VIMENTIN: KENMERKEN, STRUCTUUR, FUNCTIES EN TOEPASSINGEN - BIOLOGIE - 2025

Het vimentine is een vezelig eiwit van 57 kDa dat deel uitmaakt van het intracellulaire cytoskelet. Het maakt deel uit van de zogenaamde tussenliggende filamenten en is de eerste van deze elementen die in elk type eukaryote cel wordt gevormd. Het wordt voornamelijk aangetroffen in embryonale cellen en blijft in sommige volwassen cellen, zoals endotheel- en bloedcellen.

Jarenlang dachten wetenschappers dat het cytosol een soort gel was waarin cellulaire organellen drijven en er eiwitten in verdunning waren. Ze erkennen nu echter dat de realiteit complexer is en dat eiwitten een complex netwerk van filamenten en microtubuli vormen dat ze het cytoskelet hebben genoemd.

Eiwit van het tussenliggende filament, gebied van de gewikkelde spoel, vimentinespoel. Genomen en bewerkt door: Jawahar Swaminathan en de MSD-staf van het European Institute of Bioinformatics.

kenmerken

Vimentin is een vezelachtig intermediair filamenteiwit, 57 kDa en bevat 466 aminozuren. Het is gebruikelijk als onderdeel van het cytoskelet van mesenchymale, embryonale, endotheliale en vasculaire cellen. Het is zeldzaam om dit eiwit in niet-eukaryote organismen te vinden, maar het is niettemin in sommige bacteriën geïsoleerd.

Vimentin is lateraal of terminaal gehecht aan het endoplasmatisch reticulum, de mitochondriën en de kern.

In gewervelde organismen is vimentine een sterk geconserveerd eiwit en nauw verwant aan de immuunrespons en de controle en het transport van lipiden met lage dichtheid.

Structuur

Vimentin is een eenvoudig molecuul dat, zoals alle tussenliggende filamenten, een centraal alfa-helixdomein heeft. Aan zijn uiteinden (staart en kop) heeft het amino (kop) en carboxyl (staart) domeinen zonder helixen of niet-helixvormige.

De alfa-helixsequenties vertonen een patroon van hydrofobe aminozuren, die dienen of bijdragen aan de vorming van de hydrofobe afdichting op het spiraalvormige oppervlak.

Het cytoskelet

Zoals de naam al aangeeft, is het de structurele ondersteuning van eukaryote cellen. Het gaat van de binnenkant van het plasmamembraan naar de kern. Naast het dienen als skelet, waardoor cellen hun vorm kunnen krijgen en behouden, heeft het nog andere belangrijke functies.

Een daarvan is deelname aan celbeweging, evenals aan het delingsproces. Het ondersteunt ook intracellulaire organellen en stelt hen in staat actief te bewegen binnen het cytosol, en neemt deel aan enkele intercellulaire knooppunten.

Bovendien beweren sommige onderzoekers dat de enzymen waarvan wordt aangenomen dat ze in het cytosol in oplossing zijn, feitelijk aan het cytoskelet zijn verankerd, en dat enzymen van dezelfde metabole route dicht bij elkaar moeten worden gelokaliseerd.

Structurele elementen van het cytoskelet

Het cytoskelet heeft drie belangrijke structurele elementen: microtubuli, microfilamenten en intermediaire filamenten. Deze elementen komen alleen voor in eukaryote cellen. Elk van deze elementen heeft een karakteristieke grootte, structuur en intracellulaire distributie, en elk heeft ook een andere samenstelling.

Microtubuli

Microtubuli bestaan ​​uit tubuline-heterodimeren. Ze hebben een buisvorm, vandaar hun naam, met een diameter van 25 nm en een hol centrum. Ze zijn de grootste elementen van het cytoskelet. De lengte varieert tussen minder dan 200 nm en enkele micrometers lang.

De wand is meestal opgebouwd uit 13 protofilamenten, gerangschikt rond het centrale lumen (gat). Er zijn twee groepen microtubuli: enerzijds de microtubuli van het axoneme, gerelateerd aan de beweging van cilia en flagella. Aan de andere kant zijn de cytoplasmatische microtubuli.

Deze laatste hebben verschillende functies, waaronder het organiseren en behouden van de vorm van dierlijke cellen, evenals de axonen van zenuwcellen. Ze zijn ook betrokken bij de vorming van mitotische en meiotische spindels tijdens celdelingen, en bij de oriëntatie en beweging van blaasjes en andere organellen.

Microfilamenten

Het zijn filamenten die zijn opgebouwd uit actine, een eiwit van 375 aminozuren en een molecuulgewicht van ongeveer 42 kDa. Deze filamenten hebben een diameter van minder dan een derde van de diameter van microtubuli (7 nm), waardoor ze de kleinste filamenten van het cytoskelet zijn.

