VIMENTIN: EGENSKAPER, STRUKTUR, FUNKTIONER OCH ANVÄNDNINGSOMRÅDEN - BIOLOGI - 2025

Den vimentin är ett fibröst protein av 57 kDa som är en del av den intracellulära cytoskelettet. Det är en del av de så kallade mellanfilamenten och är det första av dessa element som bildas i alla typer av eukaryota celler. Det finns främst i embryonala celler och förblir i vissa vuxna celler, såsom endotelceller och blodceller.

Under många år trodde forskare att cytosolen var en typ av gel där cellulära organeller flöt och att det fanns proteiner i utspädning. Men de inser nu att verkligheten är mer komplex, och att proteiner bildar ett komplext nätverk av filament och mikrotubuli som de har kallat cytoskeletten.

Protein från mellanfilamentet, regionen i sårspolen, vimentinspiralen. Hämtad och redigerad från: Jawahar Swaminathan och MSD-personalen vid European Institute of Bioinformatics.

egenskaper

Vimentin är ett fibröst mellanliggande filamentprotein, 57 kDa och innehåller 466 aminosyror. Det är vanligt som en del av cytoskeletten hos mesenkym-, embryon-, endotel- och kärlceller. Det är sällsynt att hitta detta protein i icke-eukaryota organismer, men det har ändå isolerats i vissa bakterier.

Vimentin är lateralt eller terminalt bundet till endoplasmatisk retikulum, mitokondrierna och kärnan.

I ryggradsorganismer är vimentin ett mycket konserverat protein och är nära besläktat med immunsvaret och kontrollen och transporten av lågdensitetslipider.

Strukturera

Vimentin är en enkel molekyl som, liksom alla mellanliggande filament, har en central alfa-helisk domän. Vid sina ändar (svans och huvud) har den amino (huvud) och karboxyl (svans) domäner utan helixer eller icke-spiralformade.

De alfa-spiralformiga sekvenserna presenterar ett mönster av hydrofoba aminosyror, som tjänar eller bidrar till bildandet av den hydrofoba tätningen på den spiralformade ytan.

Cytoskeletten

Som namnet antyder är det strukturella stöd för eukaryota celler. Det går från den inre ytan av plasmamembranet till kärnan. Förutom att tjäna som ett skelett, så att celler kan få och bibehålla sin form, har det andra viktiga funktioner.

Bland dessa är deltagande i cellrörelse, liksom i dess delningsprocess. Det stöder också intracellulära organeller och gör att de aktivt kan röra sig inom cytosolen och deltar i vissa intercellulära korsningar.

Dessutom hävdar vissa forskare att enzymerna som tros vara i lösning i cytosolen faktiskt är förankrade i cytoskeletten och enzymer av samma metabola väg måste vara belägna nära varandra.

Strukturella element i cytoskeletten

Cytoskeletten har tre huvudstrukturelement: mikrotubuli, mikrofilamenter och mellanliggande filament. Dessa element finns endast i eukaryota celler. Var och en av dessa element har en karakteristisk storlek, struktur och intracellulär distribution, och var och en har också en annan sammansättning.

mikrotubuli

Mikrotubulor består av tubulin heterodimerer. De har en rörform, därav deras namn, med en diameter på 25 nm och ett ihåligt centrum. De är de största elementen i cytoskeletten. Längden varierar mellan mindre än 200 nm och flera mikrometer lång.

Väggen består i allmänhet av 13 protofilamenter, anordnade runt det centrala lumen (hålet). Det finns två grupper av mikrotubulor: å ena sidan mikrotubulorna i axonemet, relaterade till rörelsen av cilia och flagella. Å andra sidan är de cytoplasmiska mikrotubulorna.

Det senare har olika funktioner, inklusive organisering och bibehållande av djurcellernas form, såväl som nervcellernas axoner. De är också involverade i bildandet av mitotiska och meiotiska spindlar under celldelningar och i orienteringen och rörelsen av vesiklar och andra organeller.

microfilaments

De är filament som består av aktin, ett protein med 375 aminosyror och en molekylvikt av cirka 42 kDa. Dessa trådar har en diameter som är mindre än en tredjedel av diametern på mikrotubuli (7 nm), vilket gör dem till den minsta filamenten i cytoskeletten.

