Autofagi er en nedbrytningsprosess hvor innholdet i celler blir tatt vare på og resirkulert, noe som skjer under naturlige vekst og utviklingsprosesser eller stress. Autofagi spiller en viktig rolle i å oppretteholde et stabilt indre miljø i cellene (homeostase), og finnes hos alle eukaryote celler i gjær, sopp, planter, dyr og mennesker.

Mekanismen for autofagi har mange evolusjonære likhetstrekk. En dobbelt cellemembran kalt fagofor snører seg rundt cellematerialet som skal nedbrytes og danner et autofagosom. Autofagosomene er lukkete vesikler, men innholder ikke selv hydrolyttiske enzymer Autofagosomene frakter celleinnholdet til spesielle vakuoler i planter og sopp eller til lysosomer i dyrhvor nedbrytningen skjer. Den ytre membranen i autofagosomet fusjonerer med vakuolemembranen, og resten av autofagosominnholdet kommer inn i vakuolen hvor det blir nedbrutt av hydrolyttiske enzymer (hydrolaser, proteaser) og klargjort for resirkulering til andre celler.

Det er forskjellige typer autofagi. Makroautofagi omsetter og bryter ned store deler av cytoplasma, celleorganeller eller fjerner virus og bakterier som har invadert cellene. Mikroautofagi fjerner langlevete, aggregerte og feilpakkete proteiner, samt andre makromolekyler som ikke lenger har noen funksjon i cellen. Chaperoner er proteiner som deltar i folding og pakking av andre proteiner. I chaperonindusert autofagi blir skadete proteiner pakket av chaperoner sendt til nedbrytning. Mikroautofagi kan skje ved invaginering av vakuole eller lysosommembranen og som tar med seg en del av celleinnholdet eller via fusjonering med endosomer.

Hos planter er autofagi er vanlig i hypersensitivitetsreaksjoner, samt ved tørke, saltpåvirkning, oksidativt stress, næringsmangel eller sykdomstilstander. Autofagi kan delta i programmert celledød, og kan være styrt av chaperoner. Merking med ubikitin og nedbrytning via proteasomene er forskjellig fra autofagi, og er mekanisme bryter ned spesifikt merkete proteiner med kort levetid. 

Hos dyr og mennesker kan autofagi bli indusert ved næringsmangel og sult hvor det er behov for å opprettholde konstante nivåer av glukose i blodet. Glukose blir laget i glukoneogenesen ved en reversering av glykolysen  og glukose-alanin syklus. Ved nedbrytning av innhold i muskelceller ideltar en adenosin monofosfat (AMP)-aktivert protein kinase i signalveien. 

Mens selvspising (autofagi) kontrollerer omsetning og gjenbruk av celleinnhold og organeller, deltar selvdreping (apoptose) i nedbryting og resirkulering av celler ved en programmert kontrollert celledød. 

Autofagosomer ble oppdaget av cellebiologen Christian de Duve som fikk nobelprisen i fysiologi eller medisin i 1974 sammen med Albert Claude og George E Palade for ”den strukturelle og funksjonelle organiseringen av cellen”. I 2016 fikk japaneren Yoshinori Ohsumi nobelprisen i fysiologi eller medisin for ”oppdagelsen av mekanismen for autofagi”. Ohsumi brukte bakegjær (Saccharomyces cerevisae) som modellorganisme, og med gjærmutanter kunne han klarlegge den cellulære og genetiske mekanismen for autofagi. Han observerte hvordan autofagosomer tømmer innholdet ut i vakuoler i gjærcellene, vakuoler som har tilsvarende funksjoner som lysosomer hos dyr. Rapamycin (TOR) kinase er en serin-threonin proteinkinase som har mange reguleringsfunksjoner i cellene, og denne deltar også i autofagi.

Mikroautofagi kan skje ved invaginering av lysosommembranen og som tar med seg en del av celleinnholdet eller via fusjonering med endosomer.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål om eller kommentarer til artikkelen?

Kommentaren din vil bli publisert under artikkelen, og fagansvarlig eller redaktør vil svare når de har mulighet.

Du må være logget inn for å kommentere.