Vlastnosti, struktura, funkce a použití vimentinu

3082
Sherman Hoover

The vimentin je to jeden z 57 kDa vláknitých proteinů, které jsou součástí intracelulárního cytoskeletu. Je součástí takzvaných intermediálních vláken a je prvním z těchto prvků, které se tvoří v jakémkoli typu eukaryotické buňky. Nachází se hlavně v embryonálních buňkách a zůstává v některých dospělých buňkách, jako jsou endoteliální a krevní buňky..

Po mnoho let vědci věřili, že cytosol je druh gelu, ve kterém se vznášejí buněčné organely a v ředění jsou proteiny. Nyní však uznávají, že realita je složitější a že proteiny tvoří složitou síť vláken a mikrotubulů, které nazvali cytoskelet..

Protein intermediárního vlákna, oblast vinuté cívky, vimentinová cívka. Převzato a upraveno: Jawahar Swaminathan a zaměstnanci MSD v Evropském institutu pro bioinformatiku [Public Domain Domain].

Rejstřík článků

  • 1 Funkce
  • 2 Struktura
  • 3 Cytoskelet
  • 4 Strukturní prvky cytoskeletu
    • 4.1 Mikrotubuly
    • 4.2 Mikrovlákna
    • 4.3 Mezivlákna
  • 5 Role vimentinu
  • 6 použití
    • 6.1 Lékařské
    • 6.2 Farmaceutické a biotechnologie
  • 7 Reference

Vlastnosti

Vimentin je vláknitý intermediární vláknitý protein 57kDa a obsahuje 466 aminokyselin. Je běžný jako součást cytoskeletu mezenchymálních, embryonálních, endoteliálních a vaskulárních buněk. Je vzácné najít tento protein v neeukaryotických organismech, přesto byl izolován v některých bakteriích.

Vimentin je laterálně nebo terminálně připojen k endoplazmatickému retikulu, mitochondriím a jádru.

U organismů obratlovců je vimentin vysoce konzervovaným proteinem a úzce souvisí s imunitní odpovědí a kontrolou a transportem lipidů s nízkou hustotou..

Struktura

Vimentin je jednoduchá molekula, která má stejně jako všechna přechodná vlákna centrální alfa-helikální doménu. Na svých koncích (ocas a hlava) má amino (hlava) a karboxyl (ocas) domény bez šroubovice nebo jiné než spirálové..

Alfa-helikální sekvence představují vzor hydrofobních aminokyselin, které slouží nebo přispívají k tvorbě hydrofobního těsnění na šroubovicovém povrchu..

Cytoskelet

Jak název napovídá, jedná se o strukturální podporu eukaryotických buněk. Prochází z vnitřní strany plazmatické membrány do jádra. Kromě toho, že slouží jako kostra a umožňuje buňkám získávat a udržovat svůj tvar, má i další důležité funkce.

Mezi nimi je účast na buněčném pohybu i na jeho dělícím procesu. Podporuje také intracelulární organely a umožňuje jim aktivně se pohybovat v cytosolu a účastnit se některých mezibuněčných spojů..

Někteří vědci navíc tvrdí, že enzymy, o nichž se předpokládá, že jsou v roztoku v cytosolu, jsou ve skutečnosti ukotveny v cytoskeletu a enzymy stejné metabolické dráhy musí být umístěny blízko sebe..

Strukturní prvky cytoskeletu

Cytoskelet má tři hlavní strukturní prvky: mikrotubuly, mikrofilamenta a střední vlákna. Tyto prvky se nacházejí pouze v eukaryotických buňkách. Každý z těchto prvků má charakteristickou velikost, strukturu a intracelulární distribuci a každý má také jiné složení.

Mikrotubuly

Mikrotubuly jsou složeny z tubulinových heterodimerů. Mají trubkovitý tvar, odtud i jejich název, o průměru 25 nm a dutém středu. Jsou to největší prvky cytoskeletu. Jeho délka se pohybuje mezi méně než 200 nm a několika mikrometry.

Jeho stěna je obvykle tvořena 13 protofilamenty, uspořádanými kolem centrálního lumenu (dutého). Existují dvě skupiny mikrotubulů: na jedné straně mikrotubuly axonému související s pohybem řasinek a bičíků. Na druhou stranu jsou to cytoplazmatické mikrotubuly.

Ty mají různé funkce, včetně organizace a udržování tvaru zvířecích buněk, stejně jako axonů nervových buněk. Podílejí se také na tvorbě mitotických a meiotických vřeten během dělení buněk a na orientaci a pohybu vezikul a dalších organel..

Mikrovlákna

Jsou to vlákna složená z aktinu, proteinu o 375 aminokyselinách a molekulové hmotnosti asi 42 kDa. Tato vlákna mají průměr menší než třetinu průměru mikrotubulů (7 nm), což z nich činí nejmenší vlákna cytoskeletu..

