Det mellemfilamenter, også kendt i litteraturen som "IFs" (fra engelsk Mellemliggende filamenter), er en familie af uopløselige cytosoliske fibrøse proteiner, der er til stede i alle celler af multicellulære eukaryoter.
De er en del af cytoskeletet, som er et intracellulært trådnetværk, der primært er ansvarligt for at understøtte cellestrukturen og for forskellige metaboliske og fysiologiske processer såsom vesikeltransport, cellebevægelse og forskydning osv..
Sammen med mikrorør og mikrofilamenter deltager mellemfilamenter i den rumlige organisering af intracellulære organeller i endocytose og exocytose og også i processerne med celledeling og intercellulær kommunikation..
De første mellemfilamenter, der blev undersøgt og beskrevet, var keratiner, en af de første proteintyper, hvis struktur blev analyseret ved røntgendiffraktion i 1930'erne..
Begrebet mellemfilamenter blev imidlertid introduceret i 1980'erne af Lazarides, der beskrev dem som komplekse "mekaniske integratorer af celleområdet", præget af deres uopløselighed og deres evne til at samles igen. in vitro efter denaturering.
De betragtes af mange forfattere som stress "buffer" -elementer for dyreceller, da de er mere fleksible filamenter end mikrotubuli og mikrofilamenter. De findes ikke kun i cytoskeletet, men de er også en del af nucleoskelettet.
I modsætning til de andre fibrøse komponenter i cytoskelet deltager de mellemliggende filamenter ikke direkte i cellemobilitetsprocesserne, men fungerer snarere i cellernes strukturelle vedligeholdelse og mekaniske modstand..
Artikelindeks
De mellemliggende filamenter har en omtrentlig diameter på 10 nm, en strukturel karakteristik, som de blev navngivet for, da deres størrelse er mellem størrelserne svarende til myosin- og actinfilamenterne, som er mellem henholdsvis 25 og 7 nm..
De adskiller sig strukturelt fra de to andre typer af cytoskeletale filamenter, som er kugleformede proteinpolymerer, idet deres bestanddele er forskellige a-spiralformede fibrøse proteiner i lang længde, der klynges sammen for at danne reblignende strukturer..
Alle proteinerne, der udgør de mellemliggende filamenter, har en lignende molekylær organisation, der består af et α-spiralformet eller "reb" domæne, der har forskellige mængder "spoledannende" segmenter af samme størrelse..
Dette spiralformede domæne er flankeret af et N-terminal ikke-spiralformet "hoved" og en ikke-spiralformet "hale" ved den C-terminale ende, som begge varierer i både størrelse og aminosyresekvens..
Inden for rækkefølgen af disse to ender er konsensusmotiverne, der er almindelige for de 6 typer af mellemliggende filamenter, der kendes.
Hos hvirveldyr er "akkord" -domænet af cytosoliske mellemfilamentproteiner ca. 310 aminosyrerester, mens hvirvelløse og kernelaminocytosoliske proteiner er ca. 350 aminosyrer lange..
Mellemliggende filamenter er "selvsamlende" strukturer, der ikke har enzymatisk aktivitet, hvilket også adskiller dem fra deres cytoskeletale modstykker (mikrotubuli og mikrofilamenter)..
Disse strukturer er oprindeligt samlet som tetramerer af de filamentøse proteiner, der kun udgør dem under indflydelse af monovalente kationer..
Disse tetramerer er 62 nm lange, og deres monomerer forbinder hinanden lateralt for at danne ”længdeenheder” (UFL). enhedslængde filamenter), som er kendt som fase 1 i samlingen, som finder sted meget hurtigt.
UFL'er er forløberne for lange filamenter, og da dimerer, der udgør dem, er forbundet sammen på en antiparallel og forskudt måde, har disse enheder et centralt domæne med to flankerende domæner, gennem hvilke fase 2 af forlængelse forekommer., Hvor den langsgående forening af andre UFL'er forekommer.
Under det, der er blevet kaldt fase 3 i samlingen, forekommer radial komprimering af filamenternes diameter, som producerer modne mellemfilamenter med mere eller mindre 10 nm i diameter..
De mellemliggende filamenters funktioner afhænger betydeligt af typen af celle, der overvejes, og i tilfælde af dyr (inklusive mennesker) er deres ekspression reguleret på en vævsspecifik måde, derfor afhænger det også af vævstypen. Det i undersøgelsen.
Epithelia, muskler, mesenkymale og gliaceller og neuroner har forskellige typer filamenter, der er specialiserede i henhold til funktionen af de celler, som de tilhører..
Blandt disse funktioner er de vigtigste den strukturelle vedligeholdelse af cellerne og modstandsdygtigheden over for forskellige mekaniske belastninger, da disse strukturer har en vis elasticitet, der gør det muligt for dem at dæmpe forskellige typer kræfter, der pålægges cellerne..
Proteinerne, der udgør de mellemliggende filamenter, tilhører en stor og heterogen familie af filamentøse proteiner, der er kemisk forskellige, men som skelnes i seks klasser i henhold til deres sekvenshomologi (I, II, III, IV, V og VI).
