VIMENTIN: RAKSTUROJUMS, STRUKTŪRA, FUNKCIJAS UN PIELIETOJUMS - BIOLOĢIJA - 2025

Vimentin ir šķiedrains proteīns par 57 kDa, kas ir daļa no starpšūnu ANOTĀCIJA Šūnas skelets. Tas ir daļa no tā sauktajiem starpposma pavedieniem un ir pirmais no šiem elementiem, kas veidojas jebkura veida eikariotu šūnās. Tas galvenokārt atrodams embrionālās šūnās un paliek dažās pieaugušo šūnās, piemēram, endotēlija un asins šūnās.

Daudzus gadus zinātnieki uzskatīja, ka citosols ir sava veida želeja, kurā peldēja šūnu organellas un atšķaidīti olbaltumvielas. Tomēr viņi tagad atzīst, ka realitāte ir sarežģītāka un ka olbaltumvielas veido sarežģītu pavedienu un mikrotubulu tīklu, ko viņi ir nodēvējuši par citoskeletu.

Starpposma pavediena olbaltumvielas, brūces spoles reģions, vimentīna spole. Uzņemts un rediģēts no: Jawahar Swaminathan un MSD darbiniekiem Eiropas Bioinformatikas institūtā.

raksturojums

Vimentin ir šķiedru starpposma pavedienu proteīns, 57 kDa, un satur 466 aminoskābes. Tas ir izplatīts kā mezenhimālo, embrionālo, endotēlija un asinsvadu šūnu citoskeleta daļa. Šo olbaltumvielu reti sastopams organismos, kas nav eikarioti, taču dažās baktērijās tas tomēr ir izolēts.

Vimentīns ir sāniski vai termināli pievienots endoplazmatiskajam retikulum, mitohondrijiem un kodolam.

Mugurkaulnieku organismos vimentīns ir ļoti konservēts proteīns un ir cieši saistīts ar imūno reakciju un zema blīvuma lipīdu kontroli un transportēšanu.

Uzbūve

Vimentīns ir vienkārša molekula, kurai, tāpat kā visiem starpposma pavedieniem, ir centrālais alfa-spirālveida domēns. Tās galos (aste un galva) tai ir amino (galva) un karboksil (aste) domēni bez spirāles vai bez spirālveida.

Alfa-spirālveida sekvences attēlo hidrofobās aminoskābes, kas kalpo hidrofobā blīvējuma veidošanai uz spirālveida virsmas vai veicina to veidošanos.

Citoskelets

Kā norāda nosaukums, tas ir eikariotu šūnu strukturālais atbalsts. Tas iet no plazmas membrānas iekšējās virsmas uz kodolu. Papildus kalpošanai kā skelets, ļaujot šūnām iegūt un saglabāt savu formu, tai ir arī citas svarīgas funkcijas.

Starp tiem ir dalība šūnu kustībā, kā arī tās dalīšanas procesā. Tas arī atbalsta intracelulāros organellus un ļauj tiem aktīvi pārvietoties citosolā, kā arī piedalās dažos starpšūnu savienojumos.

Turklāt daži pētnieki apgalvo, ka fermenti, kas, domājams, atrodas šķīdumā citosolā, faktiski ir noenkuroti citoskeletonā, un viena un tā paša metabolisma ceļa fermentiem jāatrodas tuvu viens otram.

Citoskeleta struktūras elementi

Citoskeletonā ir trīs galvenie strukturālie elementi: mikrotubulas, mikrofilamenti un starpposma pavedieni. Šie elementi ir sastopami tikai eikariotu šūnās. Katram no šiem elementiem ir raksturīgs izmērs, struktūra un starpšūnu sadalījums, un katram no tiem ir arī atšķirīgs sastāvs.

Mikrotubulas

Mikrotubulas veido tubulīna heterodimeri. Viņiem ir cauruļveida forma, līdz ar to to nosaukums, ar diametru 25 nm un dobu centru. Tie ir lielākie citoskeleta elementi. Tā garums svārstās no mazāk nekā 200 nm līdz vairākiem mikrometriem.

Tās sienu parasti veido 13 protofilamenti, kas izvietoti ap centrālo lūmenu (caurumu). Ir divas mikrotubulu grupas: no vienas puses, aksonēmas mikrotubulas, kas saistītas ar cilijas un flagellas kustību. No otras puses, ir citoplazmas mikrotubulas.

Pēdējām ir dažādas funkcijas, ieskaitot dzīvnieku šūnu, kā arī nervu šūnu aksonu, organizēšanu un uzturēšanu. Viņi ir iesaistīti arī mitotisko un meiotisko vārpstu veidošanā šūnu dalīšanās laikā, kā arī pūslīšu un citu organellu orientācijā un kustībā.

Mikrošķiedras

Tie ir pavedieni, kas sastāv no aktīna, olbaltumvielām, kas satur 375 aminoskābes, un molekulmasa ir aptuveni 42 kDa. Šo pavedienu diametrs ir mazāks par trešdaļu no mikrotubulu diametra (7 nm), kas padara tos par mazākajiem citoskeleta pavedieniem.

