VIMENTIN: ZNAČILNOSTI, STRUKTURA, FUNKCIJE IN UPORABE - BIOLOGIJA - 2026

Vimentin je vlaknat protein 57 kDa, ki so del znotrajcelične citoskeleta. Je del tako imenovanih vmesnih filamentov in je prvi od teh elementov, ki se tvori v kateri koli vrsti evkariontske celice. Najdemo ga predvsem v embrionalnih celicah, ostaja pa v nekaterih odraslih celicah, kot so endotelne in krvne celice.

Znanstveniki so dolga leta verjeli, da je citosol nekakšen gel, v katerem so plavale celične organele in v redčenju beljakovine. Vendar zdaj priznavajo, da je resničnost kompleksnejša in da beljakovine tvorijo kompleksno mrežo filamentov in mikrotubul, ki so jih poimenovali citoskelet.

Beljakovina vmesne nitke, območje rane tuljave, vimentin tuljava. Vzeta in uredila: Jawahar Swaminathan in osebje MSD na Evropskem inštitutu za bioinformatiko.

značilnosti

Vimentin je vlaknast vmesni protein filamenta, 57kDa in vsebuje 466 aminokislin. Pogosta je kot del citoskeleta mezenhimskih, embrionalnih, endotelnih in vaskularnih celic. Redko najdemo ta protein v neevkariontskih organizmih, vendar je bil kljub temu izoliran v nekaterih bakterijah.

Vimentin je bočno ali končno vezan na endoplazemski retikulum, mitohondrije in jedro.

V vretenčarskih organizmih je vimentin zelo ohranjen protein in je tesno povezan z imunskim odzivom ter nadzorom in prevozom lipidov z nizko gostoto.

Struktura

Vimentin je preprosta molekula, ki ima tako kot vsi vmesni filamenti osrednjo alfa-spiralno domeno. Na koncih (rep in glava) ima amino (glavo) in karboksilno (repno) domeno brez vijačnic ali ne-spiralnih.

Alfa-spiralne sekvence predstavljajo vzorec hidrofobnih aminokislin, ki služijo ali prispevajo k tvorbi hidrofobnega tesnila na spiralni površini.

Citoskelet

Kot pove že njegovo ime, gre za strukturno podporo evkariontskih celic. Od notranjega obraza plazemske membrane gre do jedra. Poleg tega, da služi kot okostju, omogoča celicam, da pridobijo in ohranijo svojo obliko, ima tudi druge pomembne funkcije.

Med njimi je sodelovanje v gibanju celic in tudi v procesu delitve. Prav tako podpira znotrajcelične organele in jim omogoča aktivno gibanje znotraj citosola ter sodeluje v nekaterih medceličnih stičiščih.

Poleg tega nekateri raziskovalci trdijo, da so encimi, za katere se verjame, da so v raztopini v citosolu, dejansko zasidrani na citoskelet in da morajo biti encimi iste presnovne poti nameščeni blizu drug drugega.

Strukturni elementi citoskeleta

Citoskelet ima tri glavne strukturne elemente: mikrotubule, mikrofilamente in vmesne filamente. Te elemente najdemo le v evkariontskih celicah. Vsak od teh elementov ima značilno velikost, strukturo in znotrajcelično porazdelitev, vsak pa ima tudi drugačno sestavo.

Mikrotubule

Mikrotubuli so sestavljeni iz tubulinskih heterodimerov. Imajo cevasto obliko, od tod tudi njihovo ime, s premerom 25 nm in votlim središčem. So največji elementi citoskeleta. Njegova dolžina se giblje med manj kot 200 nm in več mikrometrov.

Njegova stena je običajno sestavljena iz 13 protofilamentov, razporejenih okoli osrednjega lumena (luknje). Obstajata dve skupini mikrotubul: na eni strani mikrotubule aksoneme, povezane z gibanjem cilijev in flagelov. Na drugi strani so citoplazemski mikrotubuli.

Slednje imajo različne funkcije, vključno z organiziranjem in vzdrževanjem oblike živalskih celic, pa tudi aksonov živčnih celic. Prav tako sodelujejo pri nastajanju mitotičnih in mejotskih vretenov med delitvijo celic ter pri orientaciji in gibanju veziklov in drugih organelov.

Mikrofilamenti

So nitke, sestavljene iz aktina, beljakovine 375 aminokislin in molekulske mase približno 42 kDa. Ti filamenti imajo premer manj kot tretjino premera mikrotubul (7 nm), zaradi česar so najmanjši nitki citoskeleta.

