Belangrijkste verschil - Autofagie versus apoptose

Autofagie en apoptose zijn zelfafbrekende processen die van nature in de cel voorkomen en het functioneren van meercellige organismen tijdens hun leven in evenwicht houden. Autofagie helpt de cel te overleven onder stressvolle omstandigheden, zoals een tekort aan voedingsstoffen. Apoptose veroorzaakt celdood als gevolg van een fysiologisch of pathologisch proces. De grootste verschil tussen autofagie en apoptose is dat: apoptose is een vooraf gedefinieerde celzelfmoord, waarbij de cel zichzelf actief vernietigt, waardoor een soepele werking in het lichaam wordt gehandhaafd, terwijl autofagie een zelfafbrekend proces is van zijn eigen componenten, waarbij de energiebronnen tijdens de ontwikkeling in evenwicht worden gehouden.

Dit artikel legt uit,

1. Wat is autofagie? - Definitie, kenmerken, proces 2. Wat is apoptose? - Definitie, kenmerken, proces 3. Wat is het verschil tussen autofagie en apoptose?

Wat is autofagie?

Autofagie is een fundamenteel katabool mechanisme waarbij de cel disfunctionele of onnodige cellulaire componenten afbreekt. Dit mechanisme wordt aangedreven door lysosomen. Autofagie bevordert het voortbestaan ​​van de cel tijdens stressvolle omstandigheden door het cellulaire energieniveau te handhaven. Autofagosomen worden gevormd door de fusie van disfunctionele organellen met de lysosomen. De vorming van autofagosoom wordt geïnduceerd door een klasse 3 fosfoinositide-3-kinase, Atg 6 samen met de ubiquitine of ubiquitine-achtige eiwitten. Autofagosoom wordt door het cytosol vervoerd om te fuseren met lysosomen en een autolysosoom te vormen. Een autolysosoom is een dubbelmembraanstructuur, waar de afbraak van het onnodige organel plaatsvindt door de hydrolytische enzymen die de lysosomen bevatten.

Autofagie recyclet beschadigde eiwitten, aggregaten en organellen in de cel, ruimt de cel op en levert bouwstenen om de uitgeputte cellulaire componenten te vervangen. Het biedt ook bescherming tegen de stress die wordt veroorzaakt door een tekort aan voedingsstoffen. Autofagie is pro-overleving, waardoor de cel stress kan ondergaan. Daarentegen laat apoptose de cel sterven. Soms bevordert autofagie de celdood door actieve organellen in de cel te vernietigen, zoals mitochondriën, waar de cel niet langer kan overleven. Zowel autofagie als apoptose zijn direct met elkaar verbonden. Autofagie kan apoptose onder controle houden en apoptose kan autofagie onder controle houden, de overmatige autofagie laat de cel sterven. Het mechanisme van autofagie wordt getoond in figuur 1.

Figuur 1: Autofagie

Wat is apoptose?

Apoptose is een Geprogrammeerde celdood (PCD), wat leidt tot karakteristieke veranderingen in de cel en uiteindelijk tot de dood. Het is een regelmatig en gecontroleerd mechanisme van de groei en ontwikkeling van een organisme. Het wordt ook cellulaire zelfmoord genoemd, omdat de cel zelf deelneemt aan de dood. Apoptose zorgt voor het handhaven van de balans van celvermenigvuldiging. De specifieke proteasen die caspases worden genoemd, zijn betrokken bij de regulatie van het hele proces van apoptose.

Apoptose vindt plaats door goed gedefinieerde, consequente morfologische veranderingen. Het celmembraan blaast, de cel krimpt door te drogen, de kern wordt gefragmenteerd, chromatine condenseert en uiteindelijk wordt chromosomaal DNA gefragmenteerd. Condensatie van chromatine in de kern is een kenmerk van apoptose. Daarom beïnvloedt apoptose zowel de kern, het celmembraan, het cytoplasma als de mitochondriën. Er worden kleine membraangebonden blaasjes gevormd, apoptotische lichamen genaamd, die de celinhoud bevatten. Tijdens apoptose komt de cellulaire inhoud niet vrij in de extracellulaire omgeving. De twee mechanismen van autofagie en apoptose worden getoond in figuur 2.

