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自噬作用

细胞自噬(autophagy)是依赖溶酶体途径对胞质蛋白和细胞器进行降解的一种过程,在进化上具有高度保守性,广泛存在于从酵母、线虫、果蝇到高等脊椎动物的细胞中。根据细胞内底物进入溶酶体腔的方式不同,细胞自噬可分为大自噬(macroautophagy)、小自噬(microautophagy)和分子伴侣介导的自噬(chaperone-mediated autophagy,CMA)三种方式。细胞自噬受到各种胁迫信号的诱导,在饥饿状态下胞质中可溶性蛋白和部分细胞器被降解成氨基酸等用于供能和生物合成,这是真核细胞在长期进化过程中形成的一种自我保护机制。另外,细胞自噬具有持家功能,清除变性或错误折叠的蛋白质、衰老或损伤的细胞器等,这有利于细胞内稳态的维持。近年来许多研究表明,细胞自噬与个体发育、氧化性损伤保护、肿瘤细胞的恶性增殖及神经退行性疾病有关。
中文名
自噬作用
外文名
autophagy
一级学科
昆虫学
二级学科
昆虫学昆虫生理与生化

目录

自噬作用是普遍存在于大部分真核细胞中的一种现象, 是溶酶体对自身结构的吞噬降解, 它是细胞内的再循环系统(recycling system)。

自噬作用主要是清除降解细胞内受损伤的细胞结构、衰老的细胞器、以及不再需要的生物大分子等。自噬作用在消化的同时,也为细胞内细胞器的构建提供原料,即细胞结构的再循环。因此,溶酶体相当于细胞内清道夫。自噬作用机制失灵将导致细胞异常甚至死亡。

日本科学家日前在英国《自然》杂志网络版上发表论文说,细胞自噬作用充当着细胞内分解变异蛋白质的“垃圾处理厂”,自噬作用机制失灵将导致细胞异常甚至死亡。自噬作用是细胞为摆脱饥饿状态而将自己内部的部分蛋白质分解为氨基酸,从而获取养分的现象。

总体上看,动物细胞是一个三层结构:最外面是细胞膜,中间是细胞质,细胞核被包裹在最里面。大部分功能性细胞器和生物分子都悬浮在细胞质中,因此,很多细胞活动都在细胞质中进行。由于生理生化反应多而复杂,经常产生大量残渣,致使细胞活动受到影响甚至停滞,在这种情况下,自噬作用就非常重要:将淤积在细胞自噬作用(autophagy)自噬作用是普遍存在于大部分真核细胞中的一种现象, 是溶酶体对自身结构的吞噬降解, 它是细胞内的再循环系统(recycling system)。自噬作用主要是清除降解细胞内受损伤的细胞结构、衰老的细胞器、以及不再需要的生物大分子等。自噬作用在消化的同时,也为细胞内细胞器的构建提供原料,即细胞结构的再循环。因此,溶酶体相当于细胞内清道夫。自噬作用机制失灵将导致细胞异常甚至死亡。日本科学家日前在英国《自然》杂志网络版上发表论文说,细胞自噬作用充当着细胞内分解变异蛋白质的“垃圾处理厂”,自噬作用机制失灵将导致细胞异常甚至死亡。自噬作用是细胞为摆脱饥饿状态而将自己内部的部分蛋白质分解为氨基酸,从而获取养分的现象。总体上看,动物细胞是一个三层结构:最外面是细胞膜,中间是细胞质,细胞核被包裹在最里面。大部分功能性细胞器和生物分子都悬浮在细胞质中,因此,很多细胞活动都在细胞质中进行。由于生理生化反应多而复杂,经常产生大量残渣,致使细胞活动受到影响甚至停滞,在这种情况下,自噬作用就非常重要:将淤积在细胞质中的蛋白质等代谢残渣清除掉,恢复正常的细胞活动、。

清理细胞质能让细胞重获新生,对于神经细胞这类不可替换的细胞来说,这个过程尤为重要。神经细胞一旦分化成熟,就会保持当前状态,直到母体生物死去,它们没有其他方式来恢复和维护自身功能。细胞生物学家还发现,自噬作用还能抵御病毒和细菌的侵袭。任何躲过细胞外免疫系统,通过细胞膜进入细胞质的异物或微生物,都可能成为自噬系统的攻击目标。

不论自噬过程启动过慢还是过快,或者出现功能障碍,都将导致可怕的后果。数百万克罗恩病(Crohn’s disease,一种炎症性肠病)患者的患病原因,可能就是因为他们的自噬系统出现缺陷,无法抑制肠道微生物的过度生长;大脑神经细胞自噬系统的崩溃,则与阿尔茨海默病(Alzheimer s disease)和细胞衰老有关。即使自噬系统运作良好,它仍可能对人体不利。当癌症病人接受了放疗及化疗后,自噬系统可能救活奄奄一息的癌细胞,使癌症无法根治。有时,自噬系统会为了生物体的整体利益,将病变细胞去除,但它偶尔又会热心过度,去除一些重要细胞,完全不理会这样做是否符合生物体的整体利益。

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