Autophagozytose

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Autophagozytose oder Autophagie (von altgriechisch αὐτός autós „selbst“, φαγεῖν phagein „fressen“ und κύτος cýtos „Zelle“) bezeichnet den Prozess in Zellen, mit dem sie eigene Bestandteile abbauen und verwerten. Das reicht von fehlgefalteten Proteinen bis zu ganzen Zellorganellen. Ein verwandter Prozess ist die Phagozytose, bei der Stoffe von außerhalb der Zelle aufgenommen und verwertet werden.

Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Autophagozytose tritt bei vielen Eukaryoten, wie Pflanzen, vielzelligen Tieren, Schleimpilzen und Hefen auf. Der Prozess ist für ein Gleichgewicht zwischen der Produktion neuer und dem Abbau alter Zellbestandteile notwendig. Ein Mitochondrium einer Leberzelle hat beispielsweise eine Lebenszeit von zehn Tagen, bevor es durch Autophagozytose (Mitophagie, teilweise über Omegasomen)[1] abgebaut wird, und seine Bestandteile erneut zum Aufbau anderer Strukturen weiterverwendet werden. Somit ist die Autophagie eine im Laufe der Evolution entwickelte Strategie der Zellen, um Energie zu sparen.

Rolle im Immunsystem[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Autophagozytose ermöglicht auch den Abbau von Viren, Bakterien und Fremdeiweißen, die in die Zelle eingedrungen sind. Sie dient damit auch der Immunantwort.

Mitwirkung im Lebensphasenwechsel einiger Arten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bei Insekten dient der Prozess zur Umwandlung des Larvengewebes in die Adultform. Hierbei wird während der Verpuppung das Gewebe eingeschmolzen und zum adulten Tier neu angeordnet.

Es gibt zwei Signale, die diesen Prozess auslösen: Ein Mangel an Nährstoffen führt zum Abbau von nicht essentiellen Zellbestandteilen. Damit werden überlebenswichtige Prozesse weiterhin mit Energie versorgt. Auch ein Überangebot von Nährstoffen kann Autophagozytose auslösen. Dann werden mit dem Energieüberschuss neue Organellen gebildet und alte wiederverwendet.

Autophagozytose kann auch das Absterben von Zellen verursachen. Es ist Teil des programmierten Zelltodes (Apoptose, autophagic cell death). Es reguliert somit das Wachstum von vielzelligen Organismen und Kolonien (Hefe).

Man teilt den Prozess in drei Gruppen auf: Makroautophagozytose, Mikroautophagozytose und Chaperone mediated autophagy (CMA): Bei der Makroautophagozytose umschließt ein Teil der Membran des endoplasmatischen Retikulums die für den Abbau markierten Strukturen, danach vereinigt sich diese mit einem Lysosom. In der Mikroautophagozytose umschließt ein Lysosom direkt die abzubauenden Strukturen. Bei der Chaperone mediated autophagy (CMA) werden Proteine mit einem KFERQ-ähnlichen Motiv von Hsp70-Chaperonen erkannt und zum Lysosom geführt, wo sie durch das lysosomal membrane-associated protein 2a (LAMP-2A) ins Lysosom gelangen und abgebaut werden.

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Wiktionary: Autophagozytose – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
  • Vojo Deretic und Daniel J. Klionsky: Reinemachen in der Zelle. In: Spektrum der Wissenschaft, Dezember 2008, S. 58.
  • Christiane Richter-Landsberg: Autophagie als Überlebensstrategie in: Biologie in unserer Zeit, 6/2012, S. 374.
  • Irina Caminschi, Christian Münz: Autophagy for Better or Worse During Infectious Diseases. In: Frontiers in Immunology. 4, 2013, S. , doi:10.3389/fimmu.2013.00205.

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Y. C. Wong, E. L. Holzbaur: Optineurin is an autophagy receptor for damaged mitochondria in parkin-mediated mitophagy that is disrupted by an ALS-linked mutation. In: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Band 111, Nummer 42, Oktober 2014, ISSN 1091-6490, S. E4439–E4448, doi:10.1073/pnas.1405752111. PMID 25294927, PMC 4210283 (freier Volltext).