Figuur 2: Autofagie en apoptose

Verschil tussen autofagie en apoptose

Namen

autofagie: Autofagie wordt zelfeten genoemd.

Apoptose: Apoptose wordt celzelfmoord genoemd.

Definitie

autofagie: Autofagie is een zelfafbrekend proces van zijn eigen componenten, waarbij de energiebronnen tijdens de ontwikkeling in evenwicht worden gehouden.

Apoptose: Apoptose is een vooraf gedefinieerde celzelfmoord, waarbij de cel zichzelf actief vernietigt en een soepele werking in het lichaam handhaaft.

Rol

autofagie: Autofagie balanceert de energiebronnen in de cel, afhankelijk van de cellulaire vereisten.

Apoptose: Apoptose brengt het aantal cellen in een meercellig organisme in evenwicht.

Oorzaken

autofagie: Autofagie wordt veroorzaakt door cellulaire stress zoals uithongering.

Apoptose: Apoptose wordt veroorzaakt door intracellulaire programma's.

lysosomen

autofagie: Lysosomen worden gefuseerd met autofagosomen en vormen autolysosomen. Hydrolytische enzymen in lysosomen zijn betrokken bij de afbraak.

Apoptose: De inhoud van lysosomen is niet betrokken bij het proces van apoptose.

mitochondriën

autofagie: Mitochondriën lekken niet tijdens autofagie.

Apoptose: Mitochondriën gaan lekken tijdens apoptose.

Overleving

autofagie: Autofagie zorgt ervoor dat de cel stress kan overleven.

Apoptose: Apoptose zorgt ervoor dat de cel niet kan overleven.

Eindproduct

autofagie: De eindproducten kunnen worden gebruikt als bouwstenen tijdens de regeneratie van de losgemaakte organellen. Het gegenereerde afval wordt geëlimineerd door exocytose.

Apoptose: De eindproducten van de apoptose worden vernietigd door de fagocyten.

Overmatig voorkomen

autofagie: Overmatige autofagie leidt tot celdood.

Apoptose: Overmatige apoptose leidt tot atrofie.

remmers

autofagie: De 3-Methyladenine is een remmer van autofagie.

Apoptose: Z-VAD-FMK is een van de goed gedefinieerde apoptose-modulatoren, die het proces remt.

Conclusie

Autofagie en apoptose zijn twee zelfafbrekende mechanismen die worden aangetroffen in cellen van de meercellige organismen. Autofagie is betrokken bij de vernietiging van disfunctionele organellen in de cel, als reactie op omgevingsstress zoals uithongering. Daarom handhaaft autofagie de balans van cellulaire energiebronnen. Autofagie laat de cel echter overleven in barre omstandigheden. Daarentegen laat apoptose de cel afsterven, waardoor het aantal cellen in het organisme tijdens zijn ontwikkeling behouden blijft. Het is nodig voor de goede werking van het organisme. Infecties zoals pathologische stimuli induceren ook apoptose. Het belangrijkste verschil tussen autofagie en apoptose is dus hun invloed op de cel.

Referentie: 1. Eskelinen, Eeva-Liisa. "Macroautofagie in zoogdiercellen." Madame Curie Bioscience Database [Internet]. Amerikaanse National Library of Medicine, 1 januari 1970. Web. 02 april 2017. 2. Gump, Jacob M. en Andrew Thorburn. "Autofagie en apoptose - wat is het verband?" Trends in celbiologie. Amerikaanse National Library of Medicine, juli 2011. Web. 02 april 2017. 3. Alberts, Bruce. "Geprogrammeerde celdood (apoptose)." Moleculaire biologie van de cel. 4e editie. Amerikaanse National Library of Medicine, 1 januari 1970. Web. 02 april 2017.

Afbeelding met dank aan: 1. "Autofagiediagram PLoS Biology" door Juhasz G, Neufeld TP. Originele afbeeldingen door Ryan Scott (B) en Dr. Noboru Mizushima (C). - Autofagie: een veertigjarige zoektocht naar een ontbrekende membraanbron. PLoS Biol 4(2): e36. doi: 10.1371/journal.pbio.0040036 (CC BY 2.5) via Commons Wikimedia 2. "Paraptosis" door Jhayes21 - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia