Unterschied zwischen Autophagie und Apoptose
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Hauptunterschied - Autophagie vs. Apoptose
Autophagie und Apoptose sind selbstabbauende Prozesse, die auf natürliche Weise in der Zelle ablaufen und die Funktionsweise multizellulärer Organismen während ihres Lebens ausgleichen. Autophagie hilft der Zelle, unter Stressbedingungen wie Nährstoffmangel zu überleben. Apoptose verursacht Zelltod entweder aufgrund eines physiologischen oder pathologischen Prozesses. Das Hauptunterschied zwischen Autophagie und Apoptose ist das Apoptose ist ein vordefinierter Zellselbstmord, bei dem sich die Zelle aktiv selbst zerstört und ein reibungsloses Funktionieren des Körpers aufrechterhält, während die Autophagie ein selbstabbauender Prozess ihrer eigenen Komponenten ist und die Energiequellen während der Entwicklung ausbalanciert.
Dieser Artikel erklärt,
1. Was ist Autophagie?
- Definition, Merkmale, Prozess
2. Was ist Apoptose?
- Definition, Merkmale, Prozess
3. Was ist der Unterschied zwischen Autophagie und Apoptose?
Was ist Autophagie?
Autophagie ist ein grundlegender katabolischer Mechanismus, bei dem die Zelle entweder dysfunktionale oder unnötige zelluläre Komponenten abbaut. Dieser Mechanismus wird von Lysosomen gesteuert. Autophagie fördert das Überleben der Zelle unter Stressbedingungen, indem das zellulare Energieniveau aufrechterhalten wird. Autophagosomen entstehen durch die Fusion von dysfunktionellen Organellen mit den Lysosomen. Die Bildung von Autophagosomen wird durch eine Klasse-3-Phosphoinositid-3-Kinase, Atg 6, zusammen mit Ubiquitin oder Ubiquitin-ähnlichen Proteinen induziert. Autophagosom wird durch das Zytosol befördert, um sich mit Lysosomen zu verschmelzen und ein Autolysosom zu bilden. Ein Autolysosom ist eine Doppelmembranstruktur, bei der der Abbau der unnötigen Organelle durch die in den Lysosomen enthaltenen hydrolytischen Enzyme erfolgt.
Autophagy recycelt beschädigte Proteine, Aggregate und Organellen in der Zelle, klärt die Zelle auf und stellt Bausteine bereit, um die erschöpften zellulären Komponenten zu ersetzen. Es bietet Schutz vor Stress, der durch Nährstoffentzug entsteht. Autophagie ist pro-Überleben, so dass die Zelle Stress ausgesetzt wird. Im Gegensatz dazu ließ die Apoptose die Zelle sterben. Manchmal fördert die Autophagie den Zelltod, indem sie aktive Organellen in der Zelle wie Mitochondrien zerstört, wo die Zelle nicht mehr überleben kann. Sowohl Autophagie als auch Apoptose sind direkt miteinander verbunden. Autophagie kann Apoptose kontrollieren und Apoptose kann Autophagie kontrollieren, die übermäßige Autophagie lässt die Zelle sterben. Der Mechanismus der Autophagie ist in dargestellt Abbildung 1.
Abbildung 1: Autophagie
Was ist Apoptose?
Apoptose ist eine programmierter Zelltod (PCD), was zu charakteristischen Veränderungen in der Zelle und schließlich zum Tod führt. Es ist ein regelmäßiger und kontrollierter Mechanismus des Wachstums und der Entwicklung eines Organismus. Es wird auch als zellulärer Selbstmord bezeichnet, da die Zelle selbst am Tod beteiligt ist. Apoptose ermöglicht die Aufrechterhaltung des Gleichgewichts der Zellvermehrung. Die als Caspasen bezeichneten spezifischen Proteasen sind an der Regulierung des gesamten Apoptoseprozesses beteiligt.
Apoptose tritt durch genau definierte, konsequente morphologische Veränderungen auf. Die Zellmembran blubbert, die Zelle schrumpft beim Trocknen, der Kern wird fragmentiert, das Chromatin kondensiert und schließlich wird die chromosomale DNA fragmentiert. Die Kondensation von Chromatin im Zellkern ist ein Kennzeichen der Apoptose. Die Apoptose betrifft daher den Zellkern, die Zellmembran, das Zytoplasma sowie die Mitochondrien. Es bilden sich kleine membrangebundene Vesikel, sogenannte apoptotische Körper, die den Zellinhalt enthalten. Während der Apoptose wird der zelluläre Inhalt nicht in die extrazelluläre Umgebung freigesetzt. Die zwei Mechanismen der Autophagie und der Apoptose sind in gezeigt Figur 2.