Selvom det ikke er meget almindeligt, kan forskellige typer celler under meget særlige betingelser (udvikling, celletransformation, vækst osv.) Co-udtrykke mere end en klasse af mellemliggende filamentdannende proteiner.
Keratiner tegner sig for de fleste proteiner i de mellemliggende filamenter, og hos mennesker tegner de sig for mere end tre fjerdedele af de mellemliggende filamenter.
De har molekylvægte, der varierer mellem 40 og 70 kDa og adskiller sig fra andre mellemliggende filamentproteiner ved deres høje indhold af glycin- og serinrester..
De er kendt som sure og basiske keratiner på grund af deres isoelektriske punkter, som er mellem 4,9 og 5,4 for sure keratiner og mellem 6,1 og 7,8 for basiske..
I disse to klasser er omkring 30 proteiner blevet beskrevet og er især til stede i epitelceller, hvor begge typer proteiner "co-polymeriserer" og danner sammensatte filamenter..
Mange af de mellemliggende tilfælde I-keratiner findes i strukturer som hår, negle, horn, fjerpener og kløer, mens de af klasse II er de mest rigelige i cytosolen..
Desmin er et 53 kDa surt protein, der afhængigt af dets fosforyleringsgrad har forskellige varianter.
Nogle forfattere har også kaldt desmin-filamenter for "mellemliggende muskelfilamenter", da deres tilstedeværelse er ret begrænset, omend i små mængder, til alle typer muskelceller..
I myofibriller findes desmin i Z-linjen, hvorfor det antages, at dette protein bidrager til de kontraktile funktioner af muskelfibre ved at fungere ved krydset mellem myofibriller og plasmamembranen..
Til gengæld er vimentin et protein til stede i mesenchymale celler. De mellemliggende filamenter dannet af dette protein er fleksible og har vist sig at modstå mange af de konformationsændringer, der opstår under cellecyklussen..
Det findes i fibroblaster, glatte muskelceller, hvide blodlegemer og andre celler i dyrens kredsløb..
Også kendt som "neurofilamenter", omfatter denne klasse af mellemliggende filamenter et af de grundlæggende strukturelle elementer i neuronale axoner og dendritter; er ofte forbundet med mikrotubuli, der også udgør disse strukturer.
Neurofilamenterne hos hvirveldyr er blevet isoleret, idet det bestemmes, at det er en triplet af proteiner på 200, 150 og 68 kDa, der deltager i samlingen in vitro.
De adskiller sig fra andre mellemfilamenter, fordi de har laterale arme som "vedhæng", der rager ud fra periferien af det samme, og som fungerer i interaktionen mellem nabofilamenter og andre strukturer..
Gliaceller producerer en speciel type mellemfilamenter kendt som gliale mellemfilamenter, der adskiller sig strukturelt fra neurofilamenter ved at de er sammensat af et enkelt 51 kDa-protein og har forskellige fysisk-kemiske egenskaber..
Alle laminater, der er en del af nukleoskeletet, er faktisk mellemliggende filamentproteiner. Disse har mellem 60 og 75 kDa molekylvægt og findes i kernerne i alle eukaryote celler.
De er væsentlige for den interne organisation af nukleare regioner og for mange af funktionerne i denne organel, der er vigtige for eksistensen af eukaryoter..
Denne type mellemfilament vejer ca. 200 kDa og findes overvejende i stamceller i centralnervesystemet. De udtrykkes under neural udvikling.
Der er flere sygdomme hos mennesker, der er relateret til mellemfilamenter.
I nogle typer kræft, såsom maligne melanomer eller brystcarcinomer, fx fører coekspression af mellemliggende filamenter af vimentin og keratin til differentiering eller interkonversion af epitel- og mesenkymceller.
Dette fænomen har eksperimentelt vist sig at øge den vandrende og invasive aktivitet af kræftceller, hvilket har vigtige implikationer i de metastatiske processer, der er karakteristiske for denne tilstand..
Eriksson et al. (2009) gennemgår de forskellige typer sygdomme og deres forhold til specifikke mutationer i de gener, der er involveret i dannelsen af de seks typer mellemfilamenter..
Sygdomme relateret til mutationer i generne, der koder for de to typer keratin, er epidermolyse bullosa, epidermolytisk hyperkeratose, hornhindedystrofi, keratodermi og mange andre..
Type III mellemfilamenter er impliceret i adskillige kardiomyopatier og i forskellige muskelsygdomme, der hovedsageligt er relateret til dystrofi. Derudover er de også ansvarlige for dominerende grå stær og nogle typer sklerose.
Mange neurologiske syndromer og lidelser er forbundet med type IV-filamenter, såsom Parkinsons. Tilsvarende er genetiske defekter i type V- og VI-filamenter ansvarlige for udviklingen af forskellige autosomale sygdomme og relateret til cellekernens funktion..
Eksempler på disse er blandt andet Hutchinson-Gilford progeria syndrom, Emery-Dreifuss muskeldystrofi..
Endnu ingen kommentarer