Prisotni so v večini evkariontskih celic in imajo različne funkcije; med njimi sodelujejo pri razvoju in vzdrževanju oblike celic. Poleg tega sodelujejo pri lokomotornih aktivnostih, tako pri gibanju ameboidov kot pri krčenju mišic, z interakcijo z miozinom.

Med citokinezo (delitev citoplazme) so odgovorni za nastanek segmentnih žlebov. Nazadnje sodelujejo tudi v stikih med celicami in celicami in zunajceličnimi matriki.

Citoskelet Mreža nitastih beljakovin v celični citoplazmi. Posneto in urejeno iz: Alice Avelino.

Vmesni filamenti

Pri približnem premeru 12 nm so vmesni filamenti tisti, ki imajo največjo stabilnost in so tudi najmanj topni med elementi, ki sestavljajo citoskelet. Najdemo jih le v večceličnih organizmih.

Njegovo ime je posledica dejstva, da je njegova velikost med velikostjo mikrotubul in mikrofilamentov, pa tudi med mišicami aktinskih in miozinskih filamentov v mišicah. Najdemo jih posamično ali v skupinah, ki tvorijo svežnje.

Sestavljajo jih glavna beljakovina in različni dodatni proteini. Ti proteini so specifični za vsako tkivo. Vmesni nitki najdemo le v večceličnih organizmih in za razliko od mikrotubul in mikrofilamentov imajo zelo različno zaporedje aminokislin iz enega tkiva v drugega.

Vmesni filamenti so glede na vrsto celice in / ali tkiva, kjer jih najdemo, združeni v šest razredov.

Razred I

Sestavljen je iz kislih citokeratinov, ki dajejo mehansko odpornost epitelijskemu tkivu. Njena molekularna teža je 40-56,5 kDa

Razred II

Sestavljajo ga osnovni citokeratini, ki so nekoliko težji od prejšnjih (53-67 kDa) in jim pomagajo do mehanske odpornosti epitelijskega tkiva.

Razred III

Predstavljajo ga vimentin, desmin in beljakovine GFA, ki jih najdemo predvsem v mezenhimalnih celicah (kot smo že omenili), embrionalnih in mišičnih celicah. Vsaki od teh celic pomagajo, da dobijo značilno obliko.

Razred IV

So proteini nevrofilamentov. Poleg togosti aksonov živčnih celic določajo tudi njihovo velikost.

Razred V

Predstavljajo jih lamine, ki tvorijo jedrsko ogrodje (jedrske lamine). Prisotni so v vseh vrstah celic

Razred VI

Mostilec 240 kDa, ki ga tvori nestin, najdemo v živčnih matičnih celicah in katerih funkcija ostaja neznana.

Delovanje vimentina

Vimentin sodeluje v številnih fizioloških procesih, predvsem pa izstopa po tem, da omogoča togost in odpornost celic, ki ga vsebujejo, pri čemer se izogne ​​poškodbam celic. V citosolu zadržijo organele. Vključeni so tudi v pritrditev celic, migracijo in signalizacijo.

Prijave

Zdravnik

Medicinske študije kažejo, da vimentin deluje kot marker celic, pridobljenih iz mezenhima, med normalnim in napredujočim razvojem metastaz raka.

Druge študije kažejo, da se protitelesa ali imunske celice, ki vsebujejo gen VIM (gen, ki kodira vimentin), lahko uporabljajo kot markerji v histopatologiji in pogosto za odkrivanje epitelijskih in mezenhimalnih tumorjev.

Farmacevtska in biotehnologija

Farmacevtska in biotehnološka industrija sta široko izkoristila lastnosti vimentina in ga med drugim uporabila za proizvodnjo pomembnih različnih izdelkov, kot so gensko inženirska protitelesa, proteini vimentin, kompleti ELISA in komplementarni DNK.

Imunofluorescenčni vzorec protiteles proti vimentinu. Proizvedeno z uporabo seruma pacienta v celicah HEp-20-10 s konjugatom FITC. Posneto in urejeno od: Simon Caulton.

Reference

1. Kaj je zdravilo Vimentin? Pridobljeno: technologynetworks.com.
2. MT Cabeen & C. Jacobs-Wagner (2010). Bakterijski citoskelet. Letni pregled genetike.
3. Vimentin. Pridobljeno s strani en.wikipedia.org.
4. WM Becker, LJ Kleinsmith in J. Hardin. (2006). Svet celice. 6 ^th izdaja. Pearson Education Inc,
5. H. Herrmann in U. Aebi (2000). Vmesni filamenti in njihovi sodelavci: Večno nadarjeni strukturni elementi, ki opredeljujejo citoarhitekturo in citodinamiko. Trenutno mnenje o celični biologiji
6. DE Ingber (1998). Arhitektura življenja. Znanstveni ameriški.