Autofagosom: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
Fabi Fuu 76 (bicara | kontrib) Tidak ada ringkasan suntingan |
Fabi Fuu 76 (bicara | kontrib) Tidak ada ringkasan suntingan |
||
| (10 revisi perantara oleh pengguna yang sama tidak ditampilkan) | |||
Baris 1:
[[Berkas:The general autophagy process (five phase).png|jmpl|Proses autofagi dibagi menjadi lima tahap yang berbeda. Autofagosom terbentuk dari ekspansi fagofor dan akan
'''Autofagosom''' ('''''autophagosome''''') adalah struktur [[Organel|sub-seluler]] berbentuk bulat dengan dua lapis [[Membran sel|membran]] yang menjadi struktur kunci dalam [[Autofagi|makroautofagi]], sebuah proses di mana muatan sel didegradasi dan didaur ulang kembali.<ref name=":0">{{Cite journal|last=Parzych|first=Katherine R.|last2=Klionsky|first2=Daniel J.|date=2014-01-20|title=An Overview of Autophagy: Morphology, Mechanism, and Regulation|url=http://www.liebertpub.com/doi/10.1089/ars.2013.5371|journal=Antioxidants & Redox Signaling|language=en|volume=20|issue=3|pages=460–473|doi=10.1089/ars.2013.5371|issn=1523-0864|pmc=PMC3894687|pmid=23725295}}</ref> [[Protein]] intraseluler yang abnormal, [[organel]] yang berlebih atau rusak, dan [[mikroorganisme]] yang menginfeksi [[Sel (biologi)|sel]] adalah beberapa contoh muatan [[sitoplasma]] yang dapat didegradasi melalui proses makroautofagi.<ref name=":0" /> Autofagosom terbentuk dari perluasan (ekspansi) [[fagofor]] yang menyelimuti komponen-komponen sitoplasma yang akan didegradasi. Setelah terbentuk, autofagosom akan mengirimkan komponen-komponen tersebut kepada [[lisosom]].<ref name=":0" /> Membran luar autofagosom dapat menyatu dengan lisosom untuk membentuk struktur bernama '''autolisosom'''. Ketika menyatu, lisosom mendegradasi muatan autofagosom beserta membran dalamnya menggunakan enzim [[hidrolase]].<ref name=":2">{{Cite journal|last=Mizushima|first=Noboru|last2=Ohsumi|first2=Yoshinori|last3=Yoshimori|first3=Tamotsu|date=2002|title=Autophagosome Formation in Mammalian Cells.|url=http://www.jstage.jst.go.jp/article/csf/27/6/27_6_421/_article|journal=Cell Structure and Function|language=en|volume=27|issue=6|pages=421–429|doi=10.1247/csf.27.421|issn=0386-7196}}</ref><ref name=":3">{{Cite journal|last=Nakatogawa|first=Hitoshi|date=2020-08|title=Mechanisms governing autophagosome biogenesis|url=https://www.nature.com/articles/s41580-020-0241-0|journal=Nature Reviews Molecular Cell Biology|language=en|volume=21|issue=8|pages=439–458|doi=10.1038/s41580-020-0241-0|issn=1471-0080}}</ref>
Pembentukan autofagosom diatur oleh [[gen]] yang sangat [[Sekuens lestari|lestari]] (''well-conversed''). Gen ini dapat ditemukan pada [[ragi]] (''yeast'') sampai [[eukariota]] yang lebih tinggi. Nomenklatur gen-gen ini berbeda dari satu makalah ke makalah lainnya, tetapi telah disederhanakan dan distandarkan dalam beberapa tahun terakhir.<ref name=":1">{{Cite journal|last=Klionsky|first=Daniel J|last2=Cregg|first2=James M|last3=Dunn|first3=William A|last4=Emr|first4=Scott D|last5=Sakai|first5=Yasuyoshi|last6=Sandoval|first6=Ignacio V|last7=Sibirny|first7=Andrei|last8=Subramani|first8=Suresh|last9=Thumm|first9=Michael|date=2003-10|title=A Unified Nomenclature for Yeast Autophagy-Related Genes|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S153458070300296X|journal=Developmental Cell|language=en|volume=5|issue=4|pages=539–545|doi=10.1016/S1534-5807(03)00296-X}}</ref> Keluarga gen yang sebelumnya dikenal sebagai ''APG'', ''AUT'', ''CVT'', ''GSA'', ''PAZ'', dan ''PDD'' sekarang disatukan sebagai keluarga ''ATG'' (''AuTophaGy related'').<ref name=":1" />
