Autofagiya (so‘zma-so‘z: «o‘zini yeyish», qadimgi yunoncha αὐτός, auto- — «o‘zi» va φαγεῖν — «yemoq») — hujayra ichki komponentlari uning lizosomalari yoki vakuolalariga yetkazilib, u yerda parchalanadigan (degradatsiyaga uchraydigan) jarayon.
Bu hujayraning keraksiz yoki funksiyasi buzilgan komponentlarini ajratib, yo‘qotadigan tabiiy va boshqariladigan mexanizm hisoblanadi. Autofagik turdagi hujayra o‘limida hujayraning barcha organellalari hazm qilinadi, faqatgina makrofaglar tomonidan yutiladigan hujayra chiqindilari qoladi.
A: Autofagosoma (autophagosome) hosil bo‘lishi sxemasi: izolyatsiyalovchi membrana hujayra tuzilmalarini o‘rab, autofagosoma (AP)ni hosil qiladi, u lizosoma bilan qo‘shilib, autofagolizosoma (autophagolysosome, AL)ni hosil qiladi. B: drozofila lichinkasining yog‘ tanasida autofagosoma tuzilmalarining elektron mikrofotosurati. C: och qolgan sichqon jigar hujayralaridagi ftorlyuorestsentsiya bilan belgilangan autofagosomalar.
Autofagiyaning turlari va mexanizmlari
Hozirda autofagiyaning uch turi ajratib ko‘rsatiladi — mikroautofagiya, makroautofagiya va shaperon vositachiligidagi autofagiya.
Mikroautofagiya
Mikroautofagiyada makromolekulalar va hujayra membranasi bo‘laklari lizosoma tomonidan bevosita «yutiladi». Shu yo‘l bilan hujayra energiya yoki qurilish materiali yetishmaganda (masalan, ochlik sharoitida) oqsillarni hazm qilib, ozuqa va substrat zaxirasini to‘ldirishi mumkin.
Biroq mikroautofagiya jarayonlari me’yoriy sharoitlarda ham sodir bo‘ladi va umuman olganda tanlovsiz (nospesifik) hisoblanadi. Ba’zan mikroautofagiya jarayonida organellalar ham hazm qilinadi; masalan, xamirturushlarda peroksisomalarning mikroautofagiyasi va yadro qismining qisman mikroautofagiyasi tasvirlangan, bunda hujayra tiriklik qobiliyatini saqlab qoladi.
Makroautofagiya
Makroautofagiyada sitoplazmaning ma’lum bir bo‘lagi (ko‘pincha ayrim organellalarni o‘z ichiga oladi) endoplazmatik to‘r (endoplasmic reticulum) sisternalariga o‘xshash membranali bo‘linma bilan o‘rab olinadi. Natijada bu qism sitoplazmaning qolgan qismidan ikki membrana orqali ajralib turadi.
Ushbu chiqarib tashlanayotgan organellalar va sitoplazma bo‘lagini o‘rab turuvchi ikki membranali organellalar autofagosomalar deb ataladi. Autofagosomalar lizosomalar bilan qo‘shilib, autofagolizosomalarni hosil qiladi; aynan shu yerda organellalar va autofagosoma tarkibining qolgan qismi hazm qilinadi.
Ko‘rinishidan, makroautofagiya ham ancha nospesifik jarayon, biroq ko‘pincha aynan shu yo‘l bilan hujayra «xizmat muddatini o‘tab bo‘lgan» organellalardan (mitoxondriylar, ribosomalar va boshqalar) xalos bo‘lishi ta’kidlanadi.
Shaperon vositachiligidagi autofagiya
Uchinchi tur — shaperon vositachiligidagi autofagiya (chaperone-mediated autophagy). Bu usulda qisman denaturatsiyaga uchragan oqsillar sitoplazmadan lizosoma membranasi orqali uning bo‘shlig‘iga yo‘naltirilgan tarzda o‘tkaziladi va u yerda hazm qilinadi.
Bu turdagi autofagiya faqat sutemizuvchilarda tasvirlangan bo‘lib, u stress (masalan, ochlik yoki jismoniy zo‘riqish) ta’sirida induktsiyalanadi. Jarayon sitoplazmadagi hsp-70 oilasiga mansub shaperon oqsillari, yordamchi oqsillar va shaperon–tashilayotgan oqsil kompleksining lizosomaga kirishini ta’minlaydigan membrana retseptori sifatida xizmat qiluvchi LAMP-2 ishtirokida kechadi.
