm "sensores" especiais para determinar quando um nutriente ou aminoácido essencial está em condições muito baixas e, assim, aciona todo o processo de reciclagem através dos lisossomos.

Nos mamíferos, alguns hormônios participam da regulação (positiva ou negativa) da autofagia em células pertencentes a certos órgãos, como insulina, alguns fatores de crescimento ou interleucinas, etc.

Pessoal

Existem três tipos principais de autofagia entre eucariotos: macroautofagia, microanofagia e autofagia mediada por acompanhantes. A menos que especificado, o termo autofagia refere -se a macroautofágo.

Embora os três tipos de autofagia sejam morfologicamente diferentes, tudo acaba no transporte de substâncias para os lisossomos para sua degradação e reciclagem.

Macroautofágo

Este é um tipo de autofagia que depende do treinamento de Novo de vesículas fagocíticas conhecidas como autofagossomos. A formação dessas vesículas é independente da formação de "gemas" da membrana, como são formadas pela expansão.

Em leveduras, a formação de autofagossomos começa em um determinado local conhecido como PAS, enquanto em mamíferos muitos locais diferentes de citosol, provavelmente ligados ao retículo endoplasmático através de estruturas conhecidas como "ômegasomas".

O tamanho dos autofagossomos é muito variável e depende do organismo e do tipo de molécula ou orgânico que é fagócito. Pode variar de 0.4-0.9 μm de diâmetro em leveduras até 0.5-1.5 μm em mamíferos.

Quando as membranas de autofagossomo e lisossomo. Esta organela é então conhecida como autolisossomo.

Para alguns autores, o macroautofágio pode ser subclassificado, por sua vez, em autofagia induzida e autofagia basal. Macroautófago induzido é usado para produzir aminoácidos após um período prolongado de fome.

Macroautófago basal.

Pode atendê -lo: jangadas lipídicas: características, tipos, funções

Microanofagia

Esse tipo de autofagia refere -se ao processo em que o conteúdo citoplasmático é introduzido no lisossomo através de invaginações que ocorrem na membrana da referida organela.

Uma vez introduzido no lisossomo, as vesículas produzidas por essas invaginações flutuam livremente no lúmen até que sejam listadas e seu conteúdo seja liberado e degradado por enzimas específicas.

Autofagia mediada por acompanhante

Esse tipo de autofagia só foi relatado para células de mamíferos. Ao contrário da macroautofagia e microanofagia, onde algumas porções citosólicas são não especificamente fagocythe.

Alguns pesquisadores determinaram que esse motivo pentapéptido está relacionado à sequência KFERQ e que está em mais de 30% das proteínas citosólicas.

É chamado de "chaperonas mediado", já que as proteínas chaperone são responsáveis ​​por manter esse motivo preservado para facilitar seu reconhecimento e evitar a dobra da proteína nela.

Proteínas com este rótulo são translocadas para o lúmen lisossômico e há degradadas. Muitos dos substratos de degradação são enzimas glicolíticas, fatores de transcrição e seus inibidores, proteínas ou lipídios da união de cálcio, subunidades de proteossomos e algumas proteínas envolvidas com tráfego vesicular.

Bem como os outros dois tipos de autofagia, a autofagia mediada pelo acompanhante.

Funções

Uma das principais funções da autofagista.

Graças à observação de microfotografias eletrônicas de lisossomos em células de mamíferos, a presença de peroxissomos e mitocôndrias foi detectada nestes.

Em uma célula hepática, por exemplo, o tempo de vida média de uma mitocôndria é de 10 dias, após o que essa organela é fagocitada por lisossomos, onde é degradado e seus componentes são reciclados para diferentes fins metabólicos.

Sob baixa concentração de substâncias nutricionais, as células podem desencadear a formação de autofagossomos para "capturar seletivamente" as porções do citosol, bem como os metabólitos digeridos nesses autofagossomos podem ajudar as células a sobreviver quando as condições externas estão limitando o ponto de vista nutricional.

Pode servir a você: eritropoiese: estágios e suas características, regulamentação, estimulantes

Funções em saúde e desenvolvimento

A autofagia tem funções importantes na reestruturação celular no processo de diferenciação, uma vez que participa do descarte de porções citosólicas que não são necessárias em momentos específicos.

Ele também tem implicações importantes na saúde celular, pois faz parte dos mecanismos de defesa contra vírus e bactérias invadidas.

Estudos de Yoshinori Ohsumi

Yoshinori Ohsumi, pesquisador japonês em 2016 com o Prêmio Nobel de Fisiologia e Medicina, descreveu os mecanismos moleculares de auto -defesa em leveduras enquanto estudavam o destino metabólico de muitas proteínas e vacúolos desses organismos unicelulares.

Em suas obras, OHSUMI não apenas identificou as proteínas e rotas envolvidas no processo, mas também demonstrou como a rota da autofagia é regulada graças à ação de proteínas capazes de "censurar" diferentes estados metabólicos.

Seu trabalho começou com observações microscópicas precisas durante eventos de degradação intensa. Os vacuolas são considerados como os locais de armazenamento de "lixo" e resíduos de células de leveduras.

Observando leveduras com genótipos mutantes defeituosos para genes diferentes ou hipoteticamente relacionados à autofagia (conhecida como genes ATG), Este pesquisador e seus colaboradores conseguiram descrever o sistema de levedura autofágica no nível genético.

Posteriormente, esse grupo de pesquisadores determinou as principais características genéticas das proteínas codificadas por esses genes e fez contribuições significativas sobre sua interação e a formação dos complexos responsáveis ​​pelo início e execução da auto -fase em leveduras.

Graças às obras de Yoshinori Ohsumi, hoje entendemos melhor os aspectos moleculares da autofagia, bem como suas implicações importantes no funcionamento correto das células e órgãos que nos compõem.

Referências

1. Alberts, b., Johnson, a., Lewis, J., Morgan, d., Raff, m., Roberts, k., & Walter, P. (2015). Biologia da célula molecular (6ª ed.). Nova York: Garland Science.
2. Klionsky, d. J., & Emr, s. D. (2000). Autofagia como uma via regulada de degradação celular. Ciência, 290, 1717-1721.
3. Mizushima, n. (2007). Autofagia: processo e função. Genes e desenvolvimento, vinte e um, 2861-2873.
4. Mizushima, Noboru e Komatsu, M. (2011). Rodovia: Renovação de células e tecidos. Célula, 147, 728-741.
5. Rabinowitz, J. D., E branco, e. (2010). Autofagia e metabolismo. Ciência, 330, 1344-1348.