Ukuran autofagosom bervariasi antara sel mamalia dan ragi. Autofagosom ragi berukuran sekitar 500-900 nm, sedangkan autofagosom mamalia berukuran lebih besar, sekitar 500-1500 nm. Pada beberapa sel tertentu, seperti [[sel punca embrionik]] (''embryonic stem cells''), [[fibroblas]] embrionik, dan [[hepatosit]], autofagosom dapat dilihat dengan [[mikroskop cahaya]] dan dapat dilihat sebagai struktur berbentuk cincin.<ref name=":2" />
== Proses pembentukan autofagosom ==
Dalam sel ragi (''[[Saccharomyces cerevisiae]]''), setelah induksi makroautofagi terjadi, pembentukan autofagosom dimulai pada situs perivakuola yang disebut situs perakitan fagosom (''phagophore assembly site'', PAS).<ref name=":0" /> Perikvakuola dalam sel ragi biasa terletak dekat dengan retikulum endoplasma (RE). Dalam sel mamalia, pembentukan autofagosom dimulai di berbagai tempat di seluruh sitoplasma, bukan di satu PAS saja.<ref name=":0" /><ref>{{Cite journal|last=Chen|first=Yongqiang|last2=Klionsky|first2=Daniel J.|date=2011-01-15|title=The regulation of autophagy – unanswered questions|url=https://journals.biologists.com/jcs/article/124/2/161/31858/The-regulation-of-autophagy-unanswered-questions|journal=Journal of Cell Science|language=en|volume=124|issue=2|pages=161–170|doi=10.1242/jcs.064576|issn=1477-9137|pmc=PMC3037094|pmid=21187343}}</ref> Beberapa penelitian menunjukkan bahwa struktur pada [[retikulum endoplasma]] (RE) yang disebut [[omegasom]] berfungsi sebagai tempat inisiasi pada mamalia.<ref name=":0" /> Omegasom adalah subdomain dari retikulum endoplasma yang tersusun oleh membran lipid bilayer yang diperkaya dengan [[Fosfatidil inositol 3-fosfatase|fosfatidilinositol 3-fosfat]].<ref>{{Cite journal|last=Roberts|first=Rebecca|last2=Ktistakis|first2=Nicholas T.|date=2013-09-27|editor-last=Lane|editor-first=Jon D.|title=Omegasomes: PI3P platforms that manufacture autophagosomes|url=https://portlandpress.com/essaysbiochem/article/doi/10.1042/bse0550017/78211/Omegasomes-PI3P-platforms-that-manufacture|journal=Essays in Biochemistry|language=en|volume=55|pages=17–27|doi=10.1042/bse0550017|issn=0071-1365}}</ref>
=== Induksi autofagi ===
Biogenesis autofagosom diinduksi oleh berbagai macam sinyal dari dalam dan luar sel, termasuk kekurangan nutrisi (asam amino, glukosa, zat besi, seng, fosfat, dan sebagainya), stres (stres retikulum endoplasma, stres oksidatif, hipoksia, kerusakan DNA, dan sebagainya), kemunculan agregat protein yang menyimpang, atau organel yang rusak, serta infeksi mikroba.<ref name=":3" /><ref name=":4">{{Cite journal|last=Corona Velazquez|first=Angel F.|last2=Jackson|first2=William T.|date=2018-11-01|title=So Many Roads: the Multifaceted Regulation of Autophagy Induction|url=https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1128/MCB.00303-18|journal=Molecular and Cellular Biology|language=en|volume=38|issue=21|doi=10.1128/MCB.00303-18|issn=1098-5549|pmc=PMC6189458|pmid=30126896}}</ref> Sinyal-sinyal ini ditransmisikan melalui jalur pensinyalan yang berbeda. Akan tetapi, banyak di antara sinyal-sinyal tersebut akan bertemu (konvergen) dengan TORC1, yang merupakan pusat sensor nutrisi dan karenanya mengatur pertumbuhan dan fungsi sel.