VIMENTIN: מאפיינים, מבנה, פונקציות ושימושים - ביולוגיה - 2025

Vimentin הוא סיבי חלבון של 57 kDa כי הם חלק שלד התא התאי. זהו חלק מהקרנות של חוטי ביניים והוא הראשון מבין היסודות הללו שנוצר בכל סוג של תא אאוקריוטי. זה נמצא בעיקר בתאים עובריים, ונשאר בחלק מהתאים הבוגרים, כמו אנדותל ותאי דם.

במשך שנים רבות האמינו מדענים שהציטוזול הוא סוג של ג'ל בו האברונים התאיים צפו והיו חלבונים בדילול. עם זאת, כעת הם מכירים בכך שהמציאות מורכבת יותר, וכי חלבונים מהווים רשת מורכבת של חוטים ומיקרו-צינורות אותם כינו כציטוט-שלד.

חלבון של חוט הביניים, אזור סליל הפצע, סליל vimentin. צולם ונערך מתוך: ג'וואהר סוומינתן וצוות ה- MSD במכון האירופי לביואינפורמטיקה.

מאפיינים

Vimentin הוא חלבון נימה ביניים סיבי, 57kDa ומכיל 466 חומצות אמינו. זה נפוץ כחלק מתאי הציטוס של תאי מזנכימליים, עובריים, אנדותליים וכלי דם. נדיר למצוא חלבון זה באורגניזמים שאינם אוקריוטים, אך בכל זאת הוא מבודד בכמה חיידקים.

Vimentin מחובר לרוחב או לטרמינל לתכנית הרקמה האנדופלסמית, המיטוכונדריה והגרעין.

באורגניזמים בעלי חוליות, vimentin הוא חלבון שמור ביותר וקשור קשר הדוק לתגובה החיסונית ולבקרה והובלה של שומנים בצפיפות נמוכה.

מִבְנֶה

Vimentin היא מולקולה פשוטה שכמו כל חוטי ביניים, יש תחום אלפא-מרכזי מרכזי. בקצותיו (זנב וראש) יש לו תחומי אמינו (ראש) וקרבוקסיל (זנב) ללא סליליים או ללא סליליים.

הרצפים האלפא-סליליים מציגים דפוס של חומצות אמינו הידרופוביות, המשמשות או תורמות להיווצרות החותם ההידרוביובי על המשטח הסלילי.

שלד הציטוס

כשמו כן הוא, זהו התמיכה המבנית של תאים אוקריוטיים. זה עובר מהפנים הפנימיות של קרום הפלזמה לגרעין. בנוסף לשמש כשלד, ומאפשר לתאים לרכוש ולשמור על צורתם, יש לו פונקציות חשובות אחרות.

בין אלה השתתפות בתנועת תאים, כמו גם בתהליך החלוקה שלה. זה גם תומך באברונים תאיים ומאפשר להם לנוע באופן פעיל בתוך הציטוזול, ומשתתף בכמה צמתים בין תאיים.

בנוסף, ישנם חוקרים הטוענים כי האנזימים האמינים כי הם נמצאים בתמיסה בציטוזול מעוגנים למעשה לציטוסלט, ועל אנזימים מאותו מסלול מטבולי להיות ממוקם קרוב זה לזה.

אלמנטים מבניים של שלד הציטוס

לשלד הציטוס שלושה אלמנטים מבניים עיקריים: מיקרו-צינורות, מיקרו-חוטים וחוטי ביניים. אלמנטים אלה נמצאים רק בתאים אוקריוטיים. לכל אחד מהאלמנטים הללו יש גודל אופייני, מבנה וחלוקה תאית ולכל אחד מהם הרכב שונה.

מיקרו-צינורות

מיקרו-צינורות מורכבים מהטרודימרים של טובולין. יש להם צורה צינורית, ומכאן שמם, בקוטר 25 ננומטר ובמרכז חלול. הם היסודות הגדולים ביותר של שלד הציטוס. אורכו משתנה בין פחות מ- 200 ננומטר ואורך מספר מיקרומטר.

הקיר מורכב בדרך כלל מ- 13 פרופילמנטים המסודרים סביב לומן (חור) המרכזי. ישנן שתי קבוצות של מיקרו-צינורות: מצד אחד, המיקרו-צינורות של האקסונמה, הקשורים לתנועה של ציצית והפללה. מצד שני, הן המיקרו-צינורות הציטופלסמיים.

לאחרונים תפקידים שונים, כולל ארגון ושמירה על צורתם של תאים מן החי, כמו גם האקסונים של תאי העצב. הם מעורבים גם ביצירת צירים מיטוטיים ומיוטיים במהלך חלוקות תאים, ובכיוון ותנועה של שלפוחיות ואברונים אחרים.

מיקרו-פילמנטים

מדובר בחוטים המורכבים מאקטין, חלבון של 375 חומצות אמינו ומשקל מולקולרי של כ- 42 kDa. חוטים אלה בעלי קוטר פחות משליש מקוטר המיקרו-צינורות (7 ננומטר), מה שהופך אותם לחוטים הקטנים ביותר של הציטוס-שלד.

