ऑटोफैगी: विशेषताएँ, प्रकार, कार्य, अध्ययन - जीवविज्ञान - 2025

भोजी एक intracellular गिरावट प्रणाली इसलिए सभी कोशिकाओं (और रिक्तिकाएं खमीर) की लाइसोसोम में संरक्षित होता है। इस शब्द का उपयोग आमतौर पर साइटोसोल के घटकों के क्षरण या सेल के "भागों" को संदर्भित करने के लिए किया जाता है जो "अप्रचलित" हैं या जिन्होंने ठीक से काम करना बंद कर दिया है।

डीफोव द्वारा रॉकफेलर यूनिवर्सिटी में 1963 में ऑटोफैगी शब्द को गढ़ा गया था, जो सेलुलर एंडोसाइटोसिस की प्रक्रियाओं का अवलोकन और वर्णन करता है। शाब्दिक रूप से, ऑटोफैगी शब्द का अर्थ है "स्वयं का उपभोग करना", हालांकि कुछ लेखक इसे "आत्म नरभक्षण" के रूप में वर्णित करते हैं।

Macroautophagy और Microautophagy का ग्राफिक प्रतिनिधित्व (स्रोत: Cheung और Ip विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से)

यह प्रणाली प्रोटोसम-मध्यस्थता में गिरावट से भिन्न होती है, जिसमें ऑटोफैगी संपूर्ण इंट्रासेल्युलर ऑर्गेनेल और बड़े प्रोटीन परिसरों या गैर-चुनिंदा समुच्चय को हटाने में सक्षम है।

इस गैर-चयनात्मक फैगोसाइटोसिस के बावजूद, विभिन्न जांचों से पता चला है कि ऑटोफैगी के कई शारीरिक और रोग संबंधी निहितार्थ हैं। चूंकि यह भुखमरी के अनुकूलन की अवधि के दौरान सक्रिय है, विकास के दौरान, हमलावर सूक्ष्मजीवों के उन्मूलन के लिए, क्रमादेशित कोशिका मृत्यु के दौरान, ट्यूमर के उन्मूलन के लिए, एंटीजन की प्रस्तुति आदि।

विशेषताएँ

ऑटोफैगी, जैसा कि चर्चा की गई है, एक प्रक्रिया है जो लाइसोसोम नामक साइटोप्लाज्मिक ऑर्गेनेल द्वारा मध्यस्थता की जाती है।

"ऑटोफैगी" प्रक्रिया ऑर्गेनेल के एनकैप्सुलेशन के साथ शुरू होती है जिसे एक डबल झिल्ली द्वारा अपमानित किया जाएगा, जिससे एक झिल्लीदार शरीर बन जाएगा जिसे ऑटोपागोसोम के रूप में जाना जाता है। ऑटोपागोसोम झिल्ली बाद में लाइसोसोमल झिल्ली के साथ या देर से एंडोसोम के साथ फ़्यूज़ होता है।

अमीनो एसिड या अन्य घटकों को पुनर्चक्रण करने के लिए अमीनो एसिड या अन्य घटकों को अलग-अलग सेलुलर संदर्भों में अलग-अलग कार्यों के लिए जारी करने के बीच इन चरणों में से प्रत्येक, ऑटोफैगी को एक बहु-आयामी प्रणाली बनाता है।

ऑटोफैगी एक काफी नियंत्रित प्रक्रिया है, क्योंकि केवल चिह्नित सेलुलर घटकों को इस गिरावट मार्ग की ओर निर्देशित किया जाता है और अंकन आमतौर पर सेलुलर रीमॉडेलिंग प्रक्रियाओं के दौरान होता है।

उदाहरण के लिए, जब एक लीवर सेल वसा में घुलनशील दवाओं के जवाब में एक डिटॉक्सिफिकेशन प्रतिक्रिया स्थापित करता है, तो इसकी चिकनी एंडोप्लाज़मिक रेटिकुलम प्रोलिफ़ेरेट्स काफी हद तक बढ़ जाती है, और जब दवा द्वारा उत्पन्न उत्तेजना कम हो जाती है, तो अतिरिक्त चिकनी एंडोप्लाज़िक रेटिकुलम को ऑटोपागी द्वारा साइटोसोलिक स्थान से हटा दिया जाता है।

