Desmin: ساختار ، عملکرد و بیماری ها

دسمین پروتئینی است که به عنوان یک رشته میانی در اسکلت سلولی و در عضلات مخطط و صاف یافت می شود. نقش آن ایجاد ثبات در سلول ها و اتصال ساختارهای عضلانی است. تغییرات ژنتیکی (جهش ها) که باعث ایجاد اختلال در سنتز دسمین می شوند ، با بیماری های مختلف عضلانی مانند دسمینوپاتی یا کاردیومیوپاتی.

desmin چیست؟

دزمین یک عنصر سازنده اسکلت سلولی است که از پروتئین ساخته شده است. این پروتئین همچنین فیبرهای ریز عضلات را تثبیت کرده و در عضلات مخطط و صاف یافت می شود. رشته های دزمین به رشته های میانی (filamenta intermedialia) تعلق دارند که زیست شناسی به پنج نوع مختلف تقسیم می شوند. طبق این طبقه بندی ، دسمین به همراه ویمنتین ، پریفرین و پروتئین رشته گلایال (GFAP) به نوع III تعلق دارد. یافته های مطالعات حیوانی نشان می دهد که ویمیتین ممکن است در مراحل اولیه رشد جایگزین دسمین از دست رفته شود یا ممکن است تا حدی بتواند عملکردهای آن را بدست آورد. ژن های رمزگذار desmin در بخش 219.99 تا 220 Mb در ژنوم انسان روی کروموزوم دوم قرار دارند. زیست شناسی به دلیل عملکرد تثبیت کننده آن در اسکلت سلولی ، از desmin به عنوان اسکلت یاد می شود. دانشمندان لازاریدز و هوبارد اولین کسانی بودند که آن را در سال 1976 توصیف کردند.

آناتومی و ساختار

مثل همه پروتئین ها، desmin از زنجیرهای طولانی تشکیل شده است اسیدهای آمینه. این بلوک های سازنده بیولوژیکی همه از ساختار اساسی یکسانی پیروی می کنند و فقط از نظر باقیمانده های خاص با یکدیگر تفاوت دارند. سنتز پروتئین فرد را بهم پیوند می دهد اسیدهای آمینه با پیوندهای پپتیدی ؛ در این فرایند ، توالی بلوکهای ساختمانی منفرد به توالی تعیین شده ژنها از طریق توالی پایه بستگی دارد. Desmin در مجموع از 470 تشکیل شده است اسیدهای آمینه. زنجیره پپتید تمام شده ساختار اولیه دزمین را نشان می دهد ، که فقط در شکل فضایی خود به یک پروتئین کامل تبدیل می شود. پس از تولید زنجیره پپتیدی ، پیوندهای بعدی به صورت خود به خود و یا با کمک تشکیل می شوند آنزیم ها. این اوراق ، که به آنها نیز معروف است هیدروژن پیوندها ، یا زنجیره را به شکل مارپیچ (ساختار آلفا) مرتب کنید یا آن را به صورت جزوه (ساختار بتا) قالب بندی کنید. دسمین از بخشهای درازتر و تشکیلات مارپیچ تشکیل شده است. فراتر از این ساختار ثانویه ، پروتئین ساختار سوم پیچیده تری را به خود می گیرد ، که برای عملکرد بعدی پروتئین نیز قابل توجه است. علاوه بر این ، در برخی موارد ، زنجیره های مختلف اسید آمینه تا شده به هم متصل می شوند و یک ساختار رباعی ایجاد می کنند که در اصل ، سایر مولکول های زیستی می توانند در آن ایجاد شوند. دسمین به عنوان هموپلیمر در ساختار ثانویه ، سوم و رباعی وجود دارد: پلیمر ساختاری است که از چندین ماکرومولکول تشکیل شده است. در مورد یک هوموپلیمر مانند دسمین ، این ماکرومولکول ها یا مونومرها منحصراً بخشهایی از یک گونه هستند. یک رشته تکمیل شده از قطر 8-11 نانومتر است.

