Un autofagosoma es una estructura esférica con membranas de doble capa. Es la estructura clave en la macroautofagia , el sistema de degradación intracelular del contenido citoplásmico (p. Ej., Proteínas intracelulares anormales, orgánulos en exceso o dañados, microorganismos invasores). Después de la formación, los autofagosomas entregan componentes citoplásmicos a los lisosomas . La membrana externa de un autofagosoma se fusiona con un lisosoma para formar un autolisosoma . Las hidrolasas del lisosoma degradan el contenido liberado por el autofagosoma y su membrana interna. [1]
La formación de autofagosomas está regulada por genes bien conservados desde levaduras hasta eucariotas superiores. La nomenclatura de estos genes ha variado de un papel a otro, pero se ha simplificado en los últimos años. Las familias de genes anteriormente conocidas como APG, AUT, CVT, GSA, PAZ y PDD ahora están unificadas como la familia ATG (relacionada con AuTophaGy). [2]
El tamaño de los autofagosomas varía entre mamíferos y levaduras . Los autofagosomas de levadura tienen aproximadamente 500-900 nm, mientras que los autofagosomas de mamíferos son más grandes (500-1500 nm). En algunos ejemplos de células, como las células madre embrionarias , los fibroblastos embrionarios y los hepatocitos , los autofagosomas son visibles con microscopía óptica y pueden verse como estructuras en forma de anillo. [1]
Formación de autofagosomas
El paso inicial de la formación de un autofagosoma de un omegasoma en el retículo endoplásmico , seguido por el alargamiento de estructuras llamadas fagóforos. [3]
La formación de autofagosomas está controlada por genes Atg a través de complejos Atg12-Atg5 y LC3. El conjugado de Atg12-Atg5 también interactúa con Atg16 para formar complejos más grandes. La modificación de Atg5 por Atg12 es esencial para el alargamiento de la membrana inicial. [4]
Después de la formación de la estructura esférica, el complejo de ATG12 - ATG5 : ATG16L1 se disocia del autofagosoma. La LC3 es escindida por la proteasa ATG4 para generar LC3 citosólica. La escisión de LC3 es necesaria para la fusión terminal de un autofagosoma con su membrana diana. La LC3 se usa comúnmente como marcador de autofagosomas en inmunocitoquímica , porque es la parte esencial de la vesícula y permanece asociada hasta el último momento antes de su fusión. Al principio, los autofagosomas se fusionan con endosomas o vesículas derivadas de endosomas. Estas estructuras se denominan entonces anfisomas o vacuolas autofágicas intermedias. [5] Sin embargo, estas estructuras contienen marcadores endocítica incluso pequeñas proteínas lisosomales tales como la catepsina D .
El proceso es similar en la levadura, sin embargo, los nombres de los genes difieren. Por ejemplo, LC3 en mamíferos es Atg8 en levaduras y los autofagosomas se generan a partir de la estructura preautofagosómica (PAS) que es distinta de las estructuras precursoras en células de mamíferos. La estructura pre-autofagosomal en la levadura se describe como un complejo localizado cerca de la vacuola. Sin embargo, se desconoce el significado de esta localización. Los autofagosomas de levadura madura se fusionan directamente con vacuolas o lisosomas y no forman anfisomas como en los mamíferos. [6]
En la maduración de autofagosomas de levadura, también hay otros jugadores conocidos como Atg1 , Atg13 y Atg17. Atg1 es una quinasa regulada al alza tras la inducción de autofagia. Atg13 regula Atg1 y juntos forman un complejo llamado Atg13: Atg1, que recibe señales del maestro de la detección de nutrientes: Tor. Atg1 también es importante en las últimas etapas de la formación de autofagosomas. [6]
Función en neuronas
En las neuronas , los autofagosomas se generan en la punta de la neurita y maduran (se acidifican) a medida que viajan hacia el cuerpo celular a lo largo del axón . [7] Este transporte axonal se interrumpe si se agota la huntingtina o su socio de interacción HAP1 , que se colocaliza con los autofagosomas en las neuronas. [8]
Referencias
- ↑ a b Mizushima, N .; Ohsumi Y .; Yoshomori T. (2002). "Formación de autofagosomas en células de mamíferos" . Estructura y función celular . 27 (6): 421–429. doi : 10.1247 / csf.27.421 . PMID 12576635 .
- ^ Klionsky, DJ; Cregg JM; Dunn WAJr; Emr SD; Sakai Y .; Sandoval IV; Sibirny A .; Subramani S .; Thumm M .; Veenhuis M .; Ohsumi Y. (2003). "Una nomenclatura unificada para genes relacionados con la autofagia de levadura" (PDF) . Célula de desarrollo . 5 (4): 539–545. doi : 10.1016 / s1534-5807 (03) 00296-x . hdl : 11370 / 221542fb-cff5-4604-a588-49ee7a7c84fb . PMID 14536056 .
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( ayuda ) - ^ Liou, W .; Geuze HJ; Geelen MJH; Slot JW (1997). "Las vías autofágicas y endocíticas convergen en las vacuolas autoplasmáticas nacientes" . J Cell Biol . 136 (1): 61–70. doi : 10.1083 / jcb.136.1.61 . PMC 2132457 . PMID 9008703 .
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