स्वरभंग का संकेत

घटनाओं में से एक है कि सबसे आम तौर पर autophagic प्रक्रियाओं को ट्रिगर भुखमरी है।

विचाराधीन जीव के आधार पर, विभिन्न प्रकार के आवश्यक पोषक तत्व इस "रीसाइक्लिंग" प्रणाली को ट्रिगर कर सकते हैं। खमीर में, उदाहरण के लिए, हालांकि कुछ अमीनो एसिड और न्यूक्लिक एसिड की कार्बन की कमी ऑटोफैगी को प्रेरित कर सकती है, नाइट्रोजन की कमी सबसे कुशल उत्तेजना है, जो पौधों की कोशिकाओं के लिए भी मान्य है।

यद्यपि यह पूरी तरह से समझा नहीं गया है, एक विशेष या आवश्यक अमीनो एसिड होने पर यह निर्धारित करने के लिए कोशिकाओं में विशेष "सेंसर" होते हैं, और इस तरह लाइसोसोम के माध्यम से पूरी रीसाइक्लिंग प्रक्रिया को ट्रिगर करते हैं।

स्तनधारियों में, कुछ हार्मोन कुछ अंगों से संबंधित कोशिकाओं, जैसे इंसुलिन, कुछ वृद्धि कारक या इंटरल्यूकिन, आदि में स्वरभंग के विनियमन (सकारात्मक या नकारात्मक) में भाग लेते हैं।

प्रकार

यूकेरियोट्स के बीच तीन मुख्य प्रकार के ऑटोफैगी हैं: मैक्रो ऑटोफैगी, माइक्रो ऑटोफैगी, और चपेरोन-मेडियेटेड ऑटोफैगी। जब तक निर्दिष्ट नहीं किया जाता है, शब्द ऑटोफैगी का अर्थ मैक्रो ऑटोफैगी है।

यद्यपि तीन प्रकार के ऑटोफैगी रूप से भिन्न होते हैं, वे सभी पदार्थों के परिवहन में गिरावट और पुनर्चक्रण के लिए लाइसोसोम तक पहुंचते हैं।

Macroautophagy

यह एक प्रकार की ऑटोफैगी है, जो ऑटोफागोसोम के रूप में जाना जाने वाले फागोसाइटिक पुटिकाओं के डे नोवो गठन पर निर्भर करता है। इन पुटिकाओं का गठन झिल्ली "कलियों" के गठन से स्वतंत्र है, क्योंकि वे विस्तार से बनते हैं।

खमीर में, ऑटोपेगोसोम का गठन एक विशेष साइट पर शुरू होता है जिसे पीएएस के रूप में जाना जाता है, जबकि स्तनधारियों में साइटोसोल में कई अलग-अलग साइटें होती हैं, शायद "ओमेगासोम्स" नामक संरचनाओं के माध्यम से एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम से जुड़ा होता है।

ऑटोफैगोसोम का आकार अत्यधिक परिवर्तनशील है और जीव पर निर्भर करता है और अणु या ऑर्गन का प्रकार जो कि जीवाणुरोधी होता है। यह खमीर में 0.4-0.9 माइक्रोन व्यास से स्तनधारियों में 0.5-1.5 माइक्रोन तक भिन्न हो सकता है।

जब आटोफैगोसोम और लाइसोसोम फ्यूज की झिल्ली, इन की सामग्री मिश्रित होती है और वह तब होती है जब आटोफैगी के लक्ष्य सब्सट्रेट का पाचन शुरू होता है। इस संगठन को तब ऑटोलिसोसम के रूप में जाना जाता है।