عملکرد و نقش ها

عملکرد اصلی desmin تقویت اسکلت سلولی و عضلانی است و به طور یکسان در عضلات صاف و مخطط دیده می شود. در زیست شناسی ، اسکلت سلولی ساختاری درون سلول ها است که از آن تشکیل شده است پروتئین ها و به آنها شکل و ثبات می بخشد. علاوه بر این ، اسکلت سلولی در انتقال مواد درون سلول و در حرکات آن نقش دارد. بر خلاف اسکلت استخوانی بدن انسان ، اسکلت سلولی یک واحد ثابت تشکیل نمی دهد ، اما می تواند انعطاف پذیر را با نیازهای سلول سازگار کند. ماهیچه های دارای خط عرضی نیز به عنوان اتصال دهنده بین دیسک های Z و میوفیبریل ها به desmin نیاز دارند. دیسک های Z مرزهای بین قسمت های عضلانی مجاور (سارکومر) را در عضله خطی مشخص می کنند. به دیسک های Z ساختارهای رشته ای مانند متشکل از مجموعه ای از اکتین و تروپومیوزین متصل شده اند. در طول انقباض ، این الیاف و رشته های میوزین به یکدیگر فشار می آورند و بافت را به طور موقت کوتاه می کنند. عضله صاف ساختار متفاوتی نسبت به عضله مخطط دارد: الیاف موجود در آن رشته ها و دسته های مشخص و مشخص با خط مقطع به وضوح مشخص را تشکیل نمی دهند ، اما در نگاه اول صاف و بدون ساختار به نظر می رسند. با این وجود ، انقباض به طور عمده مشابه اتفاق می افتد. همراه با رشته های اکتین عضله صاف غیر عضلانی ، desmin همچنین با ایجاد پیوندهای تقویت کننده در مناطق به اصطلاح تراکم ، عملکرد تثبیت کننده ای را در بافت عضلانی انجام می دهد.

بیماری

چندین بیماری عضلانی با تغییرات ژنتیکی (جهش) همراه است که ژن های دسمین را تحت تأثیر قرار می دهد. در انسان ، اینها در کروموزوم دوم قرار دارند. حتی اگر چنین بیماری مادرزادی باشد ، لازم نیست بلافاصله در علائم مشهود ظاهر شود. جهش های دسمین در بسیاری از موارد رهبری به دیستروفی عضلانی ، که با تحلیل رفتن تدریجی بافت عضلانی مشخص می شود. شکل ظاهری دیستروفی ها بسیار ناهمگن است. یک تصویر بالینی خاص تر ، دسموپاتی است. این یک بیماری ارثی نادر است که منجر به تضعیف تدریجی عضلات می شود و به طور معمول علائم تا بزرگسالی ایجاد نمی کند. در دسمینوپاتی ، نقص در تولید دسمین بر اسکلت سلولی سلولهای عضلانی و دیسک Z تأثیر می گذارد. علاوه بر این ، جهش های دسمین با ارتباط دارند کاردیومیوپاتی، که می تواند به عنوان بخشی از دسموپاتی نیز رخ دهد. کاردیومیوپاتی به عنوان مشکلات قلبی عملکردی آشکار می شود و همیشه به دلیل اختلالات در سنتز desmin نیست. در عوض ، دلایل مختلفی را می توان در نظر گرفت. علائم معمول این بیماری عبارتند از: قلب نارسایی ، آریتمی ، سنکوپ ، آنژین سینه و آمبولی. علاوه بر این ، تشخیص desmin آنتی بادی پزشکان به تشخیص تومورهای مختلف کمک می کند - به عنوان مثال ، رابدومیوسارکوم (تومورهای بدخیم در بافت نرم با میزان مرگ و میر بالا) و لیومیوسارکوم (تومورهای بدخیم در عضله صاف).