Biología

Autofagia

Publicado por Ramón Contreras

A principios de octubre del año 2016 se otorgaron los premios Nobel de medicina, que en esta ocasión premiaron la labor del biólogo japonés el dr. Yoshinori Obsumi en el campo de la biología celular, concretamente por sus estudios de la autofagia. En las células existen varios mecanismos relacionados con la degradación de las proteínas propias, ya sea porque se han plegado de forma incorrecta, están viejas o simplemente ya no conviene tenerlas. En este aspecto la autofagia es el proceso mediante el cual una célula se digiere a si mismo total o parcialmente, bien para obtener sustratos para formar nuevas estructuras o bien para morir. En esta línea encontramos los lisosomas, de los que puedes leer más aquí (próximamente), que son unos orgánulos subcelulares cuya función en animales es la de degradar las proteínas celulares. La autofagia es un mecanismo catabólico ampliamente extendido en eucariotas y los mecanismos mediante los que se lleva a cabo están muy conservados dentro de este grupo.

Ciclosis o circulación celular

Según los estudios que otorgaron el nobel al nipón, cuando la célula necesita un aporte de energía o material para construir nuevas estructuras se degrada a sí mismo. La autofagia es un proceso común en las células eucariotas, mediante el cual se degradan los compuestos no esenciales para mantener los esenciales. Este proceso es parte de las adaptaciones celulares al ayuno y al estrés, se ha demostrado que se activa en condiciones de estrés por falta de energía o de producción de especies reactivas de oxígeno. Aunque también tiene funciones en el sistema inmune (patógenos o detección de células cancerosas), de regeneración de tejidos dañados, en la formación de los órganos durante el desarrollo embrionario (proliferación y diferenciación celular) y en la apoptosis (muerte celular programada). Aunque también puede ser inducido con la rapamicina.

Los genes que codifican para las proteínas necesarias para la autofagia están altamente conservados en eucariotas, en levaduras, donde se estudió primero este proceso, se denominan Atg y son 16 genes que dan proteínas de pequeño tamaño, alrededor de los 10-15 kDa. En humanos existen un número similar de genes, que pueden denominarse también autofaginas.

En el proceso de autofagia se forman vesículas de doble membrana (autofagosomas) que se unirán a los lisosomas animales o a las vacuolas vegetales. En los autofagosomas se incluye tanto proteínas citoplasmáticas como otras de origen en los orgánulos celulares. La formación de estas vesículas está relacionada con sistemas similares al de la ubiquitinación (próximamente), denominados UBL (ubikitin like systems), que marca a las proteínas para su degradación en el proteosoma. Algunas de las proteínas Atg son capaces de unir proteínas citoplasmáticas y dirigirlas a las vesículas de degradación. El tamaño de los autofagosomas depende del taxón, siendo los de animales hasta 3 veces mayores que los de levaduras, por ejemplo. Existen varios marcadores de autofagia, cada uno de ellos formara parte de una de las 3 vías en que se diferencian debido al tamaño de los autofagosomas que forman. El marcador de fagosoma más importante de animales es Atg8, es necesario para la formación de las membranas de los autofagosomas de mayor tamaño, que incluyen gran cantidad de citoplasma en su interior.

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