कुछ लेखकों के लिए, मैक्रोऑटोफैगी को उप-आरेखित किया जा सकता है, बदले में, प्रेरित ऑटोफैगी और बेसलाइन ऑटोफैगी में। लंबे समय तक भुखमरी के बाद प्रेरित मैक्रोटॉफ़गी का उपयोग अमीनो एसिड का उत्पादन करने के लिए किया जाता है।

बेसल मैक्रोटॉफ़ैगी विभिन्न साइटोसोलिक घटकों और इंट्रासेल्युलर जीवों के कारोबार के लिए आवश्यक संवैधानिक तंत्र (जो हमेशा सक्रिय है) को संदर्भित करता है।

Microautophagy

इस प्रकार की आटोफैजी उस प्रक्रिया को संदर्भित करता है जिसमें साइटोप्लाज्मिक सामग्री को लिगोसोम में इनवॉएजमेंट के माध्यम से पेश किया जाता है जो उक्त ऑर्गेनेल की झिल्ली में होते हैं।

एक बार लाइसोसोम में पेश किए जाने के बाद, इन आक्रमणों द्वारा उत्पन्न पुटिकाएं लुमेन में स्वतंत्र रूप से तैरती हैं जब तक कि वे लाइसिन नहीं होती हैं और उनकी सामग्री विशिष्ट एंजाइमों द्वारा जारी और अपमानित होती है।

चपेरोन-मध्यस्थता ऑटोपेगी

केवल स्तनधारी कोशिकाओं के लिए इस प्रकार की ऑटोफैजी की सूचना दी गई है। मैक्रो ऑटोफैगी और माइक्रो ऑटोफैगी के विपरीत, जहां कुछ साइटोसोलिक भाग गैर-विशेष रूप से फैगोसाइट्स होते हैं, चैपरोन द्वारा मध्यस्थता वाली ऑटोफैगी काफी विशिष्ट होती है, क्योंकि यह सब्सट्रेट में विशेष रूप से पेंटापेप्टिड अनुक्रमों की उपस्थिति पर निर्भर करता है जो फागोसाइटोजेट होंगे।

कुछ जांचकर्ताओं ने निर्धारित किया है कि यह पेंटेपेप्टाइड मोटिफ अनुक्रम केएफईआरक्यू से संबंधित है और यह 30% से अधिक साइटोसोलिक प्रोटीन में पाया जाता है।

इसे "चैपेरोन-मध्यस्थता" कहा जाता है क्योंकि चपेरोन प्रोटीन इसकी मान्यता को सुविधाजनक बनाने और इस पर प्रोटीन को तह करने से रोकने के लिए इस संरक्षित आकृति को उजागर करने के लिए जिम्मेदार हैं।

इस टैग के साथ प्रोटीन को लाइसोसोमल लुमेन में बदल दिया जाता है और वहां विघटित कर दिया जाता है। गिरावट के लिए कई सब्सट्रेट हैं ग्लाइकोलाइटिक एंजाइम, प्रतिलेखन कारक और उनके अवरोधक, कैल्शियम- या लिपिड-बाइंडिंग प्रोटीन, प्रोटियासम सबयूनिट्स, और कुछ प्रोटीन, जो वेसिकुलर ट्रैफिकिंग से जुड़े हैं।

अन्य दो प्रकार के ऑटोफैगी की तरह, चैपेरोन-मध्यस्थता वाली ऑटोफैगी कई स्तरों पर एक विनियमित प्रक्रिया है, जिसमें लेबल मान्यता से लेकर ट्रांसपोर्टेशन और सब्सट्रेट का क्षरण लाइसोसोम के भीतर होता है।

विशेषताएं

ऑटोफैजिक प्रक्रिया के मुख्य कार्यों में से एक है सेन्सेंट या "बासी" ऑर्गेनेल को हटाना, जो लाइसोसोम के भीतर गिरावट के लिए विभिन्न मार्गों द्वारा टैग किए जाते हैं।

स्तनधारी कोशिकाओं में लाइसोसोम के इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ के अवलोकन के लिए धन्यवाद, उनमें पेरोक्सीसोम और मिटोकोंड्रिया की उपस्थिति का पता लगाया गया है।

