Desmin

Desmin to białko występujące jako włókno pośrednie w szkielecie komórkowym, a także w mięśniach prążkowanych i gładkich. Jego zadaniem jest stabilizacja komórek i połączenie struktur mięśniowych. Zmiany genetyczne (mutacje), które powodują zaburzenia w syntezie desminy, są związane z różnymi chorobami mięśni, takimi jak desminopatia czy kardiomiopatia.

Co to jest desmin?

Desmina jest budulcem szkieletu komórkowego (cytoszkieletu) zbudowanego z białka. Białko stabilizuje również drobne włókna mięśni i występuje w mięśniach prążkowanych i gładkich. Włókna Desmin należą do filamentów pośrednich (Filamenta intermedialia), których biologia dzieli na pięć różnych typów.

Zgodnie z tą klasyfikacją desmina należy do typu III wraz z wimentyną, peryferiną i białkiem włókien glejowych (GFAP). Wyniki doświadczeń na zwierzętach sugerują, że wimentyna może prawdopodobnie zastąpić brakującą desminę we wczesnych fazach rozwoju lub może częściowo przejąć jej funkcje. Geny kodujące desminę znajdują się w ludzkim genomie na drugim chromosomie w sekcji od 219,99 do 220 Mb. Biologia używana w odniesieniu do desminy as ze względu na jej stabilizującą funkcję w szkielecie komórkowym Szkielet. Naukowcy Lazarides i Hubbard jako pierwsi opisali to w 1976 roku.

Anatomia i budowa

Podobnie jak wszystkie białka, desmina składa się z długich łańcuchów aminokwasów. Wszystkie te biologiczne bloki budulcowe mają tę samą podstawową strukturę i różnią się tylko swoją specyficzną pozostałością.

Synteza białek łączy poszczególne aminokwasy wiązaniami peptydowymi; Sekwencja poszczególnych bloków budulcowych zależy od sekwencji, którą geny określają poprzez ich sekwencję zasad. Desmin składa się w sumie z 470 aminokwasów. Gotowy łańcuch peptydowy reprezentuje pierwotną strukturę desminy, która dopiero w swoim przestrzennym kształcie staje się gotowym białkiem. Po wytworzeniu łańcucha peptydowego dalsze połączenia powstają spontanicznie lub za pomocą enzymów, zwanych również wiązaniami wodorowymi, które albo układają łańcuch w helisę (struktura alfa), albo formują go w arkusz (struktura beta).

Desmin składa się z dłuższych rozciągniętych odcinków i formacji helis. Oprócz tej struktury drugorzędowej, białko przyjmuje bardziej złożoną strukturę trzeciorzędową, która jest również ważna dla późniejszej funkcji białka.Ponadto w niektórych przypadkach różne złożone łańcuchy aminokwasów łączą się, tworząc czwartorzędową strukturę, w której w zasadzie mogą również występować inne biocząsteczki. Desmin występuje w strukturze drugorzędowej, trzeciorzędowej i czwartorzędowej jako homopolimer: Polimer jest strukturą składającą się z kilku makrocząsteczek. W przypadku homopolimeru, takiego jak desmina, wszystkie te makrocząsteczki lub monomery są częściami tego samego typu.Pojedyncze ukończone włókno desminy ma średnicę 8-11 nm.

Funkcja i zadania

Głównym zadaniem Desmina jest wzmocnienie szkieletu komórkowego i mięśni, dzięki czemu występuje ona równomiernie w mięśniach gładkich i prążkowanych. W biologii szkielet komórki to struktura w komórkach, która składa się z białek i nadaje im kształt i stabilność. Szkielet komórkowy uczestniczy również w transporcie substancji w obrębie komórki oraz w ich ruchach.

W przeciwieństwie do szkieletu kostnego ludzkiego ciała, szkielet komórkowy nie tworzy stałej jednostki, ale może elastycznie dostosowywać się do potrzeb komórki. Mięśnie prążkowane również wymagają desminy jako elementu łączącego między dyskami Z a miofibrylami. Dyski Z wyznaczają granice między sąsiednimi sekcjami mięśni (sarkomery) w mięśniach poprzecznie prążkowanych. Struktury nitkowate składające się z kompleksu aktyny i tropomiozyny są przymocowane do dysków Z. Po skurczeniu te włókna i włókna miozyny wciskają się w siebie, powodując tymczasowe skrócenie tkanki jako całości.

Mięśnie gładkie mają inną budowę niż prążkowane: włókna nie tworzą wyraźnie odgraniczonych nitek i wiązek z wyraźnie widocznymi prążkami na przekroju, ale na pierwszy rzut oka wydają się gładkie i pozbawione struktury. Jednak skurcz jest w dużej mierze podobny. Wraz z niemięśniowymi filamentami aktynowymi mięśni gładkich desmina pełni również funkcję stabilizującą w tkance mięśniowej poprzez tworzenie połączeń wzmacniających w tzw. Strefach kompresyjnych.

Choroby

Różne choroby mięśni są związane ze zmianami genetycznymi (mutacjami), które wpływają na zepsucie. U ludzi są one na drugim chromosomie.

Nawet jeśli taka choroba jest wrodzona, nie musi od razu objawiać się widocznymi objawami. W wielu przypadkach mutacje desminy prowadzą do dystrofii mięśniowej, która charakteryzuje się postępującym niszczeniem tkanki mięśniowej. Wygląd dystrofii jest bardzo niejednorodny. Desminopatia to bardziej szczegółowy obraz kliniczny. Jest to rzadka choroba dziedziczna, która stopniowo osłabia mięśnie i zwykle prowadzi do objawów dopiero w wieku dorosłym. Błędy w wytwarzaniu desminy przez organizm osłabiają zarówno cytoszkielet komórek mięśniowych, jak i dyski Z w desminopatii.

Ponadto mutacje desminy są związane z kardiomiopatią, która może również wystąpić w kontekście desminopatii. Kardiomiopatia objawia się funkcjonalnymi problemami z sercem i nie zawsze jest wynikiem zaburzeń syntezy desminy; zamiast tego istnieje wiele możliwych przyczyn. Typowe objawy obejmują niewydolność serca, zaburzenia rytmu serca, zapaść krążeniową (omdlenie), dusznicę bolesną i zatorowość.

Wykrywanie przeciwciał desminy pomaga również lekarzom w rozróżnianiu różnych guzów - na przykład mięsaków prążkowanokomórkowych (nowotwory złośliwe w tkankach miękkich o wysokiej śmiertelności) i mięsaków gładkokomórkowych (złośliwe guzy mięśni gładkich).