Jsou přítomny ve většině eukaryotických buněk a mají různé funkce; mezi nimi se podílejí na vývoji a udržování buněčné formy. Kromě toho se prostřednictvím interakce s myosinem účastní pohybových aktivit, a to jak améboidního pohybu, tak svalových kontrakcí..

Během cytokineze (cytoplazmatické dělení) jsou zodpovědní za produkci segmentačních rýh. Nakonec se také podílejí na spojeních buňka-buňka a buňka-extracelulární matice..

Cytoskelet Síť vláknitých proteinů v buněčné cytoplazmě. Převzato a upraveno z: Alice Avelino [CC BY-SA 4.0].

Mezilehlá vlákna

S přibližným průměrem 12 nm jsou střední vlákna vlákna s největší stabilitou a jsou také nejméně rozpustná z prvků, které tvoří cytoskelet. Nalezeno pouze v mnohobuněčných organismech.

Jeho název pochází ze skutečnosti, že jeho velikost je mezi velikostí mikrotubulů a mikrofilament, stejně jako mezi velikostí aktinových a myosinových vláken ve svalech. Lze je najít jednotlivě nebo ve skupinách tvořících svazky.

Skládají se z hlavního proteinu a různých doplňkových proteinů. Tyto proteiny jsou specifické pro každou tkáň. Meziproduktová vlákna se nacházejí pouze v mnohobuněčných organismech a na rozdíl od mikrotubulů a mikrofilamentů mají velmi odlišnou aminokyselinovou sekvenci z jedné tkáně do druhé..

Na základě typu buňky a / nebo tkáně, kde se nacházejí, jsou střední vlákna seskupena do šesti tříd.

Třída I.

Je tvořen kyselými cytokeratiny, které dodávají mechanickou odolnost epiteliální tkáni. Jeho molekulová hmotnost je 40-56,5 kDa

Třída II

Skládá se ze základních cytokeratinů, které jsou o něco těžší než předchozí (53-67 kDa) a pomáhají jim mechanicky odolávat epiteliální tkáni..

Třída III

Představuje vimentin, desmin a GFA protein, které se vyskytují hlavně v mezenchymálních buňkách (jak již bylo zmíněno výše), v embryonálních a svalových buňkách. Pomáhají dát každé z těchto buněk jejich charakteristický tvar.

Třída IV

Jsou to proteiny neurofilament. Kromě vyztužení axonů nervových buněk také určují jejich velikost.

Třída V

Představované vrstvami, které tvoří jaderné lešení (jaderné vrstvy). Jsou přítomny ve všech typech buněk

Třída VI

Je tvořen nestinem, molekulou 240 kDa, která se nachází v nervových kmenových buňkách a jejíž funkce zůstává neznámá.

Funkce vimentinu

Vimentin se účastní mnoha fyziologických procesů, ale vyniká hlavně tím, že umožňuje tuhost a odolnost vůči buňkám, které jej obsahují, aby se zabránilo poškození buněk. Zachovávají organely v cytosolu. Jsou také zapojeni do připevňování buněk, migrace a signalizace..

Aplikace

Doktor

Lékařské studie naznačují, že vimentin působí jako marker buněk odvozených z mezenchymu během normálního a progresivního vývoje rakovinových metastáz.

Další studie naznačují, že protilátky nebo imunitní buňky, které obsahují gen VIM (gen, který kóduje vimentin), lze použít jako markery v histopatologii a často k detekci epiteliálních a mezenchymálních nádorů..

Farmaceutické a biotechnologie

Farmaceutický a biotechnologický průmysl široce využíval výhod vimentinu a používal jej k výrobě důležité řady produktů, jako jsou geneticky upravené protilátky, vimentinové proteiny, soupravy ELISA a doplňkové produkty DNA..

Imunofluorescenční profil protilátek proti vimentinu. Vyrábí se pomocí séra od pacienta v buňkách HEp-20-10 s konjugátem FITC. Převzato a upraveno z: Simon Caulton [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)].

Reference

  1. Co je Vimentin? Obnoveno z: technologynetworks.com.
  2. M.T. Cabeen & C. Jacobs-Wagner (2010). Bakteriální cytoskelet. Výroční přehled genetiky.
  3. Vimentin. Obnoveno z en.wikipedia.org.
  4. W.M. Becker, L.J. Kleinsmith & J. Hardin. (2006). Svět buňky. 6th edice. Pearson Education Inc.,
  5. H. Herrmann a U. Aebi (2000). Mezivlákna a jejich spolupracovníci: Multitalentované strukturní prvky specifikující cytoarchitekturu a cytodynamiku. Současný názor na buněčnou biologii
  6. Z. Ingber (1998). Architektura života. Scientific American.

Zatím žádné komentáře