VIMENTIN: CHARAKTERISTIKA, ŠTRUKTÚRA, FUNKCIE A POUŽITIA - BIOLÓGIE - 2025

Vimentin je vláknitý proteín 57 kDa, ktoré sú súčasťou intracelulárnu cytoskeletu. Je súčasťou takzvaných medziproduktov a je prvým z týchto prvkov, ktoré sa tvoria v akomkoľvek type eukaryotickej bunky. Nachádza sa hlavne v embryonálnych bunkách a zostáva v niektorých dospelých bunkách, ako sú endoteliálne a krvné bunky.

Po mnoho rokov vedci verili, že cytosol je druh gélu, v ktorom sa vznášajú bunkové organely a v riedení sú bielkoviny. Teraz si však uvedomujú, že realita je zložitejšia a že proteíny tvoria komplexnú sieť filamentov a mikrotubulov, ktoré nazývajú cytoskelet.

Proteín medziproduktu, oblasť navinutej cievky, cievka vimentínu. Prevzaté a upravené: Jawahar Swaminathan a pracovníci MSD pri Európskom inštitúte bioinformatiky.

vlastnosti

Vimentín je vláknitý medziproduktový vláknitý proteín, 57 kDa a obsahuje 466 aminokyselín. To je bežné ako súčasť cytoskeletu mezenchymálnych, embryonálnych, endoteliálnych a vaskulárnych buniek. Je zriedkavé nájsť tento proteín v neeukaryotických organizmoch, ale napriek tomu bol izolovaný v niektorých baktériách.

Vimentín je laterálne alebo terminálne pripojený k endoplazmatickému retikulu, mitochondrii a jadru.

V organizmoch stavovcov je vimentín vysoko konzervovaným proteínom a úzko súvisí s imunitnou odpoveďou a kontrolou a transportom lipidov s nízkou hustotou.

štruktúra

Vimentín je jednoduchá molekula, ktorá má, ako všetky stredné vlákna, centrálnu alfa-helikálnu doménu. Na svojich koncoch (chvost a hlava) má amino (hlavovú) a karboxylovú (koncovú) doménu bez helixov alebo nes helikálnych.

Alfa-helikálne sekvencie predstavujú profil hydrofóbnych aminokyselín, ktoré slúžia alebo prispievajú k tvorbe hydrofóbneho utesnenia na helikálnom povrchu.

Cytoskelet

Ako už názov napovedá, jedná sa o štrukturálnu podporu eukaryotických buniek. Prechádza z vnútornej strany plazmovej membrány do jadra. Okrem toho, že slúži ako kostra, ktorá umožňuje bunkám získať a udržať si svoj tvar, má aj ďalšie dôležité funkcie.

Medzi nimi je účasť na bunkovom hnutí, ako aj na jeho procese delenia. Podporuje tiež intracelulárne organely a umožňuje im aktívny pohyb v cytosole a zúčastňuje sa na niektorých medzibunkových spojeniach.

Niektorí vedci okrem toho tvrdia, že enzýmy, o ktorých sa predpokladá, že sú v roztoku v cytosole, sú skutočne ukotvené v cytoskelete a enzýmy rovnakej metabolickej cesty sa musia nachádzať blízko seba.

Štrukturálne prvky cytoskeletu

Cytoskelet má tri hlavné štruktúrne prvky: mikrotubuly, mikrovlákna a stredné vlákna. Tieto prvky sa nachádzajú iba v eukaryotických bunkách. Každý z týchto prvkov má charakteristickú veľkosť, štruktúru a vnútrobunkovú distribúciu a každý má tiež odlišné zloženie.

mikrotubuly

Mikrotubuly sú tvorené tubulínovými heterodimérmi. Majú rúrkovitý tvar, odtiaľ ich názov, s priemerom 25 nm a dutým stredom. Sú to najväčšie prvky cytoskeletu. Jeho dĺžka sa pohybuje od menej ako 200 nm do niekoľkých mikrometrov.

Jeho stena je zvyčajne tvorená 13 protofilamentmi usporiadanými okolo centrálneho lúmenu (diery). Existujú dve skupiny mikrotubúl: na jednej strane mikrotubuly axonému súvisiace s pohybom rias a bičíkov. Na druhej strane sú to cytoplazmatické mikrotubuly.

Tie majú rôzne funkcie, vrátane organizovania a udržiavania tvaru živočíšnych buniek, ako aj axónov nervových buniek. Podieľajú sa tiež na tvorbe mitotických a meiotických vretien počas delenia buniek a na orientácii a pohybe vezikúl a iných organel.

mikrovlákna

Sú to vlákna vyrobené z aktínu, proteínu s 375 aminokyselinami a molekulovej hmotnosti asi 42 kDa. Tieto vlákna majú priemer menší ako tretina priemeru mikrotubulov (7 nm), čo z nich robí najmenšie vlákna cytoskeletu.