<ref name=":3" /><ref name=":4" /> Dalam keadaan normal, TORC1 memfosforilasi subunit kompleks Atg1/ULK sehingga menginhibisi rangkaian persinyalan hilir (''downstream events'') biogenesis autophagosome.<ref name=":2" /> Di sisi lain, sinyal yang memperlemah (atenuasi) aktivitas TORC1 umumnya akan menginduksi proses pembentukan autofagosom.<ref>{{Cite journal|last=Tomioka|first=Yui|last2=Kotani|first2=Tetsuya|last3=Kirisako|first3=Hiromi|last4=Oikawa|first4=Yu|last5=Kimura|first5=Yayoi|last6=Hirano|first6=Hisashi|last7=Ohsumi|first7=Yoshinori|last8=Nakatogawa|first8=Hitoshi|date=2020-07-06|title=TORC1 inactivation stimulates autophagy of nucleoporin and nuclear pore complexes|url=https://rupress.org/jcb/article/219/7/e201910063/151819/TORC1-inactivation-stimulates-autophagy-of|journal=Journal of Cell Biology|language=en|volume=219|issue=7|doi=10.1083/jcb.201910063|issn=0021-9525|pmc=PMC7337488|pmid=32453403}}</ref>
=== Pembentukan perancah oleh kompleks Atg1/ULK ===
Pembentukan prekursor autofagosom dimulai dengan perakitan beberapa kompleks Atg1/ULK yang membentuk perancah (''scaffolding'') untuk proses perekrutan protein ATG lainnya.<ref name=":3" /> Atg1/ULK adalah salah satu protein penting dalam keluarga protein ATG, terutama dalam proses inisiasi autofagi.<ref>{{Cite journal|last=Lazarus|first=Michael B.|last2=Novotny|first2=Chris J.|last3=Shokat|first3=Kevan M.|date=2015-01-16|title=Structure of the Human Autophagy Initiating Kinase ULK1 in Complex with Potent Inhibitors|url=https://pubs.acs.org/doi/10.1021/cb500835z|journal=ACS Chemical Biology|language=en|volume=10|issue=1|pages=257–261|doi=10.1021/cb500835z|issn=1554-8929|pmc=PMC4301081|pmid=25551253}}</ref>
Pada ragi, inaktivasi TORC1 mengakibatkan pembentukan kompleks Atg1 melalui defosforilasi Atg13.<ref name=":3" /> Selain itu, protein Atg13 dalam kompleks Atg1 menggunakan situs pengikatan di daerah yang secara intrinsik tidak teratur (''long intrinsically disordered region'') untuk "menangkap" Atg17 di kompleks Atg1 yang lain. Dengan cara ini, lusinan kompleks Atg1 saling berikatan-silang satu sama lain melalui Atg13, menghasilkan sebuah struktur yang disebut sebagai ''superassembly''.<ref name=":3" />
Pada mamalia, beberapa kompleks ULK umumnya berkumpul pada subdomain RE yang diperkaya (''enriched'') dengan kompleks protein membran VMP1-TMEM41B dan fosfatidilinositol sintase (PIS) sebagai respons terhadap induksi autofagi.<ref name=":3" />
=== Perekrutan vesikel Atg9 ===
Vesikel Atg9 adalah vesikel berukuran sekitar 50 nm yang memiliki banyak protein Atg9 pada membrannya. Vesikel Atg9 ini merupakan reservoar dari protein Atg9 yang dibutuhkan dalam proses autofagi. Umumnya, vesikel Atg9 ini ada terus-menerus di dalam sel, dan biasanya bersiklus di antara badan Golgi dan endosom.<ref>{{Cite journal|last=Orsi|first=A.|last2=Razi|first2=M.|last3=Dooley|first3=H. C.|last4=Robinson|first4=D.|last5=Weston|first5=A. E.|last6=Collinson|first6=L. M.|last7=Tooze|first7=S. A.|date=2012-05-15|editor-last=Klumperman|editor-first=Judith|title=Dynamic and transient interactions of Atg9 with autophagosomes, but not membrane integration, are required for autophagy|url=https://www.molbiolcell.org/doi/10.1091/mbc.e11-09-0746|journal=Molecular Biology of the Cell|language=en|volume=23|issue=10|pages=1860–1873|doi=10.1091/mbc.e11-09-0746|issn=1059-1524|pmc=PMC3350551|pmid=22456507}}</ref><ref name=":3" />
