Hauptunterschied – Autophagie vs. Apoptose

Autophagie und Apoptose sind selbstabbauende Prozesse, die auf natürliche Weise innerhalb der Zelle ablaufen und die Funktion mehrzelliger Organismen während ihrer Lebensdauer ausgleichen. Autophagie hilft der Zelle, unter Stressbedingungen wie Nährstoffmangel zu überleben. Apoptose verursacht den Zelltod entweder aufgrund eines physiologischen oder pathologischen Prozesses. Die Hauptunterschied zwischen Autophagie und Apoptose ist das Apoptose ist ein vordefinierter Zellselbstmord, bei dem sich die Zelle aktiv selbst zerstört und eine reibungslose Funktion im Körper aufrechterhält, während Autophagie ein selbstabbauender Prozess ihrer eigenen Komponenten ist, der die Energiequellen während der Entwicklung ausgleicht.

Dieser Artikel erklärt,

1. Was ist Autophagie? – Definition, Eigenschaften, Prozess 2. Was ist Apoptose? – Definition, Eigenschaften, Prozess 3. Was ist der Unterschied zwischen Autophagie und Apoptose?

Was ist Autophagie?

Autophagie ist ein grundlegender kataboler Mechanismus, bei dem die Zelle entweder dysfunktionale oder unnötige Zellkomponenten abbaut. Dieser Mechanismus wird von Lysosomen angetrieben. Autophagie fördert das Überleben der Zelle unter Stressbedingungen, indem sie das zelluläre Energieniveau aufrechterhält. Autophagosomen entstehen durch die Fusion dysfunktionaler 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. Autophagosomen werden durch das Zytosol transportiert, um 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.

Autophagie recycelt beschädigte Proteine, Aggregate und Organellen in der Zelle, reinigt die Zelle und liefert Bausteine, um die erschöpften Zellbestandteile zu ersetzen. Es schützt auch vor Stress, der durch Nährstoffmangel entsteht. Autophagie ist überlebensfördernd und ermöglicht der Zelle, Stress zu erleiden. 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 die Apoptose kontrollieren und Apoptose kann die Autophagie kontrollieren, die übermäßige Autophagie lässt die Zelle sterben. Der Mechanismus der Autophagie ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: Autophagie

Was ist Apoptose?

Apoptose ist ein programmierter Zelltod (PCD), die 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 zellulärer Selbstmord genannt, da die Zelle selbst am Tod beteiligt ist. Apoptose ermöglicht die Aufrechterhaltung des Gleichgewichts der Zellvermehrung. Die spezifischen Proteasen, die Caspasen genannt werden, sind an der Regulation des gesamten Prozesses der Apoptose beteiligt.

Apoptose tritt durch wohldefinierte, daraus folgende morphologische Veränderungen auf. Die Zellmembran bläht, die Zelle schrumpft durch Trocknen, der Zellkern wird fragmentiert, Chromatin kondensiert und schließlich wird die chromosomale DNA fragmentiert. Die Kondensation von Chromatin im Zellkern ist ein Kennzeichen der Apoptose. Daher betrifft die Apoptose den Zellkern, die Zellmembran, das Zytoplasma sowie die Mitochondrien. Es bilden sich kleine membrangebundene Vesikel, sogenannte Apoptotic Bodies, die den Zellinhalt enthalten. Während der Apoptose wird der Zellinhalt nicht in die extrazelluläre Umgebung freigesetzt. Die beiden Mechanismen von Autophagie und Apoptose sind in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2: Autophagie und Apoptose

Unterschied zwischen Autophagie und Apoptose

Namen

Autophagie: Autophagie wird als Selbstfresser bezeichnet.

Apoptose: Apoptose wird Zellselbstmord genannt.

Definition

Autophagie: Autophagie ist ein selbstabbauender Prozess seiner eigenen Komponenten, der die Energiequellen während der Entwicklung ausgleicht.

Apoptose: Apoptose ist ein vordefinierter Zellselbstmord, bei dem die Zelle sich selbst aktiv zerstört und eine reibungslose Funktion im Körper aufrechterhält.

Rolle

Autophagie: Die Autophagie gleicht die Energiequellen in der Zelle je nach zellulärem Bedarf aus.

Apoptose: Apoptose gleicht die Anzahl der 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 sind mit Autophagosomen verschmolzen und bilden Autolysosomen. Am Abbau sind hydrolytische Enzyme in Lysosomen beteiligt.

Apoptose: Der Inhalt der Lysosomen ist nicht am 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: Apoptose lässt die Zelle nicht überleben.

Endprodukt

Autophagie: Die Endprodukte können als Bausteine ​​bei der Regeneration der gelösten Organellen verwendet werden. Der anfallende Abfall wird durch Exozytose eliminiert.

Apoptose: Die Endprodukte der Apoptose werden von den Fresszellen zerstört.

Übermäßiges Auftreten

Autophagie: Übermäßige Autophagie führt zum Zelltod.

Apoptose: Übermäßige Apoptose führt zu Atrophie.

Inhibitoren

Autophagie: Das 3-Methyladenin ist ein Inhibitor der Autophagie.

Apoptose: Z-VAD-FMK ist einer der wohldefinierten Apoptose-Modulatoren, die den Prozess hemmen.

Abschluss

Autophagie und Apoptose sind zwei selbstabbauende Mechanismen, die in Zellen mehrzelliger Organismen vorkommen. Autophagie ist an der Zerstörung von dysfunktionalen Organellen innerhalb der Zelle beteiligt und reagiert auf Umweltstress wie Hunger. Daher hält die Autophagie das Gleichgewicht der zellulären Energiequellen aufrecht. Autophagie lässt die Zelle jedoch unter rauen Bedingungen überleben. Im Gegensatz dazu lässt die Apoptose die Zelle absterben und erhält die Zellzahl im Organismus während seiner Entwicklung. Es ist für das reibungslose Funktionieren des Organismus erforderlich. Infektionen wie pathologische Reize induzieren ebenfalls Apoptose. Somit 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]. U.S. National Library of Medicine, 01. Januar 1970. Web. 2. April 2017. 2. Gump, Jacob M. und Andrew Thorburn. „Autophagie und Apoptose – was ist der Zusammenhang?“ Trends in der Zellbiologie. U.S. National Library of Medicine, Juli 2011. Web. 2. April 2017. 3. Alberts, Bruce. „Programmierter Zelltod (Apoptose).“ Molekularbiologie der Zelle. 4. Auflage. U.S. National Library of Medicine, 01. Januar 1970. Web. 02.04.2017.

Bild mit freundlicher Genehmigung: 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