VIMENTIN: JELLEMZŐK, FELÉPÍTÉS, FUNKCIÓK ÉS FELHASZNÁLÁSOK - BIOLÓGIA - 2026

A vimentin egy 57 kDa rostos protein, amely az intracelluláris citoszkeleton részét képezi. Ez az úgynevezett közbenső filamentumok része és ezen elemek közül az első, amely bármilyen típusú eukarióta sejtben képződik. Elsősorban az embrionális sejtekben található meg, és néhány felnőtt sejtben, például endotél- és vérsejtekben marad.

A tudósok évek óta úgy gondolták, hogy a citoszol egyfajta gél, amelyben a sejtes organellák lebegtek, és hígítva vannak a fehérjék. Most azonban felismerik, hogy a valóság bonyolultabb, és hogy a fehérjék olyan szálak és mikrotubulusok komplex hálózatát képezik, amelyeket citoszkeletonnak hívtak.

A közbenső szál fehérje, a sebtekercs régiója, a vimentintekercs. Készítette és szerkesztette: Jawahar Swaminathan és az MSD munkatársai az Európai Bioinformatikai Intézetben.

jellemzők

A Vimentin egy rostos közbenső szálakból álló fehérje, 57 kDa, 466 aminosavat tartalmaz. Gyakori a mezenchimális, embrionális, endothel és érrendszeri sejtváz részeként. Ritka, hogy ezt a fehérjét nem-eukarióta szervezetekben találja meg, ennek ellenére néhány baktériumban izolálódott.

A Vimentin oldalirányban vagy terminálisan az endoplazmatikus retikulumhoz, a mitokondriumokhoz és a maghoz kapcsolódik.

A gerinces szervezetekben a vimentin erősen konzervált protein, és szorosan kapcsolódik az immunválaszhoz, valamint az alacsony sűrűségű lipidek szabályozásához és szállításához.

Szerkezet

A Vimentin egy egyszerű molekula, amelynek, mint az összes közbenső filamentának, központi alfa-spirális doménje van. A végein (farok és a fej) amino- (fej) és karboxil- (farok) domének vannak, spirális vagy nem spirális domének nélkül.

Az alfa-spirális szekvenciák hidrofób aminosavak mintázatát mutatják, amelyek szolgálnak vagy hozzájárulnak a spirális felület hidrofób tömítésének kialakulásához.

A citoszkeleton

Amint a neve is sugallja, ez az eukarióta sejtek strukturális támogatója. A plazmamembrán belső oldaláról a magba megy. Amellett, hogy csontvázként szolgál, lehetővé téve a sejtek számára formájuk megszerzését és megőrzését, más fontos funkciókat is ellát.

Ezek között részt vesz a sejtek mozgásában, valamint az osztódási folyamatban. Támogatja az intracelluláris organellákat is, lehetővé téve számukra, hogy aktívan mozogjanak a citoszolban, és részt vesz néhány intercelluláris csomópontban.

Ezenkívül néhány kutató azzal érvel, hogy az a enzim, amelyről úgy gondolják, hogy a citoszolban oldódik, valójában a citoszkeletonhoz van rögzítve, és ugyanabban az anyagcserében az enzimeknek egymáshoz közel kell elhelyezkedniük.

A citoszkeleton szerkezeti elemei

A citoszkeletonnak három fő szerkezeti eleme van: mikrotubulusok, mikrofilamentumok és közbenső filamentumok. Ezek az elemek csak az eukarióta sejtekben találhatók meg. Ezen elemek mindegyike jellegzetes méretű, szerkezetű és intracelluláris eloszlású, és mindegyikük eltérő összetételű.

A mikrotubulusok

A mikrotubulusok tubulin heterodimerekből állnak. Cső alakúak, így a neve is, átmérőjük 25 nm és üreges középpontja. Ezek a citoszkeleton legnagyobb elemei. Hossza kevesebb, mint 200 nm és néhány mikrométer közötti.

Fala általában 13 protofilből áll, amelyek a központi lumen (lyuk) körül vannak elrendezve. A mikrotubulusok két csoportja van: egyrészt az axoneme mikrotubulusai, amelyek a ciliák és a flagella mozgásával kapcsolatosak. Másrészt a citoplazmatikus mikrotubulusok vannak.

Az utóbbi különféle funkciókkal rendelkezik, beleértve az állati sejtek, valamint az idegsejtek axonjainak megszervezését és fenntartását. Részt vesznek a mitotikus és meiotikus orsók kialakulásában a sejtosztódás során, valamint a vezikulák és más organellák orientációjában és mozgásában.

mikrofilamentumok

Ezek aktinból, 375 aminosavból álló fehérjéből, körülbelül 42 kDa molekulatömegű filamentumok. Ezeknek a szálaknak az átmérője kevesebb, mint a mikrotubulusok átmérőjének (7 nm) egyharmada, ami a citoszkeleton legkisebb filamentumainak teszi őket.

A legtöbb eukarióta sejtben vannak jelen, és különféle funkciókkal rendelkeznek; köztük részt vesznek a sejtforma fejlesztésében és fenntartásában. Ezen kívül részt vesznek a mozgásszervi tevékenységekben, mind az amoeboid mozgásban, mind az izmok összehúzódásában, a miozin kölcsönhatásában.

A citokinezis (citoplazmatikus megosztás) során a szegmentációs hornyok előállításáért felelnek. Végül részt vesznek a sejt-sejt és a sejt-extracelluláris mátrix összekapcsolásokban is.

citoszkeleton A rostos fehérjék hálózata a sejt citoplazmában. Felvétel és szerkesztés: Alice Avelino.

Köztes szálak

Körülbelül 12 nm átmérővel a közbenső filamentumok a legnagyobb stabilitással bírnak, és a citoszkeletont alkotó elemek közül szintén a legkevésbé oldódnak. Csak a többsejtű szervezetekben találhatók meg.

Neve annak a ténynek köszönhető, hogy mérete a mikrotubulusok és a mikrofilamentumok, valamint az izmok aktin- és miozin-filamentáinak mérete között van. Megtalálhatók külön-külön vagy kötegeket alkotó csoportokban.

Ezek egy fő proteinből és különféle kiegészítő proteinekből állnak. Ezek a fehérjék az egyes szövetekre specifikusak. A közbenső szálak csak a többsejtű szervezetekben találhatók meg, és a mikrotubulusoktól és a mikrofilamentumoktól eltérően az egyes szövetekben nagyon eltérő aminosav-szekvenciájuk van.

A sejtek és / vagy szövetek típusa alapján, ahol megtalálják őket, a közbenső szálakat hat osztályba soroljuk.

I. osztály

Savas citokeratinokból áll, amelyek mechanikusan ellenállnak az epiteliális szöveteknek. Molekulatömege 40-56,5 kDa

II. Osztály

Az alapvető citokeratinokból áll, amelyek kissé nehezebbek, mint az előzőek (53-67 kDa), és elősegítik, hogy mechanikusan ellenálljanak az epiteliális szöveteknek.

III. Osztály

A vimentin, a desmin és a GFA fehérje képviseli, amelyek elsősorban a mezenchimális sejtekben találhatóak (amint már említettük), az embrionális és az izomsejtekben. Segítik a sejtek mindegyikének jellegzetes alakját.

IV. Osztály

Ezek a neurofilmentek fehérjei. Az idegsejtek axonjainak merevítése mellett meghatározzák méretüket is.

V. osztály

A nukleáris állványokat alkotó rétegek képviselik (nukleáris rétegek). Ezek jelen vannak minden típusú sejtben

VI. Osztály

A nestin által alkotott, egy 240 kDa-os molekula, amelyet az ideg őssejtekben találnak, és amelynek működése ismeretlen.

A vimentin funkciója

A Vimentin számos fiziológiás folyamatban részt vesz, de elsősorban azzal a különbséggel bír, hogy megengedi a merevséget és az ellenálló képességet az azt tartalmazó sejteknek, elkerülve a sejtkárosodást. Megtartják az organellákat a citoszolban. Szintén részt vesznek a sejtek csatlakoztatásában, migrációjában és jelátvitelben.

Alkalmazások

Orvos

Az orvosi vizsgálatok azt mutatják, hogy a vimentin a mezenchimből származó sejtek markereként működik a rák metasztázisának normál és progresszív fejlődése során.

Más tanulmányok azt mutatják, hogy a VIM gént (a vimentint kódoló gén) tartalmazó antitestek vagy immunsejtek markerekként használhatók a kórszövettani patológiában és gyakran az epiteliális és mezenchimális daganatok kimutatására.

Gyógyszerészet és biotechnológia

A gyógyszeripar és a biotechnológiai iparág széles körben kihasználta a vimentin tulajdonságait, és számos más termék, például géntechnológiával módosított antitestek, vimentinfehérjék, ELISA-készletek és komplementer DNS-termékek előállításához felhasználta azt.

A vimentin elleni antitestek immunfluoreszcencia mintája. Egy betegből származó szérum felhasználásával állítottuk elő HEp-20-10 sejtekben, FITC konjugátummal. Felvétel és szerkesztés: Simon Caulton.

Irodalom

1. Mi az a Vimentin? Helyreállítva: technologynetworks.com.
2. MT Cabeen és C. Jacobs-Wagner (2010). A bakteriális citoszkeleton. A genetika éves áttekintése.
3. Vimentint. Helyreállítva az en.wikipedia.org webhelyről.
4. WM Becker, LJ Kleinsmith és J. Hardin. (2006). A sejt világa. 6 ^th kiadás. A Pearson Education Inc.
5. H. Herrmann és U. Aebi (2000). Köztes szálak és társaik: Több tehetséges szerkezeti elemek, amelyek meghatározzák a citoarhitektúrát és a citodinamikát. Jelenlegi vélemény a sejtbiológiában
6. DE Ingber (1998). Az élet építészete. Tudományos amerikai.