Главное отличие - аутофагия против апоптоза

Аутофагия и апоптоз - это процессы самодеградации, естественным образом происходящие внутри клетки, уравновешивающие функционирование многоклеточных организмов в течение их жизни. Аутофагия помогает клетке выжить в стрессовых условиях, таких как дефицит питательных веществ. Апоптоз вызывает гибель клеток в результате физиологического или патологического процесса. В главное отличие между аутофагией и апоптозом заключается в том, что апоптоз - это предопределенное самоубийство клетки, при котором клетка активно разрушает себя, поддерживая нормальное функционирование организма, тогда как аутофагия - это саморазлагающийся процесс ее собственных компонентов, уравновешивающий источники энергии во время развития.

В этой статье объясняется,

1. Что такое аутофагия - Определение, характеристики, процесс 2. Что такое апоптоз - Определение, характеристики, процесс 3. В чем разница между аутофагией и апоптозом?

Что такое аутофагия

Аутофагия - это фундаментальный катаболический механизм, при котором клетка разрушает либо дисфункциональные, либо ненужные клеточные компоненты. Этот механизм управляется лизосомами. Аутофагия способствует выживанию клетки в стрессовых условиях за счет поддержания клеточного уровня энергии. Аутофагосомы образуются путем слияния дисфункциональных органелл с лизосомами. Формирование аутофагосом индуцируется фосфоинозитид-3-киназой класса 3, Atg 6 вместе с убиквитином или убиквитин-подобными белками. Аутофагосома перемещается через цитозоль, чтобы сливаться с лизосомами, образуя автолизосомы. Автолизосома - это двухмембранная структура, в которой разложение ненужных органелл происходит за счет гидролитических ферментов, содержащихся в лизосомах.

Аутофагия перерабатывает поврежденные белки, агрегаты и органеллы в клетке, очищая клетку и обеспечивая строительные блоки для замены истощенных клеточных компонентов. Он обеспечивает защиту от стресса, вызванного недостатком питательных веществ. Аутофагия способствует выживанию, позволяя клетке испытывать стресс. Напротив, апоптоз позволяет клетке погибнуть. Иногда аутофагия способствует гибели клетки, разрушая активные органеллы в клетке, такие как митохондрии, где клетка больше не может выжить. И аутофагия, и апоптоз напрямую связаны друг с другом. Аутофагия может контролировать апоптоз, а апоптоз может контролировать аутофагию, чрезмерная аутофагия позволяет клетке умирать. Механизм аутофагии показан на рисунке 1.

Рисунок 1: Аутофагия

Что такое апоптоз

Апоптоз - это запрограммированная гибель клеток (PCD), что приводит к характерным изменениям в клетке и, в конечном итоге, к гибели. Это закономерный и контролируемый механизм роста и развития организма. Это также называется клеточным самоубийством, поскольку сама клетка принимает участие в смерти. Апоптоз позволяет поддерживать баланс размножения клеток. Специфические протеазы, называемые каспазами, участвуют в регуляции всего процесса апоптоза.

Апоптоз происходит в результате четко определенных, последовательных морфологических изменений. Клеточная мембрана пузырится, клетка сжимается при высыхании, ядро ​​становится фрагментированным, хроматин конденсируется, и, наконец, хромосомная ДНК становится фрагментированной. Конденсация хроматина в ядре - признак апоптоза. Следовательно, апоптоз затрагивает ядро, клеточную мембрану, цитоплазму, а также митохондрии. Образуются небольшие мембраносвязанные везикулы, называемые апоптотическими тельцами, содержащие содержимое клетки. Во время апоптоза клеточное содержимое не попадает во внеклеточную среду. Два механизма аутофагии и апоптоза показаны на рисунке 2.

Рисунок 2: Аутофагия и апоптоз

Разница между аутофагией и апоптозом

Имена

Аутофагия: Аутофагия называется самопоеданием.

