Desmin

Desmin je protein koji se nalazi kao međupredna nit u staničnoj kosturu kao i u prugastim i glatkim mišićima. Njegova je zadaća stabilizirati stanice i povezati mišićne strukture. Genetske promjene (mutacije) koje uzrokuju poremećaje u sintezi desmina povezane su s različitim mišićnim bolestima poput desminopatije ili kardiomiopatije.

Što je desmin?

Desmin je građevni blok staničnog skeleta (citoskeleta) napravljen od proteina. Protein također stabilizira sitne vlakna mišića i javlja se u prugastim i glatkim mišićima. Desmin filamenti pripadaju intermedijarnim nitima (Filamenta intermedialia), koje biologija dijeli na pet različitih vrsta.

Prema ovoj klasifikaciji, desmin pripada tipu III zajedno s proteinom vimentina, periferina i glijalnih filamenta (GFAP). Nalazi iz pokusa na životinjama sugeriraju da vimentin može nadomjestiti nedostajući desmin u ranim fazama razvoja ili je u mogućnosti djelomično preuzeti njegove funkcije. Geni koji kodiraju desmin smješteni su u ljudskom genomu na drugom kromosomu, u odjeljku 219,99 do 220 Mb, a biologija koja se koristila za nazvan desminom je zbog njegove stabilizirajuće funkcije u staničnoj kosturu. Skeletin, Znanstvenici Lazarides i Hubbard prvi su to opisali 1976. godine.

Anatomija i struktura

Kao i svi proteini, desmin se sastoji od dugih lanaca aminokiselina. Svi ovi biološki građevni blokovi slijede istu osnovnu strukturu i samo se međusobno razlikuju u svom specifičnom ostatku.

Sinteza proteina povezuje pojedine aminokiseline s peptidnim vezama; Slijed pojedinih građevnih blokova ovisi o slijedu koji geni određuju kroz svoju baznu sekvencu. Desmin se sastoji od ukupno 470 aminokiselina. Gotov peptidni lanac predstavlja primarnu strukturu desmina, koja tek u svom prostornom obliku postaje gotov protein. Nakon što se stvori peptidni lanac, nastaju daljnje veze spontano ili uz pomoć enzima, koji su poznati i kao vodikove veze i koji lanac raspoređuju u helix (alfa struktura) ili ga oblikuju u list (beta struktura).

Desmin se sastoji od duljih ispruženih presjeka i spiralnih formacija. Pored ove sekundarne strukture, protein pretpostavlja složeniju tercijarnu strukturu, koja je važna i za kasniju funkciju proteina.Pored toga, u nekim se slučajevima razliiti sklopljeni lanci aminokiselina kombiniraju da tvore kvaternu strukturu, unutar koje se, u načelu, mogu pojaviti i druge biomolekule. Desmin je u sekundarnoj, tercijarnoj i kvaternarnoj strukturi kao homopolimer: Polimer je struktura koja se sastoji od nekoliko makromolekula. U slučaju homopolimera kao što je desmin, ove makromolekule ili monomeri su svi dijelovi istog tipa. Pojedinačni kompletirani desminski filament ima promjer od 8-11 nm.

Funkcija i zadaci

Glavna zadaća Desmina je da ojača stanični kostur i mišiće, pri čemu se odvija podjednako u glatkim i prugastim mišićima. U biologiji stanični kostur je struktura unutar stanica koja se sastoji od proteina i daje im oblik i stabilnost. Stanični kostur također sudjeluje u transportu tvari unutar stanice i u njihovom kretanju.

Za razliku od koštanog kostiju ljudskog tijela, stanični kostur ne tvori fiksnu jedinicu, već se fleksibilno može prilagoditi potrebama stanice. Isprepleteni mišići također trebaju desmin kao spojni element između Z-diskova i miofibrila. Z-diskovi označavaju granice između susjednih sekcija mišića (sarcomeres) u prugastim mišićima. Nitaste strukture koje se sastoje od kompleksa aktina i tropomiozina pričvršćene su na Z-diskove. Kada se ugovore, ta se miozinska vlakna i vlakna guraju jedno u drugo, zbog čega se tkivo u cjelini privremeno skraćuje.

Glatki mišići imaju drugačiju strukturu od prugastih: vlakna ne tvore jasno ograničene niti i snopove s jasno vidljivim prugama u presjeku, već djeluju glatko i nestrukturirano na prvi pogled. Međutim, kontrakcija je u velikoj mjeri slična. Zajedno s mišićnim vlaknima nemišičnih akata glatkih mišića, desmin također ima stabilizirajuću funkciju u mišićnom tkivu stvarajući jačanje veza u takozvanim zonama kompresije.

bolesti

Razne mišićne bolesti povezane su s genetskim promjenama (mutacijama) koje utječu na uništavanje. U ljudi se nalaze na drugom kromosomu.

Čak i ako je takva bolest urođena, ne mora se odmah očitovati vidljivim simptomima. Mutacije desmina u mnogim slučajevima dovode do mišićne distrofije, koju karakterizira progresivno propadanje mišićnog tkiva. Pojava distrofija vrlo je raznolika. Desminopatija je specifičnija klinička slika. Ovo je rijetka nasljedna bolest koja postupno slabi mišiće i obično dovodi do simptoma samo u odrasloj dobi. Pogreške u vlastitoj proizvodnji tijela desmina oslabljuju i citoskelet mišićnih stanica i Z-diskove u desminopatiji.

Uz to su mutacije desmina povezane s kardiomiopatijom, koja se može pojaviti i u kontekstu desminopatije. Kardiomiopatija se očituje u funkcionalnim srčanim problemima i nije uvijek posljedica poremećaja u sintezi desmina; umjesto toga postoje razni mogući uzroci. Tipični simptomi uključuju srčanu insuficijenciju, srčane aritmije, kolaps cirkulacije (sinkopa), anginu pektoris i embolizme.

Otkrivanje protutijela na desmin također pomaže liječnicima da razlikuju različite tumore - na primjer rabdomiosarkomi (maligni tumori u mekom tkivu s visokom stopom smrtnosti) i leiomiosarkomi (maligni tumori u glatkim mišićima).