Tự thực và Phân hủy Lysosome

Tự thực là quá trình được điều hòa, theo đó các tế bào tự nuốt và vận chuyển các thành phần của chính chúng đến lysosome để phân hủy, tái chế vật liệu và loại bỏ các cấu trúc bị hư hại.

Definition

Tự thực là quá trình một tế bào cô lập các phần tế bào chất hoặc bào quan của chính nó trong màng và vận chuyển chúng đến lysosome để phân hủy; phân hủy lysosome là sự phân giải các đại phân tử bởi các hydrolase axit của lysosome.

Scope

Chủ đề này bao gồm lysosome như một ngăn phân hủy của tế bào, các con đường mà vật liệu tiếp cận nó, và con đường tự thực trong đó các túi tự thực (autophagosome) bắt giữ tế bào chất và các bào quan, bao gồm vai trò của tự thực trong căng thẳng dinh dưỡng, kiểm soát chất lượng và cân bằng nội môi.

Core questions

• Lysosome là gì và nó phân hủy vật chất như thế nào?
• Túi tự thực hình thành và bắt giữ vật chất như thế nào?
• Tự thực được cảm ứng bởi sự thiếu hụt dinh dưỡng và căng thẳng như thế nào?
• Tự thực đóng góp vào kiểm soát chất lượng và cân bằng nội môi như thế nào?

Key theories

Lysosome là bào quan phân hủy

de Duve đã xác định lysosome là một ngăn có màng chứa các hydrolase axit phân hủy các đại phân tử, cung cấp đích đến cho vật chất tự thực và nội thực bào.

Cơ sở di truyền của tự thực

Các gen tự thực được bảo tồn, được xác định ở nấm men, điều khiển sự hình thành các túi tự thực và sự hợp nhất của chúng với lysosome, thiết lập tự thực như một con đường được điều hòa.

Mechanisms

Lysosome chứa các hydrolase axit phân hủy protein, lipid, axit nucleic và carbohydrate được vận chuyển bằng quá trình nội thực bào (endocytosis) hoặc tự thực. Trong tự thực đại thể (macroautophagy), một màng hình chén mở rộng để bao bọc tế bào chất hoặc các bào quan bị hư hại, tạo thành một túi tự thực có màng kép (double-membrane autophagosome) hợp nhất với lysosome để các thành phần của nó được phân hủy và các sản phẩm được tái chế. Một tập hợp các protein tự thực được bảo tồn kiểm soát sự khởi đầu, sự phát triển của màng và việc lựa chọn vật chất, và con đường này được cảm ứng mạnh mẽ bởi sự thiếu hụt dinh dưỡng và các yếu tố gây căng thẳng khác.

Clinical relevance

Tự thực và phân hủy lysosome cung cấp chất dinh dưỡng trong điều kiện căng thẳng, loại bỏ các thành phần bị hư hại và duy trì kiểm soát chất lượng tế bào, khiến chúng trở nên trung tâm đối với cân bằng nội môi của tế bào. Cách tiếp cận ở đây là mô tả và không mang tính kê đơn.

History

Việc de Duve khám phá ra lysosome vào giữa thế kỷ XX đã tiết lộ ngăn phân hủy của tế bào; việc Ohsumi phân tích di truyền quá trình tự thực ở nấm men vào những năm 1990 đã xác định bộ máy và biến tự thực thành một con đường được hiểu rõ về mặt phân tử.

Key figures

• Christian de Duve
• Yoshinori Ohsumi

Seminal works

• ohsumi2014
• deduve1966

Frequently asked questions

Túi tự thực là gì?

Đó là một túi có màng kép hình thành để bao bọc một phần tế bào chất hoặc một bào quan bị hư hại và sau đó hợp nhất với lysosome để các thành phần của nó có thể bị phân hủy.

Khi nào thì tự thực hoạt động mạnh nhất?

Tự thực tăng mạnh trong điều kiện thiếu hụt dinh dưỡng, khi việc tái chế các thành phần bên trong cung cấp các khối xây dựng, và nó cũng tăng lên khi tế bào phải loại bỏ các cấu trúc bị hư hại.