VIMENTIN: ХАРАКТЕРИСТИКИ, СТРУКТУРА, ФУНКЦИИ И ПРИЛОЖЕНИЯ - БИОЛОГИЯ - 2025

В виментин е влакнест протеин от 57 Ша, които са част от вътреклетъчното цитоскелет. Той е част от така наречените междинни нишки и е първият от тези елементи, който се образува във всеки тип еукариотна клетка. Той се намира главно в ембрионални клетки и остава в някои възрастни клетки, като ендотелни и кръвни клетки.

Дълги години учените вярвали, че цитозолът е вид гел, в който плават клетъчни органели и има разредени протеини. Те обаче признават, че реалността е по-сложна и че протеините образуват сложна мрежа от нишки и микротрубочки, които са нарекли цитоскелет.

Протеин на междинната нишка, област на намотката на раната, винтинова бобина. Взето и редактирано от: Jawahar Swaminathan и служителите на MSD в Европейския институт по биоинформатика.

характеристики

Vimentin е влакнест междинен филамен протеин, 57kDa и съдържа 466 аминокиселини. Той е често срещан като част от цитоскелета на мезенхимни, ембрионални, ендотелни и съдови клетки. Рядко се среща този протеин в нееукариотни организми, но въпреки това той е изолиран в някои бактерии.

Виментин е прикрепен странично или крайно към ендоплазмения ретикулум, митохондриите и ядрото.

В гръбначните организми виментинът е силно запазен протеин и е тясно свързан с имунния отговор и контрола и транспорта на липиди с ниска плътност.

структура

Виментин е обикновена молекула, която като всички междинни нишки има централен алфа-спирален домен. В краищата си (опашка и глава) той има амино (глава) и карбоксил (опашка) домейни без спирали или не-спирални.

Алфа-спиралните последователности представят модел на хидрофобни аминокиселини, които служат или допринасят за образуването на хидрофобния печат върху спиралната повърхност.

Цитоскелетът

Както подсказва името му, тя е структурната опора на еукариотните клетки. Той преминава от вътрешната страна на плазмената мембрана към ядрото. Освен че служи като скелет, позволява на клетките да придобиват и поддържат формата си, той има и други важни функции.

Сред тях е участието в движението на клетките, както и в процеса на разделянето му. Освен това поддържа вътреклетъчните органели и им позволява активно да се движат в цитозола, и участва в някои междуклетъчни кръстовища.

В допълнение, някои изследователи твърдят, че ензимите, за които се смята, че са в разтвор в цитозола, всъщност са закотвени към цитоскелета и ензимите от един и същ метаболитен път трябва да бъдат разположени близо един до друг.

Структурни елементи на цитоскелета

Цитоскелетът има три основни структурни елемента: микротрубочки, микрофиламенти и междинни нишки. Тези елементи се намират само в еукариотните клетки. Всеки от тези елементи има характерен размер, структура и вътреклетъчно разпределение и всеки също има различен състав.

микротубулите

Микротубулите са изградени от тубулинови хетеродимери. Те имат тръбна форма, оттук и името им, с диаметър 25 nm и кух център. Те са най-големите елементи на цитоскелета. Дължината му варира между по-малко от 200 nm и няколко микрометра.

Стената му обикновено е съставена от 13 протофиламента, подредени около централния лумен (дупка). Съществуват две групи микротрубове: от една страна, микротубулите на аксонемата, свързани с движението на ресничките и жгутиците. От друга страна, са цитоплазмените микротубули.

Последните имат различни функции, включително организиране и поддържане на формата на животински клетки, както и аксоните на нервните клетки. Те също участват във формирането на митотични и мейотични вретена по време на клетъчните деления и в ориентацията и движението на везикулите и други органели.

микрофиламенти

Те представляват нишки, съставени от актин, протеин от 375 аминокиселини и молекулно тегло от около 42 kDa. Тези нишки имат диаметър по-малък от една трета от диаметъра на микротрубочките (7 nm), което ги прави най-малките нишки на цитоскелета.

Те присъстват в повечето еукариотни клетки и имат различни функции; сред тях участват в развитието и поддържането на клетъчната форма. В допълнение, те участват в опорно-двигателни дейности, както амебоидно движение, така и мускулни контракции, чрез взаимодействие с миозин.

