Autofagosoma
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Un autofagosoma es una estructura esférica con membranas de doble capa. [2] Es la estructura clave en la macroautofagia , el sistema de degradación intracelular de contenidos citoplasmáticos (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 entregado por el autofagosoma y su membrana interna. [3]
La formación de los autofagosomas está regulada por genes que se encuentran bien conservados desde la levadura hasta los eucariotas superiores. La nomenclatura de estos genes ha variado 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). [4]
El tamaño de los autofagosomas varía entre los mamíferos y las levaduras . Los autofagosomas de las levaduras miden aproximadamente entre 500 y 900 nm, mientras que los de los mamíferos son más grandes (entre 500 y 1500 nm). En algunos ejemplos de células, como las células madre embrionarias , los fibroblastos embrionarios y los hepatocitos , los autofagosomas son visibles con microscopio óptico y pueden verse como estructuras en forma de anillo. [3]
Formación del autofagosoma
El paso inicial de la formación del autofagosoma es un omegasoma en el retículo endoplásmico , seguido por la elongación de estructuras llamadas fagóforos. [5]
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 la elongación de la membrana inicial. [6]
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. La escisión de LC3 es necesaria para la fusión terminal de un autofagosoma con su membrana diana. LC3 se utiliza 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. [7] No obstante, estas estructuras contienen marcadores endocíticos incluso pequeñas proteínas lisosomales 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 levadura y los autofagosomas se generan a partir de la Estructura Pre-Autofagosómica (PAS) que es distinta de las estructuras precursoras en las células de mamíferos. La estructura pre-autofagosómica en la levadura se describe como un complejo localizado cerca de la vacuola. Sin embargo, se desconoce la importancia de esta localización. Los autofagosomas de levadura maduros se fusionan directamente con vacuolas o lisosomas y no forman anfisomas como en los mamíferos. [8]
En la maduración del autofagosoma de la levadura, también hay otros actores conocidos como Atg1 , Atg13 y Atg17. Atg1 es una quinasa que se regula positivamente tras la inducción de la autofagia. Atg13 regula a 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 del autofagosoma. [8]
Función en las 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 . [9] Este transporte axonal se interrumpe si la huntingtina o su socio interactivo HAP1 , que se colocalizan con los autofagosomas en las neuronas, se agotan. [10]
Referencias
- ^ Yun, Hyeong Rok; Jo, Yong Hwa; Kim, Jieun; Shin, Yoonhwa; Kim, Sung Soo; Choi, Tae Gyu (enero de 2020). "Funciones de la autofagia en el estrés oxidativo". Revista internacional de ciencias moleculares . 21 (9): 3289. doi : 10.3390/ijms21093289 . ISSN 1422-0067. PMC 7246723 . PMID 32384691.
- ^ Mayorga, Luis S.; Masone, Diego (2024). "El ballet secreto dentro de los cuerpos multivesiculares". ACS Nano . 18 (24): 15651. doi :10.1021/acsnano.4c01590.
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- ^ Kruppa AJ, Kendrick-Jones J, Buss F (2016). "Miosinas, actina y autofagia". Tráfico . 17 (8): 878–90. doi :10.1111/tra.12410. PMC 4957615 . PMID 27146966.
- ^ Tecnología de señalización celular. «Autophagy Signaling» (Señalización de la autofagia) . Consultado el 11 de febrero de 2014 .
- ^ Liou, W.; Geuze HJ; Geelen MJH; Slot JW (1997). "Las vías autofágica y endocítica 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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