De finns i de flesta eukaryota celler och har olika funktioner; bland dem, delta i utvecklingen och underhållet av cellformen. Dessutom deltar de i lokomotoriska aktiviteter, både amoeboid-rörelse och i muskelsammandragningar, genom interaktion med myosin.

Under cytokinesis (cytoplasmisk uppdelning) är de ansvariga för att producera segmenteringsspår. Slutligen deltar de också i cell-cell- och cell-extracellulära matrixkorsningar.

cytoskelettet Ett nätverk av filamentösa proteiner i cellcytoplasma. Hämtad och redigerad från: Alice Avelino.

Mellanfilament

Med en ungefärlig diameter på 12 nm är de mellanliggande filamenten de med största stabilitet och är också de minst lösliga av elementen som utgör cytoskeletten. De finns bara i flercelliga organismer.

Namnet beror på att dess storlek är mellan storleken på mikrotubuli och mikrofilament, liksom mellan aktin- och myosinfilament i muskler. De finns individuellt eller i grupper som bildar buntar.

De består av ett huvudprotein och olika tillbehörsproteiner. Dessa proteiner är specifika för varje vävnad. Mellanfilament finns endast i flercelliga organismer, och till skillnad från mikrotubuli och mikrofilamenter har de en mycket olika aminosyrasekvens från en vävnad till en annan.

Baserat på typen av cell och / eller vävnad där de finns, grupperas mellanfilamenten i sex klasser.

Klass I

Den består av sura cytokeratiner som ger mekanisk motstånd mot epitelvävnad. Dess molekylvikt är 40-56,5 kDa

Klass II

Det består av de grundläggande cytokeratinerna, som är något tyngre än de tidigare (53-67 kDa) och hjälper dem att ge mekanisk motstånd mot epitelvävnaden.

Klass III

Representeras av vimentin, desmin och GFA-protein, som huvudsakligen finns i mesenkymceller (som nämnts tidigare), embryon- respektive muskelceller. De hjälper till att ge var och en av dessa celler sin karakteristiska form.

Klass IV

De är proteiner från neurofilament. Förutom att styva nervcellernas axoner bestämmer de också deras storlek.

Klass V

Representeras av laminer som bildar kärnkraftsställningen (kärnlaminer). De finns i alla typer av celler

Klass VI

Bildad av nestin, en 240 kDa-molekyl som finns i nervstamceller och vars funktion förblir okänd.

Vimentins funktion

Vimentin deltar i många fysiologiska processer, men det sticker främst ut för att tillåta styvhet och motståndskraft mot cellerna som innehåller den och undviker cellskador. De behåller organeller i cytosolen. De är också involverade i cellfästning, migrering och signalering.

tillämpningar

Läkare

Medicinska studier indikerar att vimentin fungerar som en markör för celler härledda från mesenkym under den normala och progressiva utvecklingen av cancermetastas.

Andra studier indikerar att antikroppar eller immunceller som innehåller VIM-genen (genen som kodar för vimentin) kan användas som markörer i histopatologi och ofta för att upptäcka epiteliala och mesenkymala tumörer.

Farmaceutisk och bioteknik

Läkemedels- och bioteknikindustrin har i stor utsträckning utnyttjat egenskaperna hos vimentin och har använt det för produktion av en viktig mängd produkter såsom genetiskt manipulerade antikroppar, vimentinproteiner, ELISA-satser och komplementära DNA-produkter, bland många andra.

Immunfluorescensmönster av antikroppar mot vimentin. Tillverkades med användning av serum från en patient i HEp-20-10 celler med ett FITC-konjugat. Hämtad och redigerad från: Simon Caulton.

referenser

1. Vad är Vimentin? Återställs från: technologynetworks.com.
2. MT Cabeen & C. Jacobs-Wagner (2010). Bakteriecytoskelettet. Årlig översyn av genetik.
3. Vimentin. Återställs från en.wikipedia.org.
4. WM Becker, LJ Kleinsmith & J. Hardin. (2006). Cellens värld. 6: ^e upplagan. Pearson Education Inc,
5. H. Herrmann, & U. Aebi (2000). Mellanfilament och deras medarbetare: Multi-talentfulla strukturella element som specificerar cytoararkitektur och cytodynamik. Aktuellt yttrande inom cellbiologi
6. DE Ingber (1998). Livets arkitektur. Scientific American.