ВИМЕНТИН: ХАРАКТЕРИСТИКИ, СОСТАВ, ФУНКЦИИ И ПРИМЕНЕНИЕ - БИОЛОГИЯ - 2025

Виментин представляет собой волокнистый белок 57 кДа , которые являются частью внутриклеточного цитоскелета. Он является частью так называемых промежуточных филаментов и первым из этих элементов, образующихся в эукариотической клетке любого типа. Он в основном находится в эмбриональных клетках и остается в некоторых взрослых клетках, таких как эндотелиальные клетки и клетки крови.

В течение многих лет ученые полагали, что цитозоль представляет собой своего рода гель, в котором плавают клеточные органеллы и есть разбавленные белки. Однако теперь они осознают, что реальность более сложна и что белки образуют сложную сеть нитей и микротрубочек, которую они назвали цитоскелетом.

Белок промежуточной нити, область витка намотки, спираль виментина. Взято и отредактировано: Джавахар Сваминатан и сотрудники MSD Европейского института биоинформатики.

характеристики

Виментин - это волокнистый белок промежуточного филамента, 57 кДа, содержащий 466 аминокислот. Часто встречается в составе цитоскелета мезенхимальных, эмбриональных, эндотелиальных и сосудистых клеток. Этот белок редко можно найти у неэукариотических организмов, но, тем не менее, он был изолирован у некоторых бактерий.

Виментин прикреплен латерально или окончательно к эндоплазматической сети, митохондриям и ядру.

У позвоночных виментин является высококонсервативным белком и тесно связан с иммунным ответом, а также с контролем и переносом липидов низкой плотности.

Структура

Виментин - простая молекула, которая, как и все промежуточные филаменты, имеет центральный альфа-спиральный домен. На концах (хвост и голова) он имеет амино (голова) и карбоксильный (хвост) домены без спиралей или неспиральные.

Альфа-спиральные последовательности представляют собой структуру гидрофобных аминокислот, которые служат или способствуют образованию гидрофобного уплотнения на спиральной поверхности.

Цитоскелет

Как следует из названия, это структурная опора эукариотических клеток. Он идет от внутренней стороны плазматической мембраны к ядру. Помимо того, что он служит скелетом, позволяя клеткам приобретать и сохранять свою форму, он выполняет другие важные функции.

Среди них участие в движении клеток, а также в процессе их деления. Он также поддерживает внутриклеточные органеллы и позволяет им активно перемещаться в цитозоле, а также участвует в некоторых межклеточных соединениях.

Кроме того, некоторые исследователи утверждают, что ферменты, которые, как считается, находятся в растворе в цитозоле, на самом деле прикреплены к цитоскелету, и ферменты одного и того же метаболического пути должны располагаться близко друг к другу.

Структурные элементы цитоскелета

Цитоскелет имеет три основных структурных элемента: микротрубочки, микрофиламенты и промежуточные филаменты. Эти элементы находятся только в эукариотических клетках. Каждый из этих элементов имеет характерный размер, структуру и внутриклеточное распределение, и каждый также имеет различный состав.

Микротрубочки

Микротрубочки состоят из гетеродимеров тубулина. Они имеют трубчатую форму, отсюда и их название, диаметром 25 нм и полым центром. Они являются самыми крупными элементами цитоскелета. Его длина варьируется от менее 200 нм до нескольких микрометров.

Его стенка обычно состоит из 13 протофиламентов, расположенных вокруг центрального просвета (отверстия). Существует две группы микротрубочек: с одной стороны, микротрубочки аксонемы, связанные с движением ресничек и жгутиков. С другой стороны, это цитоплазматические микротрубочки.

Последние выполняют различные функции, включая организацию и поддержание формы клеток животных, а также аксонов нервных клеток. Они также участвуют в формировании митотических и мейотических веретен во время делений клеток, а также в ориентации и движении пузырьков и других органелл.

Микрофиламенты

Это филаменты, состоящие из актина, белка из 375 аминокислот и молекулярной массы около 42 кДа. Эти филаменты имеют диаметр менее трети диаметра микротрубочек (7 нм), что делает их самыми маленькими филаментами цитоскелета.