Vyskytujú sa vo väčšine eukaryotických buniek a majú rôzne funkcie; medzi nimi sa zúčastňujú na vývoji a udržiavaní bunkovej formy. Okrem toho sa podieľajú na lokomotorických činnostiach, ako je pohyb amoeboidov, tak aj svalové kontrakcie prostredníctvom interakcie s myozínom.

Počas cytokinézy (cytoplazmatické delenie) sú zodpovedné za vytváranie segmentačných drážok. Nakoniec sa tiež podieľajú na spojoch bunka-bunka a bunka-extracelulárna matrica.

cytoskelet Sieť vláknitých proteínov v bunkovej cytoplazme. Prevzaté a upravené: Alice Avelino.

Medziprodukty

S približným priemerom 12 nm sú medziľahlé vlákna tie s najväčšou stabilitou a sú tiež najmenej rozpustné z prvkov, ktoré tvoria cytoskelet. Vyskytujú sa iba vo viacbunkových organizmoch.

Jeho názov je spôsobený skutočnosťou, že jeho veľkosť je medzi veľkosťou mikrotubulov a mikrofilamentov, ako aj veľkosťou aktínových a myozínových filamentov vo svaloch. Možno ich nájsť jednotlivo alebo v skupinách, ktoré tvoria zväzky.

Sú tvorené hlavným proteínom a rôznymi doplnkovými proteínmi. Tieto proteíny sú špecifické pre každé tkanivo. Medziproduktové vlákna sa vyskytujú iba vo viacbunkových organizmoch a na rozdiel od mikrotubulov a mikrofilamentov majú veľmi odlišnú aminokyselinovú sekvenciu od jedného tkaniva k druhému.

Na základe typu bunky a / alebo tkaniva, kde sa nachádzajú, sú stredné vlákna zoskupené do šiestich tried.

Trieda I

Skladá sa z kyslých cytokeratínov, ktoré poskytujú mechanickú odolnosť voči epitelovému tkanivu. Jeho molekulová hmotnosť je 40 až 56,5 kDa

Trieda II

Skladá sa zo základných cytokeratínov, ktoré sú o niečo ťažšie ako tie predchádzajúce (53 - 67 kDa) a pomáhajú im dať mechanickú odolnosť epitelovému tkanivu.

Trieda III

Reprezentované vimentínom, desminom a GFA proteínom, ktoré sa nachádzajú hlavne v mezenchymálnych bunkách (ako už bolo uvedené), embryonálnych a svalových bunkách. Pomáhajú dať každej z týchto buniek jej charakteristický tvar.

Trieda IV

Sú to proteíny neurofilamentov. Okrem spevnenia axónov nervových buniek tiež určujú ich veľkosť.

Trieda V

Zastúpené lamelami, ktoré tvoria jadrové lešenie (jadrové laminae). Sú prítomné vo všetkých typoch buniek

Trieda VI

Tvorí nestín, molekula 240 kDa, ktorá sa nachádza v nervových kmeňových bunkách a ktorej funkcia zostáva neznáma.

Funkcia vimentínu

Vimentín sa podieľa na mnohých fyziologických procesoch, ale vyniká predovšetkým tým, že umožňuje rigiditu a odolnosť voči bunkám, ktoré ho obsahujú, čím sa zabráni poškodeniu buniek. Zachovávajú si organely v cytosóle. Zúčastňujú sa tiež na pripájaní buniek, migrácii a signalizácii.

aplikácia

lekár

Lekárske štúdie naznačujú, že vimentín pôsobí ako marker buniek odvodených od mezenchýmu počas normálneho a progresívneho vývoja metastázovania rakoviny.

Ďalšie štúdie naznačujú, že protilátky alebo imunitné bunky, ktoré obsahujú gén VIM (gén kódujúci vimentín), sa môžu použiť ako markery v histopatológii a často na detekciu epitelových a mezenchymálnych nádorov.

Farmaceutické a biotechnológie

Farmaceutický a biotechnologický priemysel vo veľkej miere využil vlastnosti vimentínu a okrem iného ho použil na výrobu dôležitého množstva produktov, ako sú geneticky upravené protilátky, proteíny vimentínu, súpravy ELISA a komplementárne produkty DNA.

Imunofluorescenčný obraz protilátok proti vimentínu. Vyrába sa s použitím séra od pacienta v bunkách HEp-20-10 s konjugátom FITC. Prevzaté a upravené: Simon Caulton.

Referencie

1. Čo je Vimentin? Obnovené z: technologynetworks.com.
2. MT Cabeen a C. Jacobs-Wagner (2010). Bakteriálny cytoskelet. Ročný prehľad genetiky.
3. Vimentin. Obnovené z en.wikipedia.org.
4. WM Becker, LJ Kleinsmith a J. Hardin. (2006). Svet bunky. 6 ^th edition. Pearson Education Inc,
5. H. Herrmann a U. Aebi (2000). Medziproduktové vlákna a ich spolupracovníci: Mnohokrajné štrukturálne prvky špecifikujúce cytoarchitektúru a cytodynamiku. Aktuálne stanovisko v Cell Biology
6. DE Ingber (1998). Architektúra života. Scientific American.