VIMENTIN: CARACTERISTICI, STRUCTURĂ, FUNCȚII ȘI UTILIZĂRI - BIOLOGIE - 2025

Vimentinul este o proteină fibroasă de 57 kDa , care fac parte din citoscheletului intracelular. Face parte din așa-numitele filamente intermediare și este primul dintre aceste elemente care se formează în orice tip de celule eucariote. Se găsește în principal în celulele embrionare și rămâne în unele celule adulte, cum ar fi celulele endoteliale și sanguine.

Timp de mulți ani, oamenii de știință au crezut că citosolul era un fel de gel în care pluteau organele celulare și există proteine ​​în diluare. Cu toate acestea, acum recunosc că realitatea este mai complexă și că proteinele formează o rețea complexă de filamente și microtubuli pe care le-au numit citoschelet.

Proteină a filamentului intermediar, regiunea bobinei plagii, bobina de vimentină. Preluat și editat din: Jawahar Swaminathan și personalul MSD de la Institutul European de Bioinformatică.

caracteristici

Vimentina este o proteină cu filament intermediar fibros, 57kDa și conține 466 aminoacizi. Este comună ca parte a citoscheletului celulelor mezenchimale, embrionare, endoteliale și vasculare. Este rară să găsești această proteină în organismele care nu sunt eucariote, dar a fost totuși izolată în unele bacterii.

Vimentina este fixată lateral sau terminal de reticulul endoplasmatic, de mitocondrii și de nucleu.

În organismele vertebrate, vimentina este o proteină foarte conservată și este strâns legată de răspunsul imun și de controlul și transportul lipidelor de densitate mică.

Structura

Vimentina este o moleculă simplă care, la fel ca toate filamentele intermediare, are un domeniu alfa-helical central. La capetele sale (coadă și cap) are domenii amino (cap) și carboxil (coadă) fără helixuri sau neelicale.

Secvențele alfa-elicoidale prezintă un model de aminoacizi hidrofobi, care servesc sau contribuie la formarea sigiliului hidrofob pe suprafața elicoidală.

Citoscheletul

După cum îi spune și numele, este suportul structural al celulelor eucariote. Merge de la fața interioară a membranei plasmatice la nucleu. Pe lângă faptul că servește ca schelet, permițând celulelor să-și însușească și să-și mențină forma, are și alte funcții importante.

Printre acestea participă la mișcarea celulelor, precum și la procesul de divizare a acesteia. De asemenea, susține organele intracelulare și le permite să se deplaseze activ în citosol și participă la unele joncțiuni intercelulare.

În plus, unii cercetători susțin că enzimele despre care se crede că sunt în soluție în citosol sunt de fapt ancorate la citoschelet, iar enzimele aceleiași căi metabolice trebuie să fie localizate aproape una de alta.

Elemente structurale ale citoscheletului

Citoscheletul are trei elemente structurale principale: microtubuli, microfilamente și filamente intermediare. Aceste elemente se găsesc doar în celulele eucariote. Fiecare dintre aceste elemente are o dimensiune, structură și distribuție intracelulară caracteristice și fiecare are o compoziție diferită.

microtubuli

Microtubulii sunt alcătuiți din heterodimeri cu tubulină. Au o formă tubulară, de unde și numele lor, cu un diametru de 25 nm și un centru gol. Ele sunt cele mai mari elemente ale citoscheletului. Lungimea sa variază între mai puțin de 200 nm și lungimea mai multor micrometri.

Peretele său este, în general, format din 13 protofilamente, dispuse în jurul lumenului central (gaură). Există două grupuri de microtubuli: pe de o parte, microtubulele axonemului, legate de mișcarea cililor și flagelelor. Pe de altă parte, sunt microtubulele citoplasmatice.

Acestea din urmă au diferite funcții, inclusiv organizarea și menținerea formei celulelor animale, precum și axonii celulelor nervoase. De asemenea, sunt implicați în formarea fusurilor mitotice și meiotice în timpul diviziunilor celulare și în orientarea și mișcarea veziculelor și a altor organule.

microfilaments

Sunt filamente formate din actină, o proteină din 375 aminoacizi și o greutate moleculară de aproximativ 42 kDa. Aceste filamente au un diametru mai mic de o treime din diametrul microtubulilor (7 nm), ceea ce le face cele mai mici filamente ale citoscheletului.

Sunt prezente în majoritatea celulelor eucariote și au diverse funcții; printre ele, participă la dezvoltarea și întreținerea formei celulare. În plus, aceștia participă la activități locomotorii, atât la mișcarea amoeboidului, cât și la contracțiile musculare, prin interacțiune cu miozină.

