Autophagie, das zelluläre Abfallentsorgungssystem
Video mit Prof. Dr. Claudine Kraft
“Eine der wichtigsten zellulären Reaktionen bei Nährstoffknappheit ist die Aktivierung eines Abbauwegs namens Autophagie, bei dem die Zelle ihre eigenen Bestandteile verdaut. Dieser Mechanismus versorgt die Zelle mit Nährstoffen, um lebenswichtige Zellfunktionen während Hungerzeiten aufrechtzuerhalten. Es erfüllt auch eine Haushaltsfunktion, indem es überflüssige oder beschädigte Organellen, fehlgefaltete Proteine und eindringende Mikroorganismen eliminiert und so als zelluläres Abfallentsorgungs- und Recyclingsystem fungiert. Obwohl die Autophagie von Hefe bis zu Säugetieren umfassend untersucht wurde, bleiben die molekularen Ereignisse der Hungererkennung und der Autophagie-Induktion schwer fassbar. Einer der wichtigsten Regulatoren der Autophagie ist das Ziel der Rapamycin (TOR)-Kinase, die die Autophagie in Gegenwart von Nährstoffen und Wachstumsfaktoren abschaltet. Nährstofflimitierende Bedingungen führen zur Inaktivierung der TOR-Kinase und zur Autophagie-Induktion, was zur Sequestration von Cytosol und Organellen in eine Doppelmembran-Organelle führt, gefolgt von ihrer anschließenden Abgabe an die Vakuole/das Lysosom zum Abbau und Recycling.”
Abbildung 1: Der Atg1/ULK1-Kinase-Komplex empfängt das Autophagie-induzierende Signal, was zur Initiierung der Autophagie führt. Eine Isolationsmembran dehnt sich aus und verschlingt zytoplasmatisches Material, um ein doppelmembraniges Autophagosom zu bilden. Nach der Fusion mit dem Lysosom/der Vakuole wird der Inhalt des Autophagosoms abgebaut und zur weiteren Verwendung recycelt.
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