Клеточная гибель и аутофагия
Клетки способны к саморазрушению посредством программируемой клеточной гибели и переработке собственных компонентов через аутофагию — два регулируемых процесса, необходимых для развития и гомеостаза.
Definition
Программируемая клеточная гибель — это генетически контролируемое, упорядоченное разрушение клетки; аутофагия — это регулируемый процесс, посредством которого клетка доставляет свои собственные компоненты в лизосомы для деградации и переработки.
Scope
Эта область охватывает программируемую клеточную гибель, главным образом апоптоз и его молекулярный аппарат каспаз, а также пути, которые их активируют, и аутофагию — регулируемую деградацию и переработку клеточных компонентов через лизосомы, включая их роль в развитии, контроле качества и стрессовых реакциях.
Sub-topics
Core questions
- Почему клетки подвергаются программируемой гибели, а не просто пассивно умирают?
- Какой молекулярный механизм осуществляет апоптоз?
- Как аутофагия захватывает и деградирует клеточные компоненты?
- Как клеточная гибель и аутофагия способствуют развитию и гомеостазу?
Key theories
- Апоптоз как программируемая клеточная гибель
- Клетки несут внутреннюю, генетически закодированную программу, которая при запуске упорядоченно разрушает их, не вызывая воспаления окружающих тканей, что отличает апоптоз от пассивного некроза.
- Аутофагия как регулируемая самодеградация
- Консервативный набор генов направляет формирование мембран, которые поглощают цитоплазматический материал и доставляют его в лизосомы для деградации, обеспечивая переработку и контроль качества.
Mechanisms
При апоптозе сигналы сходятся на каспазах — протеазах, которые, будучи активированными через внутренний митохондриальный путь или внешний путь рецепторов смерти, расщепляют клеточные мишени и расчленяют клетку на окруженные мембраной тельца, которые удаляются соседними клетками. При аутофагии двухмембранные аутофагосомы заключают в себе части цитоплазмы или поврежденные органеллы и сливаются с лизосомами, где гидролитические ферменты расщепляют содержимое для повторного использования. Оба процесса строго регулируются и балансируют выживание клеток с их элиминацией и обновлением.
Clinical relevance
Программируемая клеточная гибель и аутофагия формируют ткани в процессе развития, удаляют поврежденные клетки и компоненты, а также поддерживают клеточный гомеостаз, что делает их фундаментальными для клеточной биологии. Представленное здесь описание является дескриптивным и не предписывающим.
History
Керр, Уайли и Карри назвали апоптоз в 1972 году, а генетические исследования Хорвица на нематодах выявили консервативный механизм гибели; работа Осуми над дрожжами определила гены аутофагии, установив оба процесса как регулируемые программы.
Key figures
- John Kerr
- Andrew Wyllie
- Robert Horvitz
- Yoshinori Ohsumi
Related topics
Seminal works
- kerr1972
- ohsumi2014
Frequently asked questions
- Чем апоптоз отличается от некроза?
- Апоптоз — это упорядоченное, регулируемое саморазрушение, которое упаковывает клетку для чистого удаления, тогда как некроз — это неконтролируемая гибель от повреждения, при которой содержимое клетки выливается и может вызвать воспаление близлежащих тканей.
- Для чего нужна аутофагия?
- Аутофагия перерабатывает собственные компоненты клетки, предоставляя строительные блоки во время стресса и удаляя поврежденные органеллы и белки в рамках контроля качества.