एक यकृत कोशिका में, उदाहरण के लिए, एक माइटोकॉन्ड्रियन का औसत जीवन काल 10 दिनों का होता है, जिसके बाद इस अंग को लाइसोसोम द्वारा फैगोसाइट किया जाता है, जहां इसे नीचा दिखाया जाता है और इसके घटकों को विभिन्न चयापचय उद्देश्यों के लिए पुनर्नवीनीकरण किया जाता है।

कम पोषक तत्वों की एकाग्रता की शर्तों के तहत, कोशिकाएं साइटोसोल के चुनिंदा "कैप्चर" भागों के लिए ऑटोपेगोसोम के गठन को गति प्रदान कर सकती हैं, साथ ही इन ऑटोपागोसोम में पचने वाले मेटाबोलाइट्स कोशिकाओं को जीवित रहने में मदद कर सकते हैं जब बाहरी स्थिति बिंदु से सीमित हो रही है। पोषण के दृष्टिकोण से।

स्वास्थ्य और विकास में भूमिकाएँ

आटोफैगी में विभेदीकरण की प्रक्रिया में कोशिकाओं के पुनर्गठन में महत्वपूर्ण कार्य होते हैं, क्योंकि यह साइटोसोलिक भागों के त्याग में भाग लेता है जिनकी विशिष्ट समय पर आवश्यकता नहीं होती है।

सेलुलर स्वास्थ्य के लिए इसके महत्वपूर्ण प्रभाव भी हैं, क्योंकि यह वायरस और बैक्टीरिया के खिलाफ रक्षा तंत्र का हिस्सा है।

योशिनोरी ओहसुमी अध्ययन

फिजियोलॉजी और मेडिसिन में 2016 के नोबेल पुरस्कार विजेता जापानी शोधकर्ता योशिनोरी ओह्सुमी ने कई प्रोटीनों के चयापचय भाग्य और इन एकल-कोशिका जीवों के रिक्त स्थान का अध्ययन करते हुए खमीर में आटोफैगी के आणविक तंत्र का वर्णन किया।

अपने काम में, ओह्सुमी ने न केवल प्रोटीन और प्रक्रिया में शामिल रास्तों की पहचान की, बल्कि यह भी प्रदर्शित किया कि अलग-अलग चयापचय राज्यों को "सेंसिंग" करने में सक्षम प्रोटीन की कार्रवाई के लिए ऑटोपेगी मार्ग को कैसे नियंत्रित किया जाता है।

उनका काम तीव्र गिरावट के दौरान रिक्तिका के सटीक सूक्ष्म टिप्पणियों के साथ शुरू हुआ। रिक्तिका को खमीर "कचरा" और सेलुलर मलबे के लिए भंडारण स्थल माना जाता है।

अलग-अलग जीन के लिए दोषपूर्ण उत्परिवर्ती जीनोटाइप के साथ खमीर को देखने से संबंधित या काल्पनिक रूप से ऑटोपेगी (एटीजी जीन के रूप में जाना जाता है) से संबंधित, यह शोधकर्ता और उनके सहयोगी आनुवंशिक स्तर पर खमीर के ऑटोपेगिक प्रणाली का वर्णन करने में सक्षम थे।

इसके बाद, शोधकर्ताओं के इस समूह ने इन जीनों द्वारा एन्कोड किए गए प्रोटीनों की मुख्य आनुवांशिक विशेषताओं को निर्धारित किया और उनकी सहभागिता और खमीर में दीक्षा के निष्पादन के लिए जिम्मेदार परिसरों के गठन के बारे में महत्वपूर्ण योगदान दिया।

योशिनोरी ओह्सुमी के काम के लिए धन्यवाद, आज हम बेहतर ढंग से ऑटोफैगी के आणविक पहलुओं को समझते हैं, साथ ही साथ कोशिकाओं और अंगों के सही कामकाज में इसके महत्वपूर्ण निहितार्थ जो हमें बनाते हैं।

संदर्भ

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