Un autofagosoma es una estructura esférica con membranas de doble capa. Es la estructura clave en la macroautofagia , el sistema de degradación intracelular de los contenidos citoplásmicos (p. ej., proteínas intracelulares anormales, orgánulos en exceso o dañados, microorganismos invasores). Después de la formación, los autofagosomas entregan componentes citoplasmáticos 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 suministrado por el autofagosoma y su membrana interna. [1]
La formación de autofagosomas está regulada por genes que están bien conservados desde levaduras hasta eucariotas superiores. La nomenclatura de estos genes difiere de un artículo 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 miden alrededor de 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]
El paso inicial de autofagosoma formación de un omegasoma en el retículo endoplásmico , seguido de elongación de estructuras llamadas fagoforos. [3]
La formación de autofagosomas está controlada por los genes Atg a través de los 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. LC3 es escindido por la proteasa ATG4 para generar LC3 citosólico. Se requiere la escisión de LC3 para la fusión terminal de un autofagosoma con su membrana diana. 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] No obstante, estas estructuras contienen marcadores endocíticos, incluso pequeñas proteínas lisosomales como la catepsina D.