VIMENTIN: EGENSKAPER, STRUKTUR, FUNKSJONER OG BRUKSOMRÅDER - BIOLOGI - 2026

Den vimentin er et fibrøst protein på 57 kDa som er en del av det intracellulære cytoskjelettet. Det er en del av de såkalte mellomfilamentene og er den første av disse elementene som dannes i alle typer eukaryote celler. Det finnes hovedsakelig i embryonale celler, og forblir i noen voksne celler, for eksempel endotelceller og blodceller.

I mange år trodde forskere at cytosol var en slags gel der cellulære organeller fløt og det var proteiner i fortynning. Imidlertid erkjenner de nå at virkeligheten er mer kompleks, og at proteiner danner et komplekst nettverk av filamenter og mikrotubuli som de har kalt cytoskjelettet.

Protein av mellomfilamentet, regionen av sårspolen, vimentinspiralen. Tatt og redigert fra: Jawahar Swaminathan og MSD-staben ved European Institute of Bioinformatics.

kjennetegn

Vimentin er et fibrøst mellomliggende filamentprotein, 57 kDa og inneholder 466 aminosyrer. Det er vanlig som en del av cytoskjelettet til mesenkymale, embryonale, endoteliale og vaskulære celler. Det er sjelden å finne dette proteinet i ikke-eukaryote organismer, men det har likevel blitt isolert i noen bakterier.

Vimentin er lateralt eller terminalt knyttet til endoplasmatisk retikulum, mitokondriene og kjernen.

I virveldyrorganismer er vimentin et sterkt konservert protein og er nært relatert til immunresponsen og kontrollen og transporten av lipider med lav tetthet.

Struktur

Vimentin er et enkelt molekyl som i likhet med alle mellomliggende filamenter har et sentralt alfa-helisk domene. I endene (hale og hode) har det amino (hode) og karboksyl (hale) domener uten helikser eller ikke-spiralformede.

De alfa-helikalsekvenser presenterer et mønster av hydrofobe aminosyrer, som tjener eller bidrar til dannelsen av den hydrofobe tetningen på den spiralformede overflaten.

Cytoskjelettet

Som navnet tilsier, er det strukturell støtte fra eukaryote celler. Det går fra det indre ansiktet av plasmamembranen til kjernen. I tillegg til å tjene som et skjelett, slik at celler kan tilegne seg og opprettholde sin form, har det andre viktige funksjoner.

Blant disse er å delta i cellebevegelse, så vel som i delingsprosessen. Den støtter også intracellulære organeller og lar dem aktivt bevege seg innenfor cytosolen, og deltar i noen intercellulære veikryss.

I tillegg argumenterer noen forskere for at enzymene som antas å være i løsning i cytosolen, faktisk er forankret i cytoskjelettet, og enzymer av den samme metabolske banen må være lokalisert nær hverandre.

Strukturelle elementer i cytoskjelettet

Cytoskjelettet har tre hovedstrukturelementer: mikrotubuli, mikrofilamenter og mellomfilamenter. Disse elementene finnes bare i eukaryote celler. Hvert av disse elementene har en karakteristisk størrelse, struktur og intracellulær distribusjon, og hver har også en annen sammensetning.

mikrotubuli

Mikrotuber består av tubulin heterodimerer. De har en rørformet form, derav navnet, med en diameter på 25 nm og et hulsenter. De er de største elementene i cytoskjelettet. Lengden varierer mellom mindre enn 200 nm og flere mikrometer lang.

Veggen består vanligvis av 13 protofilamenter, anordnet rundt det sentrale lumen (hullet). Det er to grupper av mikrotubuli: på den ene siden mikrotubuli av aksoneme, relatert til bevegelsen av cilia og flagella. På den annen side er de cytoplasmatiske mikrotubuli.

Sistnevnte har forskjellige funksjoner, inkludert organisering og opprettholdelse av dyrecellers form, så vel som nervecellens aksoner. De er også involvert i dannelsen av mitotiske og meiotiske spindler under celledelinger, og i orientering og bevegelse av vesikler og andre organeller.

microfilaments

De er filamenter som består av aktin, et protein på 375 aminosyrer og en molekylvekt på omtrent 42 kDa. Disse filamentene har en diameter på mindre enn en tredjedel av diameteren på mikrotubuli (7 nm), noe som gjør dem til de minste trådene i cytoskjelettet.