Abbildung 2: Autophagie und Apoptose
Unterschied zwischen Autophagie und Apoptose
Namen
Autophagie: Autophagie wird als selbstessen bezeichnet.
Apoptose: Apoptose wird Zellselbstmord genannt.
Definition
Autophagie: Autophagie ist ein selbstabbauender Prozess seiner eigenen Komponenten, der die Energiequellen während der Entwicklung ausbalanciert.
Apoptose: Apoptose ist ein vordefinierter Selbstmord der Zelle, bei dem sich die Zelle aktiv selbst zerstört und ein reibungsloses Funktionieren des Körpers gewährleistet.
Rolle
Autophagie: Autophagie gleicht die Energiequellen in der Zelle abhängig von den zellulären Anforderungen aus.
Apoptose: Apoptose gleicht die Anzahl von Zellen in einem vielzelligen Organismus aus.
Ursachen
Autophagie: Autophagie wird durch zellulären Stress wie Hunger verursacht.
Apoptose: Apoptose wird durch intrazelluläre Programme verursacht.
Lysosomen
Autophagie: Lysosomen werden mit Autophagosomen fusioniert und bilden Autolysosomen. Hydrolyseenzyme in Lysosomen sind am Abbau beteiligt.
Apoptose: Die Inhalte in Lysosomen sind nicht an dem Prozess der Apoptose beteiligt.
Mitochondrien
Autophagie: Mitochondrien werden während der Autophagie nicht undicht.
Apoptose: Mitochondrien werden während der Apoptose undicht.
Überleben
Autophagie: Autophagie ermöglicht es der Zelle, Stress zu überleben.
Apoptose: Die Apoptose lässt die Zelle nicht überleben.
Endprodukt
Autophagie: Die Endprodukte können während der Regeneration der abgelösten Organellen als Bausteine verwendet werden. Der erzeugte Abfall wird durch Exozytose eliminiert.
Apoptose: Die Endprodukte der Apoptose werden von den Phagozyten zerstört.
Übermäßiges Vorkommen
Autophagie: Übermäßige Autophagie führt zum Zelltod.
Apoptose: Übermäßige Apoptose führt zu Atrophie.
Inhibitoren
Autophagie: Das 3-Methyladenin hemmt die Autophagie.
Apoptose: Z-VAD-FMK ist einer der genau definierten Apoptosemodulator, der den Prozess hemmt.
Fazit
Autophagie und Apoptose sind zwei selbstabbauende Mechanismen, die in Zellen der vielzelligen Organismen gefunden werden. Autophagie ist an der Zerstörung von dysfunktionellen Organellen in der Zelle beteiligt und reagiert auf Umweltstress wie Hunger. Daher bewahrt die Autophagie das Gleichgewicht der zellulären Energiequellen. Die Autophagie lässt die Zelle jedoch unter rauen Bedingungen überleben. Im Gegensatz dazu lässt die Apoptose die Zelle sterben, wobei die Zellzahl im Organismus während seiner Entwicklung erhalten bleibt. Es ist für das reibungslose Funktionieren des Organismus erforderlich. Infektionen wie pathologische Reize induzieren ebenfalls Apoptose. Daher besteht der Hauptunterschied zwischen Autophagie und Apoptose in ihrem Einfluss auf die Zelle.
Referenz:
1. Eskelinen, Eeva-Liisa "Makroautophagie in Säugetierzellen." Madame Curie Bioscience Database [Internet]. US National Library of Medicine, 01. Januar 1970. Web. 02. April 2017.
2. Gump, Jacob M. und Andrew Thorburn. "Autophagie und Apoptose - was ist der Zusammenhang?" Trends in der Zellbiologie. US National Library of Medicine, Juli 2011. Web. 02. April 2017.
3. Alberts, Bruce. "Programmierter Zelltod (Apoptose)". Molekularbiologie der Zelle. 4. Ausgabe. US National Library of Medicine, 01. Januar 1970. Web. 02. April 2017.
Bildhöflichkeit:
1. "Autophagie-Diagramm PLoS Biology" Von Juhasz G, Neufeld TP. Originalbilder von Ryan Scott (B) und Dr. Noboru Mizushima (C). - Autophagie: Eine vierzigjährige Suche nach einer fehlenden Membranquelle. PLoS Biol 4 (2): e36. doi: 10.1371 / journal.pbio.0040036 (CC BY 2.5) über Commons Wikimedia
2. ”Paraptosis” von Jhayes21 - Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