הם קיימים ברוב התאים האוקריוטיים ויש להם פונקציות שונות; ביניהם, להשתתף בפיתוח ותחזוקה של הצורה הסלולרית. בנוסף הם משתתפים בפעילויות קטומיות, הן תנועה אמבודית והן כיווץ שרירים, על ידי אינטראקציה עם מיוזין.

במהלך ציטוקינזיס (חלוקה ציטופלסמית), הם אחראים על ייצור חריצים בפילוח. לבסוף, הם משתתפים גם בצמתים של תא-תא ותא-חוץ תאיים.

ציטוס שלד רשת של חלבונים חוטיים בציטופלזמה התאית. צולם ונערך מתוך: אליס אוולינו.

חוטים ביניים

בקוטר משוער של 12 ננומטר, חוטים הביניים הם אלה עם היציבות הגדולה ביותר והם גם הפחות מסיסים של היסודות המרכיבים את הציטוס שלד. הם נמצאים רק ביצורים רב-תאיים.

שמה נובע מהעובדה שגודלו הוא בין גודל צינורות המיקרו-פילמנטים, כמו גם בין אלה של חוטי אקטין ומיוזין בשרירים. ניתן למצוא אותם בנפרד או בקבוצות המרכיבות צרורות.

הם מורכבים מחלבון עיקרי, וחלבונים אביזרים שונים. חלבונים אלה ספציפיים לכל רקמה. חוטים ביניים נמצאים רק באורגניזמים רב-תאיים, ובניגוד לצינורות מיקרו-חוטים, יש להם רצף חומצות אמינו שונה מאוד מרקמה אחת לרמה אחרת.

בהתבסס על סוג התא ו / או הרקמה שבהם הם נמצאים, חוטים הביניים מקובצים לשש כיתות.

כיתה א

מורכב מציטוקרטינים חומציים המעניקים עמידות מכנית לרקמת האפיתל. משקלו המולקולרי הוא 40-56.5 kDa

כיתה ב '

זה מורכב מהציטוקרטינים הבסיסיים, שהם מעט יותר כבדים מהקודמים (53-67 kDa), ועוזרים להם לתת עמידות מכנית לרקמת האפיתל.

כיתה ג

מיוצג על ידי vimentin, desmin וחלבון GFA, שנמצאים בעיקר בתאים מזנכימליים (כאמור), תאי עוברים ושרירים, בהתאמה. הם עוזרים לתת לכל אחד מהתאים הללו את צורתם האופיינית.

כיתה ד

הם חלבונים של נפילות עצביות. בנוסף להקשיח האקסונים של תאי העצב, הם קובעים גם את גודלם.

כיתה V

מיוצג על ידי המנורות המהוות את הפיגום הגרעיני (למינציה גרעינית). הם קיימים בכל סוגי התאים

כיתה ו '

נוצר על ידי נסטין, מולקולת 240 kDa שנמצאת בתאי גזע עצבים ותפקודם נותר בלתי ידוע.

פונקציה של vimentin

Vimentin משתתף בתהליכים פיזיולוגיים רבים, אך בעיקר מתבלט בכך שהוא מאפשר נוקשות ועמידות לתאים המכילים אותו, תוך הימנעות מפגיעה בתאים. הם שומרים על האברונים בציטוזול. הם גם מעורבים בחיבור תאים, בהעברה ובאותות.

יישומים

דוֹקטוֹר

מחקרים רפואיים מצביעים על כך שווימנטין משמש כסמן לתאים המופקים ממזאנכיים, במהלך התפתחות תקינה ומתקדמת של גרורות סרטן.

מחקרים אחרים מצביעים על כך שנוגדנים או תאי חיסון המכילים את הגן VIM (הגן המקודד לווימנטין) יכולים לשמש כסמנים בהיסטופתולוגיה ולעיתים קרובות לגילוי גידולים באפיתל ומזינכימל.

תרופות וביוטכנולוגיה

תעשיות התרופות והביוטכנולוגיה ניצלו באופן נרחב את תכונותיו של vimentin והשתמשו בהן לייצור מגוון מוצרים חשוב כגון נוגדנים מהונדסים גנטית, חלבוני vimentin, ערכות ELISA, ומוצרי DNA משלימים, רבים אחרים.

דפוס חיסון פלואורסצנטי של נוגדנים כנגד vimentin. הופק באמצעות סרום מחולה בתאי HEp-20-10 עם מצומד FITC. צולם ונערך מתוך: סיימון קולון.

הפניות

1. מה זה Vimentin? התאושש מ: technologynetworks.com.
2. MT Cabeen & C. Jacobs-Wagner (2010). ציטוס שלד החיידק. סקירה שנתית של גנטיקה.
3. Vimentin. התאושש מ- en.wikipedia.org.
4. WM בקר, LJ Kleinsmith ו- J. Hardin. (2006). עולם התא. 6 ^th Edition. פירסון חינוך בע"מ
5. H. Herrmann, U. Aebi (2000). חוטי ביניים ומקורביהם: אלמנטים מבניים רב-כישרוניים המפרטים ציטו-אדריכלות וציטודינמיקה. חוות דעת נוכחית בביולוגיה של התא
6. DE Ingber (1998). אדריכלות החיים. סיינטיפיק אמריקן.