De er til stede i de fleste eukaryote celler og har forskjellige funksjoner; blant dem, delta i utvikling og vedlikehold av den cellulære formen. I tillegg deltar de i lokomotoriske aktiviteter, både ameboidbevegelse og muskelsammentrekninger, ved interaksjon med myosin.

Under cytokinesis (cytoplasmatisk inndeling) er de ansvarlige for å produsere segmenteringsspor. Til slutt deltar de også i celle-celle- og celle-ekstracellulære matriks-kryss.

cytoskjelettet Et nettverk av filamentøse proteiner i cytoplasma. Tatt og redigert fra: Alice Avelino.

Mellomtråd

Med en omtrentlig diameter på 12 nm er mellomfilamentene de med størst stabilitet og er også den minst oppløselige av elementene som utgjør cytoskjelettet. De finnes bare i flercellede organismer.

Navnet skyldes det faktum at størrelsen er mellom mikrotubuli og mikrofilamenter, så vel som mellom aktin og myosinfilamenter i muskler. De kan finnes enkeltvis eller i grupper som danner bunter.

De består av et hovedprotein, og forskjellige tilbehørsproteiner. Disse proteinene er spesifikke for hvert vev. Mellomliggende filamenter finnes bare i flercellede organismer, og i motsetning til mikrotubuli og mikrofilamenter har de en veldig forskjellig aminosyresekvens fra et vev til et annet.

Basert på den type celle og / eller vev der de finnes, er de mellomliggende filamenter gruppert i seks klasser.

Klasse I

Laget av syre cytokeratiner som gir mekanisk motstand mot epitelvev. Molekylvekten er 40-56,5 kDa

Klasse II

Det består av de grunnleggende cytokeratinene, som er litt tyngre enn de forrige (53-67 kDa), og hjelper dem å gi mekanisk motstand mot epitelvevet.

Klasse III

Representert av vimentin, desmin og GFA-protein, som hovedsakelig finnes i mesenchymale celler (som nevnt tidligere), henholdsvis embryonale og muskelceller. De hjelper til med å gi hver av disse cellene sin karakteristiske form.

Klasse IV

De er proteiner fra nevrofilamenter. I tillegg til å stive aksonene til nerveceller, bestemmer de også størrelsen.

Klasse V

Representert av lamineringene som danner kjernefysisk stillas (kjernefysiske laminer). De er til stede i alle typer celler

Klasse VI

Dannet av nestin, et 240 kDa-molekyl som finnes i nervestamceller og hvis funksjon fortsatt er ukjent.

Vimentins funksjon

Vimentin deltar i mange fysiologiske prosesser, men det skiller seg hovedsakelig ut for å tillate stivhet og motstand mot cellene som inneholder den, og unngå celleskader. De beholder organeller i cytosolen. De er også involvert i cellefesting, migrasjon og signalering.

applikasjoner

Doktor

Medisinske studier indikerer at vimentin fungerer som en markør for celler som stammer fra mesenchym, under normal og progressiv utvikling av kreftmetastase.

Andre studier indikerer at antistoffer eller immunceller som inneholder VIM-genet (genet som koder for vimentin) kan brukes som markører i histopatologi og ofte for å oppdage epiteliale og mesenkymale svulster.

Farmasøytisk og bioteknologi

Den farmasøytiske og bioteknologiske industrien har i stor grad utnyttet egenskapene til vimentin og brukt det til fremstilling av en viktig rekke produkter som genetisk konstruerte antistoffer, vimentinproteiner, ELISA-sett, og komplementære DNA-produkter, blant mange andre.

Immunfluorescensmønster av antistoffer mot vimentin. Produsert ved bruk av serum fra en pasient i HEp-20-10 celler med et FITC-konjugat. Tatt og redigert fra: Simon Caulton.

referanser

1. Hva er Vimentin? Gjenopprettet fra: technologynetworks.com.
2. MT Cabeen & C. Jacobs-Wagner (2010). Bytens cytoskjelett. Årlig gjennomgang av genetikk.
3. Vimentin. Gjenopprettet fra en.wikipedia.org.
4. WM Becker, LJ Kleinsmith & J. Hardin. (2006). Verden av cellen. 6 ^th utgaven. Pearson Education Inc,
5. H. Herrmann, & U. Aebi (2000). Mellomtråd og deres medarbeidere: Multi-talentfulle strukturelle elementer som spesifiserer cytoararkitektur og cytodynamikk. Nåværende mening i cellebiologi
6. DE Ingber (1998). Livets arkitektur. Vitenskapelig amerikansk.