Autofagiyaning boshqarilishi
Bu bo‘limda manbalarga havolalar yetarli emas (qarang: manbalarni qidirish bo‘yicha tavsiyalar). Ma’lumot tekshiriladigan bo‘lishi zarur, aks holda u maqoladan olib tashlanishi mumkin. Siz maqolani tahrir qilib, ishonchli manbalarga izoh ko‘rinishida havolalar qo‘shishingiz mumkin. (1 sentabr 2020 yil)
Autofagiya odatdagi sharoitlarda ham har qanday normal hujayra hayot faoliyatini doimo kuzatib boradigan jarayondir.
Autofagiya jarayonlarining kuchayishiga olib kelishi mumkin bo‘lgan asosiy stimullar:
- oziq moddalarning yetishmasligi;
- sitoplazmada zararlangan organellalarning mavjudligi;
- sitoplazmada qisman denaturatsiyaga uchragan oqsillar va ularning agregatlari mavjudligi.
Ochlikdan tashqari, autofagiya oksidlovchi stress yoki toksik stress bilan ham induktsiyalanishi mumkin. Hozirgi vaqtda xamirturushlarda autofagiyani boshqaruvchi genetik mexanizmlar batafsil o‘rganilmoqda. Masalan, autofagosomalar hosil bo‘lishi uchun Atg oilasiga mansub ko‘plab oqsillarning (autophagosome-related proteins) faolligi talab etiladi. Ushbu oqsillarning gomologlari sutemizuvchilarda (jumladan, insonda) va o‘simliklarda ham topilgan.
Autofagiyaning normal va patologik jarayonlardagi ahamiyati
Autofagiya — hujayralarni keraksiz bo‘lib qolgan organellalardan, organizmni esa keraksiz hujayralardan xalos bo‘lishining usullaridan biridir. Ayniqsa, autofagiya embriogenez jarayonida, ya’ni o‘z-o‘zini dasturlovchi hujayra o‘limi (programmalangan hujayra o‘limi)da muhim ahamiyatga ega. Hozir bu autofagiya varianti ko‘proq kaspazaga bog‘liq bo‘lmagan apoptoz (caspase-independent apoptosis) deb yuritiladi. Agar bu jarayonlar buzilsa va yemirilgan hujayralar o‘z vaqtida yo‘q qilinmasa, embrion aksariyat hollarda yashashga qodir bo‘lmay qoladi.
Ba’zan autofagiya tufayli hujayra ozuqa moddalar va energiya tanqisligini qisman qoplay oladi va normal hayot faoliyatiga qaytadi. Aksincha, autofagiya jarayonlarining ortiqcha kuchayishi natijasida hujayralar yemirilib ketadi, ularning o‘rnini esa ko‘pincha biriktiruvchi to‘qima egallaydi. Bunday buzilishlar yurak yetishmovchiligi rivojlanish sabablaridan biri hisoblanadi. Autofagiya jarayonidagi buzilishlar o‘lik hujayra qismlari o‘z vaqtida tozalanmasa, yallig‘lanish jarayonlariga ham olib kelishi mumkin.
Autofagiyaning buzilishi ayniqsa miopatiyalar (muskul kasalliklari) va neyrodegenerativ kasalliklar rivojlanishida katta (garchi to‘liq tushuntirib bo‘lmagan) rol o‘ynaydi. Masalan, Altsgeymer kasalligida zararlangan miya sohalaridagi neyron o‘simtalarida lizosomalar bilan qo‘shilmaydigan va hujayra tanasiga transport qilinmaydigan yetilmagan autofagosomalar to‘planishi kuzatiladi.
Neyronlarda to‘planishi natijasida mos ravishda Xantington kasalligi va Parkinson kasalligini keltirib chiqaradigan mutant huntingtin va alfa-sinuklein oqsillari shaperon vositachiligidagi autofagiya jarayonida yutilib, hazm qilinadi. Bu jarayonning faollashishi ularning neyronlarda agregatlar (tugunlar) hosil qilishini oldini oladi.
Tadqiqotlar tarixi
2016 yilda Stokgolmda autofagiya mexanizmlarini kashf etish va o‘rganish uchun yapon olimi Yoshinori Osumiga fiziologiya va tibbiyot bo‘yicha Nobel mukofoti topshirilgan.