Они присутствуют в большинстве эукариотических клеток и выполняют различные функции; среди них участвуют в развитии и поддержании клеточной формы. Кроме того, они участвуют в двигательной активности, как в амебоидных движениях, так и в мышечных сокращениях, взаимодействуя с миозином.

Во время цитокинеза (деления цитоплазмы) они отвечают за создание бороздок сегментации. Наконец, они также участвуют в соединениях клетка-клетка и клетка-внеклеточный матрикс.

Цитоскелет Сеть нитчатых белков в цитоплазме клетки. Взято и отредактировано: Алиса Авелино.

Промежуточные нити

При примерном диаметре 12 нм промежуточные филаменты обладают наибольшей стабильностью, а также наименее растворимыми из элементов, составляющих цитоскелет. Они встречаются только в многоклеточных организмах.

Его название связано с тем, что его размер находится между размером микротрубочек и микрофиламентов, а также между актиновыми и миозиновыми филаментами в мышцах. Их можно найти индивидуально или группами, образующими связки.

Они состоят из основного белка и различных дополнительных белков. Эти белки специфичны для каждой ткани. Промежуточные филаменты встречаются только у многоклеточных организмов, и в отличие от микротрубочек и микрофиламентов, они имеют очень разную аминокислотную последовательность от одной ткани к другой.

В зависимости от типа клетки и / или ткани, в которой они обнаружены, промежуточные волокна делятся на шесть классов.

I класс

Состоит из кислых цитокератинов, которые придают механическое сопротивление эпителиальной ткани. Его молекулярная масса составляет 40-56,5 кДа.

II класс

Он состоит из основных цитокератинов, которые немного тяжелее предыдущих (53-67 кДа) и помогают им придавать механическое сопротивление эпителиальной ткани.

III класс

Представлен виментином, десмином и белком GFA, которые в основном обнаруживаются в мезенхимальных клетках (как упоминалось ранее), эмбриональных и мышечных клетках соответственно. Они помогают придать каждой из этих клеток характерную форму.

IV класс

Это белки нейрофиламентов. Помимо повышения жесткости аксонов нервных клеток, они также определяют их размер.

Класс V

Представлен пластинками, образующими ядерный каркас (ядерные пластинки). Они присутствуют во всех типах клеток.

Класс VI

Образуется нестином, молекулой 240 кДа, обнаруженной в нервных стволовых клетках, функция которой остается неизвестной.

Функция виментина

Виментин участвует во многих физиологических процессах, но в основном он выделяется тем, что обеспечивает жесткость и устойчивость клеток, которые его содержат, избегая повреждения клеток. Они удерживают органеллы в цитозоле. Они также участвуют в прикреплении клеток, миграции и передаче сигналов.

Приложения

Доктор

Медицинские исследования показывают, что виментин действует как маркер клеток, происходящих из мезенхимы, во время нормального и прогрессирующего развития метастазов рака.

Другие исследования показывают, что антитела или иммунные клетки, содержащие ген VIM (ген, кодирующий виментин), могут использоваться в качестве маркеров в гистопатологии и часто для обнаружения эпителиальных и мезенхимальных опухолей.

Фармацевтика и биотехнологии

Фармацевтическая и биотехнологическая отрасли широко использовали свойства виментина и использовали его для производства важных разнообразных продуктов, таких как генно-инженерные антитела, белки виментина, наборы для ELISA и продукты комплементарной ДНК, среди многих других.

Иммунофлуоресценция антител против виментина. Произведено с использованием сыворотки пациента в клетках HEp-20-10 с конъюгатом FITC. Взято и отредактировано: Саймон Култон.

Ссылки

1. Что такое Виментин? Получено с: technologynetworks.com.
2. М. Т. Кабин и К. Якобс-Вагнер (2010). Бактериальный цитоскелет. Ежегодный обзор генетики.
3. Виментин. Восстановлено с en.wikipedia.org.
4. WM Becker, LJ Kleinsmith и J. Hardin. (2006). Мир клетки. 6- ^е издание. Pearson Education Inc,
5. Х. Херрманн и У. Эби (2000). Промежуточные филаменты и их партнеры: разносторонние структурные элементы, определяющие цитоархитектуру и цитодинамику. Текущее мнение в области клеточной биологии
6. DE Ingber (1998). Архитектура жизни. Scientific American.