În timpul citokineziei (divizarea citoplasmică), aceștia sunt responsabili de producerea canelurilor de segmentare. În final, aceștia participă și la joncțiunile matrice celulă și celulă-extracelulară.

citoscheletului O rețea de proteine ​​filamentoase din citoplasma celulară. Luate și editate de: Alice Avelino.

Filamente intermediare

Cu un diametru aproximativ de 12 nm, filamentele intermediare sunt cele cu cea mai mare stabilitate și sunt, de asemenea, cele mai puțin solubile dintre elementele care alcătuiesc citoscheletul. Se găsesc doar în organismele multicelulare.

Numele său se datorează faptului că dimensiunea sa este între cea a microtubulilor și microfilamentelor, precum și între cele ale filamentelor de actină și miozină din mușchi. Pot fi găsite individual sau în grupuri formând pachete.

Sunt alcătuite dintr-o proteină principală și diverse proteine ​​accesorii. Aceste proteine ​​sunt specifice fiecărui țesut. Filamentele intermediare se găsesc doar în organismele multicelulare și, spre deosebire de microtubuli și microfilamente, au o secvență de aminoacizi foarte diferită de la un țesut la altul.

Pe baza tipului de celulă și / sau țesut unde se găsesc, filamentele intermediare sunt grupate în șase clase.

Clasa I

Alcătuit din citokeratine acide care conferă rezistență mecanică țesutului epitelial. Greutatea sa moleculară este de 40-56,5 kDa

Clasa II

Este alcătuit din citokeratine de bază, care sunt puțin mai grele decât cele anterioare (53-67 kDa) și îi ajută să ofere rezistență mecanică țesutului epitelial.

Clasa a III-a

Reprezentat de proteina vimentină, desmin și GFA, care se găsesc în principal în celulele mezenchimale (așa cum am menționat anterior), în celulele embrionare și, respectiv, în mușchi. Ele ajută să ofere fiecăreia dintre aceste celule forma sa caracteristică.

Clasa a IV-a

Sunt proteinele neurofilamentelor. Pe lângă rigidizarea axonilor celulelor nervoase, aceștia determină și mărimea acestora.

Clasa a V-a

Reprezentat de lamele care formează schela nucleară (lamele nucleare). Sunt prezente în toate tipurile de celule

Clasa a VI-a

Formată de nestină, o moleculă de 240 kDa găsită în celulele stem nervoase și a cărei funcție rămâne necunoscută.

Funcția vimentinei

Vimentina participă la multe procese fiziologice, dar se remarcă în principal pentru a permite rigiditatea și rezistența la celulele care o conțin, evitând deteriorarea celulelor. Ei păstrează organele în citosol. De asemenea, sunt implicați în atașarea celulelor, migrare și semnalizare.

Aplicații

Doctor

Studiile medicale indică faptul că vimentina acționează ca un marker al celulelor derivate din mezenchimă, în timpul dezvoltării normale și progresive a metastazelor cancerului.

Alte studii indică faptul că anticorpii sau celulele imune care conțin gena VIM (gena care codifică vimentina) pot fi utilizate ca markeri în histopatologie și adesea pentru detectarea tumorilor epiteliale și mezenchimale.

Produse farmaceutice și biotehnologie

Industriile farmaceutice și biotehnologice au profitat pe scară largă de proprietățile vimentinei și au utilizat-o pentru producerea unei varietăți importante de produse, cum ar fi anticorpi genetici, proteine ​​vimentin, kituri ELISA și produse ADN complementare, printre multe altele.

Schema de imunofluorescență a anticorpilor împotriva vimentinei. Produs folosind ser de la un pacient din celulele HEp-20-10 cu un conjugat FITC. Preluat și editat din: Simon Caulton.

Referințe

1. Ce este Vimentin? Recuperat de la: technologynetworks.com.
2. MT Cabeen și C. Jacobs-Wagner (2010). Citoscheletul bacterian. Revizuirea anuală a geneticii.
3. Vimentin. Recuperat de pe en.wikipedia.org.
4. WM Becker, LJ Kleinsmith & J. Hardin. (2006). Lumea celulei. A 6- ^a ediție. Pearson Education Inc,
5. H. Herrmann, & U. Aebi (2000). Filamente intermediare și asociații lor: elemente structurale mult talentate care specifică citoarhitectura și citodinamica. Opinia curentă în biologia celulară
6. DE Ingber (1998). Arhitectura vieții. Științific american.