Heading

Autofagia, zwana również autofagocytozą, degradacja zużytych, nieprawidłowych lub źle funkcjonujących składników komórkowych, która zachodzi w organellach zwanych lizosomami. Autofagia spełnia funkcje porządkowe, umożliwiając rozkład i recykling materiałów komórkowych, a także pomaga zrównoważyć zapotrzebowanie na energię w okresach stresu. Termin autofagia został wprowadzony w 1963 r. przez belgijskiego cytologa i biochemika Christiana René de Duve, którego prace dostarczyły również pierwszych dowodów na udział lizosomów w procesie autofagii.

Znane są trzy rodzaje autofagii: makroautofagia, mikroautofagia i autofagia pośredniczona przez chaperony. Komórki polegają głównie na makroautofagii, w której zużyte lub uszkodzone materiały komórkowe w regionach cytozolowych (wypełnione płynem obszary otaczające organelle) komórek są pochłaniane przez autofagosomy (pęcherzyki z podwójną błoną, które dostarczają swoją zawartość do lizosomów, gdzie materiały są degradowane). W mikroautofagii składniki komórkowe są pochłaniane bezpośrednio przez inwolucje błony lizosomalnej. Autofagia indukowana przez chaperon jest procesem selektywnym, w którym białko znane jako chaperon hsc70 rozpoznaje i wiąże się z substratami białkowymi zawierającymi określony motyw aminokwasowy. Docelowy substrat jest przenoszony do lizosomu, gdzie ulega translokacji przez błonę dzięki procesowi pośredniczonemu przez receptor.

Wielu genów koduje różne składniki maszynerii autofagii wymagane do sekwestracji, transportu, degradacji i recyklingu materiałów komórkowych. Enzymy kodowane przez kilka genów autofagii sprzęgają się (łączą się ze sobą), zwiększając w ten sposób aktywność enzymatyczną, szczególnie podczas tworzenia autofagosomu. Szereg niespecyficznych szlaków komórkowych jest również krytycznych dla autofagii, włączając w to różne szlaki wydzielnicze i endocytarne (wchłaniania). Ponadto cytoszkielet pełni wiele funkcji w autofagii, wśród których kluczowa jest rola mikrotubul w ułatwianiu transportu autofagów w komórkach ssaków.

Oprócz funkcji porządkowych i reagowania na stres, autofagia przyczynia się do odporności, pomagając w obronie komórek przed organizmami wywołującymi choroby i uczestnicząc w prezentacji antygenów. Autofagia jest również zaangażowana w programowaną śmierć komórki, pomagając w eliminacji komórek apoptotycznych podczas rozwoju embrionalnego i wspomagając procesy śmierci w komórkach z zaburzeniami apoptozy. Autofagia może również chronić przed śmiercią komórek poprzez dostarczanie im składników odżywczych w okresach głodu. W nowotworach, autofagia wydaje się zarówno zapobiegać, jak i, w pewnych warunkach, promować progresję nowotworu. Nieprawidłowe gromadzenie się pęcherzyków autofagicznych jest związane z wieloma schorzeniami neurodegeneracyjnymi, w tym z chorobą Parkinsona i stwardnieniem zanikowym bocznym, a także z miopatią (chorobą mięśni szkieletowych).

2.