Ze zijn aanwezig in de meeste eukaryote cellen en hebben verschillende functies; onder hen nemen deel aan de ontwikkeling en instandhouding van de cellulaire vorm. Bovendien nemen ze deel aan locomotorische activiteiten, zowel amoeboïde beweging als spiercontracties, door interactie met myosine.

Tijdens cytokinese (cytoplasmatische deling) zijn ze verantwoordelijk voor het produceren van segmentatiegroeven. Ten slotte nemen ze ook deel aan cel-cel en cel-extracellulaire matrixovergangen.

Cytoskelet Een netwerk van filamenteuze eiwitten in het celcytoplasma. Genomen en bewerkt uit: Alice Avelino.

Tussenliggende filamenten

Met een diameter van ongeveer 12 nm zijn de tussenliggende filamenten degene met de grootste stabiliteit en zijn ze ook het minst oplosbaar van de elementen waaruit het cytoskelet bestaat. Ze komen alleen voor in meercellige organismen.

De naam is te danken aan het feit dat de grootte tussen die van microtubuli en microfilamenten ligt, evenals tussen die van actine- en myosinefilamenten in spieren. Ze kunnen afzonderlijk of in groepen worden gevonden die bundels vormen.

Ze bestaan ​​uit een hoofdproteïne en verschillende bijkomende proteïnen. Deze eiwitten zijn specifiek voor elk weefsel. Tussenliggende filamenten worden alleen aangetroffen in meercellige organismen en in tegenstelling tot microtubuli en microfilamenten hebben ze een heel andere aminozuursequentie van het ene weefsel tot het andere.

Op basis van het type cel en / of weefsel waarin ze worden aangetroffen, worden de tussenliggende filamenten gegroepeerd in zes klassen.

Klasse I

Bestaat uit zure cytokeratines die mechanische weerstand bieden aan epitheelweefsel. Het molecuulgewicht is 40-56,5 kDa

Klasse II

Het bestaat uit de basische cytokeratines, die iets zwaarder zijn dan de vorige (53-67 kDa), en helpen om mechanische weerstand te geven aan het epitheelweefsel.

Klasse III

Vertegenwoordigd door vimentine, desmine en GFA-eiwit, die voornamelijk worden aangetroffen in respectievelijk mesenchymale cellen (zoals eerder vermeld), embryonale en spiercellen. Ze helpen elk van deze cellen zijn karakteristieke vorm te geven.

Klasse IV

Het zijn de eiwitten van neurofilamenten. Naast het verstijven van de axonen van zenuwcellen, bepalen ze ook hun grootte.

Klasse V

Vertegenwoordigd door de laminae die het nucleaire schavot vormen (nucleaire laminae). Ze zijn aanwezig in alle soorten cellen

Klasse VI

Gevormd door nestin, een molecuul van 240 kDa dat wordt aangetroffen in zenuwstamcellen en waarvan de functie onbekend is.

Functie van vimentin

Vimentin neemt deel aan veel fysiologische processen, maar valt vooral op doordat het stijfheid en weerstand biedt aan de cellen die het bevatten, waardoor celbeschadiging wordt voorkomen. Ze behouden organellen in het cytosol. Ze zijn ook betrokken bij celhechting, migratie en signalering.

Toepassingen

Dokter

Medische studies geven aan dat vimentine werkt als een marker van cellen die zijn afgeleid van mesenchym, tijdens de normale en progressieve ontwikkeling van kankermetastasen.

Andere studies geven aan dat antilichamen of immuuncellen die het VIM-gen bevatten (het gen dat codeert voor vimentine) kunnen worden gebruikt als markers in histopathologie en vaak om epitheliale en mesenchymale tumoren te detecteren.

Farmaceutische en biotechnologie

De farmaceutische en biotechnologische industrieën hebben op grote schaal geprofiteerd van de eigenschappen van vimentine en het gebruikt voor de productie van een belangrijke verscheidenheid aan producten, zoals genetisch gemanipuleerde antilichamen, vimentine-eiwitten, ELISA-kits en complementaire DNA-producten, en vele andere.

Immunofluorescentiepatroon van antilichamen tegen vimentine. Geproduceerd met serum van een patiënt in HEp-20-10-cellen met een FITC-conjugaat. Genomen en bewerkt door: Simon Caulton.

Referenties

1. Wat is Vimentin? Hersteld van: technologynetworks.com.
2. MT Cabeen & C. Jacobs-Wagner (2010). Het bacteriële cytoskelet. Jaaroverzicht van genetica.
3. Vimentin. Opgehaald van en.wikipedia.org.
4. WM Becker, LJ Kleinsmith & J. Hardin. (2006). Wereld van de cel. 6 ^e editie. Pearson Education Inc,
5. H. Herrmann, & U. Aebi (2000). Tussenliggende filamenten en hun medewerkers: multi-getalenteerde structurele elementen die cytoarchitectuur en cytodynamica specificeren. Huidige mening in celbiologie
6. DE Ingber (1998). De architectuur van het leven. Wetenschappelijke Amerikaan.