Dlaam sel ragi, setelah terbentuk kompleks ULK dan perancah yang berfungsi untuk merekrut berbagai macam protein Atg, vesikel Atg9 direkrut menuju kompleks Atg1 melalui interaksi Atg9 dengan domain HORMA dari Atg13 dan Atg17 pada autofagi non-selektif yang diinduksi oleh kekurangan nutrisi.<ref>{{Cite journal|last=He|first=Congcong|last2=Song|first2=Hui|last3=Yorimitsu|first3=Tomohiro|last4=Monastyrska|first4=Iryna|last5=Yen|first5=Wei-Lien|last6=Legakis|first6=Julie E.|last7=Klionsky|first7=Daniel J.|date=2006-12-18|title=Recruitment of Atg9 to the preautophagosomal structure by Atg11 is essential for selective autophagy in budding yeast|url=https://doi.org/10.1083/jcb.200606084|journal=The Journal of Cell Biology|volume=175|issue=6|pages=925–935|doi=10.1083/jcb.200606084|issn=1540-8140|pmc=PMC2064702|pmid=17178909}}</ref> Namun, perlu dicatat bahwa setelah beberapa vesikel Atg9 terlokalisasi ke lokasi pembentukan autofagosom pada tahap awal pembentukan PAS, vesikel Atg9 tidak direkrut selama perluasan membran autofagosom. Dengan kata lain, membran dari vesikel Atg9 tidak digunakan sebagai material atau bahan baku membran autafagoson, melainkan hanya sebagai "benih" atau pemicu pembentukan PAS saja.<ref>{{Cite journal|last=Yamamoto|first=Hayashi|last2=Kakuta|first2=Soichiro|last3=Watanabe|first3=Tomonobu M.|last4=Kitamura|first4=Akira|last5=Sekito|first5=Takayuki|last6=Kondo-Kakuta|first6=Chika|last7=Ichikawa|first7=Rie|last8=Kinjo|first8=Masataka|last9=Ohsumi|first9=Yoshinori|date=2012-07-23|title=Atg9 vesicles are an important membrane source during early steps of autophagosome formation|url=https://doi.org/10.1083/jcb.201202061|journal=Journal of Cell Biology|volume=198|issue=2|pages=219–233|doi=10.1083/jcb.201202061|issn=1540-8140|pmc=PMC3410421|pmid=22826123}}</ref>
Dalam sel mamalia, vesikel ATG9 yang berasal dari jajaring ''trans-''Golgi mungkin terlibat dalam pembentukan prekursor autofagosom dengan mekanisme yang mirip seperti pada sel ragi. Kompleks ULK yang sudah terbentuk akan berasosiasi dengan RE, dan kemudian berasosiasi dengan vesikel ATG9 dengan bantuan ATG14. Setelah itu, kompleks ATG13-ATG101 dari kompleks ULK akan berinteraksi dengan protein ATG9 yang ada di vesikel ATG9.<ref name=":3" />
=== Modifikasi membran pada prekursor autofagosom ===
Pada sel mamalia dan sel ragi, terdapat banyak fosfatidilinositol-3-fosfat (PI3P) pada membran prekursor autofagosom. Lebih lanjut lagi, domain RE spesifik pada sel mamalia yang disebut sebagai omegasom juga memiliki banyak PI3P pada membrannya. PI3P ini dihasilkan oleh enzim bernama PI3K complex I, terutama pada proses inisiasi prekursor autofagosom. Dalam sel ragi, proses sintesis PI3P berada di vesikel Atg9, sedangkan dalam sel mamalia, biasanya ada di ''recycling endosome''.<ref name=":3" />
== Referensi ==
| |||