Autophagy In The Eukaryotic Cell

Autofagia en la célula eucariota

Departamentos de Biología Molecular, Celular y del Desarrollo y de Química Biológica de la Universidad de Michigan, Ann Arbor, Michigan 48109

Las principales vías celulares de proteínas y orgánulos facturación son la degradación del proteasoma mediada por autofagia y. Estos procesos son importantes para mantener un equilibrio bien controlado entre elanabolismo y el catabolismo con el fin de tener un crecimiento normal de las células y el desarrollo. Juegan un papel esencial durante la inanición, la diferenciación celular, trmuerte celular y envejecimiento, sino también en la prevención de algunos tipos de cáncer . Estas vías de degradación permitir la célula para eliminar orgánulos no deseadas o innecesarias y para reciclar los componentes para sureutilización.
El lisosoma o vacuola es la fábrica principal de catabolismo en las células eucariotas y contiene una serie de hidrolasas capaces de degradar todos los componentes celulares. Orgánulos rotación se lleva a cabo exclusivamente en este lugar a través de un proceso de autofagia que se conserva entre levaduras, plantas y células animales. Microautophagy implica la captación de citoplasmaen la superficie lisosoma o vacuola, pero no ha sido bien caracterizada. En contraste, la degradación por macroautofagia implica inmersión de la membrana a un sitio inicial que es independiente de este orgánulo. En células de mamíferos, este proceso ha sido conocido durante mucho tiempo, pero los primeros estudios fueron principalmente fenomenológicos. Componentes moleculares han sidoidentificados en la última década por la detección genética de la levaduraSaccharomyces cerevisiae y en los últimos años por el cribado de dos híbridos del mismo organismo con cebos predeterminados o por todo el genoma enfoques Sorprendentemente, los estudios genéticos moleculares con levadura han demostrado la superposición de la maquinaria macroautofagia con el utilizado para la degradación de peroxisomas(pexophagy) y el citoplasma a la vacuola de metas (CVT) y la vía, que asegura la entrega de la residente proteasa vacuolar aminopeptidasa I (Ape1)). Estos procesos operan bajo diferentes condiciones nutricionales, y la vía de CVT en particular es biosintética. Sin embargo, los análisis bioquímicos y morfológicos han demostrado que el mecanismo básico de los tres procesos es el secuestro delmaterial de carga (precursor Ape1 [prApe1], citoplasma granel, o específico orgánulo) dentro de las estructuras de doble membrana.

La biogénesis y el consumo de estas vesículas puede ser dividido en cuatro etapas discretas: la inducción y el embalaje de la carga, la formación y la terminación, acoplamiento y fusión, y la descomposición. La figura 1 muestra esquemáticamente estos eventos paramacroautofagia, la vía de CVT, y pexophagy. La inducción de la formación de vesículas durante macroautofagia es estimulado por señales celulares, tales como el hambre, mientras que durante el transporte Cvt la unión de prApe1 a su receptor puede ser la señal que desencadena la inducción . Al terminar, la vesícula secuestro (llamado vesícula autophagosome o CVT, respectivamente) muelles con los fusibleslisosoma o vacuola y luego con el mismo. De esta manera, la vesícula interior es liberado en el interior del lisosoma o vacuola, donde es finalmente consumida por las hidrolasas. Además de la inducción, otra gran diferencia entre estas vías parece ser la regulación del tamaño de la vesícula. Autofagosomas que se forman durante la inanición tener de 8 - a 200-veces más de volumen vesículas CVT queson inducidos bajo condiciones ricas en nutrientes (300 a 900 nm frente a 140 a 160 nm de diámetro, respectivamente). Por último, varias líneas de evidencia sugieren que la fuente de las vesículas secuestrantes para macroautofagia y la vía Cvt difieren al menos en parte. Por ejemplo, macroautofagia pero no la vía Cvt proteínas requiere la Sec12, Sec16, Sec23 y Sec24 para la formación de la capa de...