Tās atrodas lielākajā daļā eikariotu šūnu un tām ir dažādas funkcijas; viņu vidū piedalās šūnu formas attīstībā un uzturēšanā. Turklāt viņi mijiedarbībā ar miozīnu piedalās lokomotorās aktivitātēs, gan amoeboid kustībā, gan muskuļu kontrakcijās.

Citokinēzes (citoplazmas dalīšanas) laikā viņi ir atbildīgi par segmentācijas rievu veidošanos. Visbeidzot, viņi arī piedalās šūnu un šūnu un ārpusšūnu matricas savienojumos.

Citoskelets Filamento olbaltumvielu tīkls šūnu citoplazmā. Uzņemts un rediģēts no: Alise Avelino.

Starpposma pavedieni

Ar aptuveno diametru 12 nm vidējie pavedieni ir tie, kuriem ir vislielākā stabilitāte, un tie ir arī vismazāk šķīstošie no elementiem, kas veido citoskeletu. Tie ir sastopami tikai daudzšūnu organismos.

Tā nosaukums ir saistīts ar faktu, ka tā lielums ir starp mikrotubulām un mikrošķiedrām, kā arī starp aktīna un miozīna pavedieniem muskuļos. Tos var atrast atsevišķi vai grupās, kas veido saišķus.

Tos veido galvenais proteīns un dažādi papildu proteīni. Šie proteīni ir raksturīgi katram audam. Starpposmi ir sastopami tikai daudzšūnu organismos, un atšķirībā no mikrotubulēm un mikrofilameniem tiem ir ļoti atšķirīga aminoskābju secība no viena auda uz otru.

Balstoties uz šūnas un / vai audu veidu, kur tie atrodami, starpposmi ir sagrupēti sešās klasēs.

I klase

Sastāv no skābiem citokeratīniem, kas nodrošina mehānisku pretestību epitēlija audiem. Tā molekulmasa ir 40-56,5 kDa

II klase

To veido pamata citokeratīni, kas ir nedaudz smagāki par iepriekšējiem (53-67 kDa), un tie palīdz tiem radīt mehānisku pretestību epitēlija audiem.

III klase

Pārstāv vimentīns, desmīns un GFA proteīns, kas galvenokārt atrodami attiecīgi mezenhimālajās šūnās (kā minēts iepriekš), embrionālās un muskuļu šūnās. Viņi palīdz piešķirt katrai no šīm šūnām raksturīgo formu.

IV klase

Tie ir neirofilamentu proteīni. Papildus nervu šūnu aksonu nostiprināšanai viņi arī nosaka to lielumu.

V klase

Pārstāv lamines, kas veido kodola sastatnes (kodola lamines). Tie atrodas visu veidu šūnās

VI klase

Veido nestīns, 240 kDa molekula, kas atrodama nervu cilmes šūnās un kuras funkcija joprojām nav zināma.

Vimentīna funkcija

Vimentin piedalās daudzos fizioloģiskos procesos, taču tas galvenokārt izceļas ar stingrības un pretestības pieļaušanu šūnām, kas to satur, izvairoties no šūnu bojājumiem. Tie saglabā organellus citosolā. Viņi ir iesaistīti arī šūnu piestiprināšanā, migrācijā un signalizācijā.

Lietojumprogrammas

Ārsts

Medicīniskie pētījumi norāda, ka normālā un progresējošā vēža metastāžu attīstības laikā vimentīns darbojas kā šūnu marķieris, kas iegūts no mezenhīma.

Citi pētījumi norāda, ka antivielas vai imūnās šūnas, kas satur VIM gēnu (gēnu, kas kodē vimentīnu), var izmantot kā marķierus histopatoloģijā un bieži epitēlija un mezenhimālo audzēju noteikšanai.

Farmācija un biotehnoloģija

Farmaceitiskās un biotehnoloģijas nozares daudzu citu starpā ir plaši izmantojušas vimentīna īpašības un daudzu citu starpā izmantojušas tādu nozīmīgu produktu ražošanā kā ģenētiski modificētas antivielas, vimentīna proteīni, ELISA komplekti un DNS papildinošie produkti.

Antivielu pret vimentīnu imūnfluorescences shēma. Ražo, izmantojot serumu no pacienta HEp-20-10 šūnās ar FITC konjugātu. Uzņemts un rediģēts no: Simon Caulton.

Atsauces

1. Kas ir Vimentin? Atgūts no: technologynetworks.com.
2. MT Cabeen un C. Jacobs-Wagner (2010). Baktēriju citoskelets. Ikgadējais ģenētikas pārskats.
3. Vimentins. Atgūts no vietnes en.wikipedia.org.
4. WM Becker, LJ Kleinsmith un J. Hardin. (2006). Šūnas pasaule. 6 ^th izdevums. Pearson Education Inc,
5. H. Hermans un U. Aebi (2000). Starpposmi un to asociētie elementi: daudztalantīgi struktūras elementi, kas nosaka citoarhitektūru un citodinamiku. Pašreizējais viedoklis šūnu bioloģijā
6. DE Ingbers (1998). Dzīves arhitektūra. Zinātniskais amerikānis.