Апоптоз: Апоптоз называется самоубийством клетки.

Определение

Аутофагия: Аутофагия - это процесс саморазложения собственных компонентов, уравновешивающий источники энергии во время развития.

Апоптоз: Апоптоз - это предопределенное самоубийство клетки, при котором клетка активно разрушает себя, поддерживая нормальное функционирование организма.

Роль

Аутофагия: Аутофагия уравновешивает источники энергии в клетке в зависимости от клеточных потребностей.

Апоптоз: Апоптоз уравновешивает количество клеток в многоклеточном организме.

Причины

Аутофагия: Аутофагия вызывается клеточным стрессом, например голоданием.

Апоптоз: Апоптоз вызывается внутриклеточными программами.

Лизосомы

Аутофагия: Лизосомы сливаются с аутофагосомами, образуя автолизосомы. В деградации участвуют гидролитические ферменты в лизосомах.

Апоптоз: Содержимое лизосом не участвует в процессе апоптоза.

Митохондрии

Аутофагия: Митохондрии не протекают во время аутофагии.

Апоптоз: Митохондрии при апоптозе становятся дырявыми.

Выживание

Аутофагия: Аутофагия позволяет клетке пережить стресс.

Апоптоз: Апоптоз не позволяет клетке выжить.

Конечный продукт

Аутофагия: Конечные продукты могут быть использованы в качестве строительных блоков во время регенерации выделившихся органелл. Образующиеся отходы удаляются путем экзоцитоза.

Апоптоз: Конечные продукты апоптоза разрушаются фагоцитами.

Чрезмерное появление

Аутофагия: Чрезмерная аутофагия приводит к гибели клеток.

Апоптоз: Чрезмерный апоптоз приводит к атрофии.

Ингибиторы

Аутофагия: 3-Метиладенин является ингибитором аутофагии.

Апоптоз: Z-VAD-FMK - один из хорошо известных модулятора апоптоза, который ингибирует этот процесс.

Заключение

Аутофагия и апоптоз - два механизма саморазложения, обнаруженные в клетках многоклеточных организмов. Аутофагия участвует в разрушении дисфункциональных органелл внутри клетки, реагируя на стресс окружающей среды, такой как голод. Следовательно, аутофагия поддерживает баланс источников клеточной энергии. Однако аутофагия позволяет клетке выжить в суровых условиях. Напротив, апоптоз позволяет клетке умирать, поддерживая количество клеток в организме во время его развития. Это необходимо для нормального функционирования организма. Инфекции, подобные патологическим раздражителям, также вызывают апоптоз. Таким образом, основное различие между аутофагией и апоптозом заключается в их влиянии на клетку.

Ссылка: 1. Эскелинен, Эева-Лийса. «Макроаутофагия в клетках млекопитающих». База данных мадам Кюри Bioscience [Интернет]. Национальная медицинская библиотека США, 1 января 1970 г. Web. 02 апреля 2017 г. 2. Гамп, Джейкоб М. и Эндрю Торберн. «Аутофагия и апоптоз - какая связь?» Тенденции клеточной биологии. Национальная медицинская библиотека США, июль 2011 г. Web. 02 апреля 2017 г. 3. Альбертс, Брюс. «Запрограммированная смерть клетки (апоптоз)». Молекулярная биология клетки. 4-е издание. Национальная медицинская библиотека США, 1 января 1970 г. Web. 02 апреля 2017.

Изображение предоставлено: 1. «Диаграмма аутофагии, биология PLoS» Юхас Г., Нойфельд Т.П. Оригинальные изображения Райана Скотта (B) и доктора Нобору Мидзусима (C). - Аутофагия: сорокалетний поиск пропавшего мембранного источника. PLoS Biol 4 (2): e36. doi: 10.1371 / journal.pbio.0040036 (CC BY 2.5) через Commons Wikimedia 2. «Параптоз» Автор Jhayes21 - собственная работа (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia