desmin

desmin je proteín, ktorý sa nachádza ako stredné vlákno v kostre buniek, ako aj v pruhovaných a hladkých svaloch. Jeho úlohou je stabilizácia buniek a prepojenie svalových štruktúr. Genetické zmeny (mutácie), ktoré spôsobujú poruchy syntézy desminu, súvisia s rôznymi svalovými chorobami, ako je desminopatia alebo kardiomyopatia.

Čo je desmin?

Desmin je stavebný blok bunkového skeletu (cytoskelet) vyrobený z proteínu. Proteín tiež stabilizuje jemné vlákna svalov a vyskytuje sa v pruhovaných a hladkých svaloch. Desminové vlákna patria medzi stredné vlákna (Filamenta intermedialia), ktoré sa biológia delí na päť rôznych typov.

Podľa tejto klasifikácie desmin patrí do typu III spolu s proteínom vimentínu, periférnych a gliálnych vlákien (GFAP). Zistenia z pokusov na zvieratách naznačujú, že vimentin môže prípadne nahradiť chýbajúci desmin v počiatočných fázach vývoja alebo je schopný čiastočne prevziať svoje funkcie. Gény kódujúce desmin sa nachádzajú v ľudskom genóme na druhom chromozóme v sekcii 219,99 až 220 Mb. Biológia sa používa na označenie desminu ako jeho, kvôli jeho stabilizačnej funkcii v bunkovej kostre Skeletin, Vedci Lazarides a Hubbard boli prví, ktorí to opísali v roku 1976.

Anatómia a štruktúra

Rovnako ako všetky proteíny, aj desmin je tvorený dlhými reťazcami aminokyselín. Všetky tieto biologické stavebné kamene majú rovnakú základnú štruktúru a líšia sa iba od seba navzájom v ich špecifickom zvyšku.

Syntéza proteínov spája jednotlivé aminokyseliny s peptidovými väzbami; Sekvencia jednotlivých stavebných blokov závisí od sekvencie, ktorú gény špecifikujú prostredníctvom svojej základnej sekvencie. Desmin pozostáva z celkom 470 aminokyselín. Hotový peptidový reťazec predstavuje primárnu štruktúru desminu, ktorý sa stáva hotovým proteínom iba vo svojom priestorovom tvare. Po vytvorení peptidového reťazca sa spontánne alebo pomocou enzýmov, ktoré sú známe tiež ako vodíkové väzby, vytvárajú ďalšie spojenia a ktoré buď usporiadajú reťazec do špirály (alfa štruktúra) alebo ho naformátujú do listu (beta štruktúra).

Desmin pozostáva z dlhších úsekov a zostáv skrutkovíc. Okrem tejto sekundárnej štruktúry proteín predpokladá zložitejšiu terciárnu štruktúru, ktorá je tiež dôležitá pre neskoršiu funkciu proteínu.Okrem toho sa v niektorých prípadoch kombinujú rôzne zložené aminokyselinové reťazce za vzniku kvartérnej štruktúry, v rámci ktorej sa v zásade môžu vyskytovať aj iné biomolekuly. Desmin je v sekundárnej, terciárnej a kvartérnej štruktúre ako homopolymér: Polymér je štruktúra, ktorá pozostáva z niekoľkých makromolekúl. V prípade homopolyméru, ako je desmin, sú tieto makromolekuly alebo monoméry súčasťou rovnakého typu. Jedno dokončené desminové vlákno má priemer 8 až 11 nm.

Funkcia a úlohy

Hlavnou úlohou Desminu je posilnenie bunkovej kostry a svalov, pričom sa vyskytuje rovnomerne v hladkých a priečne pruhovaných svaloch. V biológii je bunková kostra štruktúrou v bunkách, ktorá pozostáva z proteínov a poskytuje im tvar a stabilitu. Bunková kostra sa tiež podieľa na preprave látok v bunke a na ich pohyboch.

Na rozdiel od kostry kostry ľudského tela bunková kostra netvorí pevnú jednotku, ale môže sa pružne prispôsobiť potrebám bunky. Pružné svaly tiež potrebujú desmin ako spojovací prvok medzi Z-diskami a myofibrílami. Z-disky označujú hranice medzi priľahlými svalovými úsekmi (sarkoméry) v priečne pruhovaných svaloch. Na Z-disky sú naviazané vláknité štruktúry pozostávajúce z komplexu aktínu a tropomyozínu. Po kontrakcii sa tieto myozínové vlákna a vlákna tlačia do seba, čo spôsobuje dočasné skrátenie tkaniva ako celku.

Hladké svaly majú inú štruktúru ako pruhované: vlákna nevytvárajú jasne ohraničené vlákna a zväzky s jasne viditeľnými prúžkami v priereze, ale na prvý pohľad vyzerajú hladko a nestrukturované. Zníženie je však do značnej miery podobné. Spolu s nesvalovými aktínovými vláknami hladkých svalov má desmin tiež stabilizačnú funkciu vo svalovom tkanive vytváraním posilňovacích spojení v takzvaných kompresných zónach.

choroby

Rôzne svalové ochorenia súvisia s genetickými zmenami (mutáciami), ktoré ovplyvňujú desmingencie. U ľudí ide o druhý chromozóm.

Aj keď je také ochorenie vrodené, nemusí sa okamžite prejaviť viditeľnými príznakmi. V mnohých prípadoch vedú desminové mutácie k svalovej dystrofii, ktorá sa vyznačuje progresívnym zhoršovaním svalového tkaniva. Vzhľad dystrofií je veľmi heterogénny. Desminopatia je špecifickejší klinický obraz. Ide o zriedkavé dedičné ochorenie, ktoré postupne oslabuje svaly a zvyčajne vedie k príznakom už v dospelosti. Chyby vo vlastnej produkcii desminu v tele pri desminopatii poškodzujú cytoskelet svalových buniek a Z-disky.

Okrem toho sú desminové mutácie spojené s kardiomyopatiou, ktorá sa môže vyskytnúť aj v súvislosti s desminopatiou. Kardiomyopatia sa prejavuje vo funkčných srdcových problémoch a nie vždy je spôsobená poruchami syntézy desminu; namiesto toho existuje celý rad možných príčin. Typické príznaky zahŕňajú srdcovú nedostatočnosť, srdcové arytmie, obehový kolaps (synkopa), angínu pektoris a embóliu.

Detekcia desminových protilátok tiež pomáha lekárom rozlíšiť rôzne nádory - napríklad rabdomyosarkómy (zhubné nádory v mäkkých tkanivách s vysokou mierou úmrtnosti) a leiomyosarkómy (zhubné nádory v hladkých svaloch).