По време на цитокинезата (цитоплазменото деление) те са отговорни за производството на канали за сегментиране. И накрая, те участват също в клетъчни и клетъчно-извънклетъчни матрични връзки.

Цитоскелет Мрежа от нишковидни протеини в клетъчната цитоплазма. Взето и редактирано от: Алиса Авелино.

Междинни нишки

С приблизителен диаметър 12 nm, междинните нишки са тези с най-голяма стабилност и са най-малко разтворими от елементите, които изграждат цитоскелета. Те се срещат само в многоклетъчните организми.

Името му се дължи на факта, че размерът му е между този на микротрубочките и микрофиламентите, както и между тези на актиновите и миозиновите нишки в мускулите. Те могат да бъдат намерени поотделно или в групи, образуващи снопове.

Те се състоят от основен протеин и различни допълнителни протеини. Тези протеини са специфични за всяка тъкан. Междинните нишки се срещат само в многоклетъчните организми и за разлика от микротрубочките и микрофиламентите, те имат много различна последователност на аминокиселини от една тъкан в друга.

Въз основа на типа клетка и / или тъкан, където са намерени, междинните нишки са групирани в шест класа.

Клас I

Съставен от кисели цитокератини, които дават механична устойчивост на епителната тъкан. Неговото молекулно тегло е 40-56,5 kDa

II клас

Той се състои от основните цитокератини, които са малко по-тежки от предишните (53-67 kDa) и им помагат да дадат механична устойчивост на епителната тъкан.

III клас

Представен от виментин, десмин и GFA протеин, които се намират главно в мезенхимни клетки (както беше споменато по-горе), ембрионални и мускулни клетки. Те помагат да се даде на всяка от тези клетки характерната й форма.

Клас IV

Те са протеините на неврофиламентите. В допълнение към укрепването на аксоните на нервните клетки, те определят и техния размер.

Клас V

Представена от ламини, които образуват ядреното скеле (ядрени ламини). Те присъстват във всички видове клетки

VI клас

Образувана от нестин, молекула 240 kDa, открита в нервните стволови клетки и чиято функция остава неизвестна.

Функция на виментин

Виментин участва в много физиологични процеси, но главно се откроява по това, че позволява твърдост и устойчивост на клетките, които го съдържат, като избягва увреждането на клетките. Те задържат органели в цитозола. Те също участват в прикачването на клетките, миграцията и сигнализирането.

Приложения

Лекар

Медицинските изследвания показват, че виментин действа като маркер на клетките, получени от мезенхима, по време на нормалното и прогресивно развитие на метастази на рак.

Други изследвания показват, че антителата или имунните клетки, които съдържат VIM гена (генът, който кодира виментин), могат да бъдат използвани като маркери в хистопатологията и често за откриване на епителни и мезенхимни тумори.

Фармацевтични и биотехнологии

Фармацевтичната и биотехнологичната промишленост широко се възползват от свойствата на виментин и го използват за производството на важно разнообразие от продукти като генетично разработени антитела, протеини на виментин, ELISA комплекти и допълнителни ДНК продукти, наред с много други.

Имунофлуоресцентен модел на антитела срещу виментин. Произвежда се с помощта на серум от пациент в клетки на HEp-20-10 с FITC конюгат. Взето и редактирано от: Саймън Колтън.

Препратки

1. Какво е Vimentin? Възстановени от: technologynetworks.com.
2. MT Cabeen & C. Jacobs-Wagner (2010). Бактериалният цитоскелет. Годишен преглед на генетиката.
3. Виментин. Възстановено от en.wikipedia.org.
4. WM Becker, LJ Kleinsmith & J. Hardin. (2006 г.). Светът на клетката. 6 ^-то издание. Pearson Education Inc,
5. H. Herrmann, & U. Aebi (2000). Междинни нишки и техните сътрудници: Много талантливи структурни елементи, уточняващи цитоархитектурата и цитодинамиката. Настоящо мнение в клетъчната биология
6. DE Ingber (1998). Архитектурата на живота. Научен американец.