Titina: estrutura, funções e patologias relacionadas

A titina é uma proteína elástica encontrada nos músculos esqueléticos e cardíacos, sendo a maior proteína do corpo humano. Sua função principal é fornecer elasticidade e resistência aos músculos, permitindo que eles se estiquem e contraiam de forma eficiente durante a contração muscular. Além disso, a titina desempenha um papel importante na regulação da função cardíaca e na manutenção da integridade estrutural das células musculares.

No entanto, mutações genéticas na titina estão associadas a diversas patologias musculares, como distrofias musculares e miopatias. Além disso, alterações na expressão ou na estrutura da titina podem levar a disfunções cardíacas, como cardiomiopatia dilatada.

Portanto, o estudo da estrutura, funções e patologias relacionadas à titina é de extrema importância para o entendimento das doenças musculares e cardíacas, bem como para o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas.

Papel e estrutura da titina no organismo: o que você precisa saber.

A titina é uma proteína gigante presente nos músculos esqueléticos e cardíacos, desempenhando um papel fundamental na sua estrutura e função. Com cerca de 1% do peso total do músculo, a titina é responsável por manter a integridade da fibra muscular, conferindo-lhe elasticidade e resistência.

Em termos de estrutura, a titina é composta por diferentes regiões, sendo a mais importante a região I, que se conecta à banda Z e é responsável por estabilizar a fibra muscular durante a contração. Além disso, a titina possui regiões elásticas que permitem que o músculo se estique e se contraia de forma eficiente.

As funções da titina no organismo são variadas, incluindo a regulação da contração muscular, a manutenção da integridade da fibra muscular, e o suporte estrutural das miofibrilas. Além disso, a titina desempenha um papel importante na transdução de sinais mecânicos e na regulação do metabolismo muscular.

Em relação às patologias relacionadas à titina, algumas mutações genéticas podem levar a distúrbios musculares, como a distrofia muscular e a miopatia. Além disso, a titina também tem sido associada a doenças cardíacas, como a cardiomiopatia dilatada.

Em resumo, a titina é uma proteína essencial para o funcionamento adequado dos músculos esqueléticos e cardíacos, desempenhando um papel crucial na sua estrutura e função. Portanto, compreender a estrutura e as funções da titina no organismo é fundamental para o diagnóstico e tratamento de patologias relacionadas a essa proteína.

Qual a função desempenhada pela titina no organismo?

A titina é uma proteína gigante encontrada nos músculos esqueléticos e cardíacos, desempenhando um papel fundamental na função muscular e na manutenção da estrutura celular. Ela é responsável por proporcionar elasticidade aos músculos, permitindo que eles se estiquem e contraiam durante o movimento. Além disso, a titina também atua como um sensor de força, auxiliando no controle da contração muscular e na regulação do metabolismo celular.

Uma das principais funções da titina no organismo é garantir a integridade e a estabilidade das fibras musculares, prevenindo lesões e rupturas durante a atividade física. Ela também contribui para a transmissão de forças mecânicas geradas pela contração muscular, permitindo um movimento eficiente e coordenado.

Em casos de patologias relacionadas à titina, como a distrofia muscular e a miopatia congênita, a função da proteína pode estar comprometida, levando a problemas na contração muscular, perda de força e degeneração das fibras musculares. O estudo da estrutura e das funções da titina é fundamental para o desenvolvimento de tratamentos e terapias para essas condições.

Relacionado:  Pinus oocarpa: características, habitat, usos e cultivo

Quantidade de aminoácidos presentes na titina.

A titina é uma proteína gigante encontrada nos músculos esqueléticos e cardíacos, desempenhando um papel fundamental na organização e função desses tecidos. Composta por uma sequência impressionante de aminoácidos, a titina possui aproximadamente 38.138 resíduos de aminoácidos em sua estrutura.

Essa extensa cadeia de aminoácidos confere à titina propriedades únicas, como sua capacidade de se esticar e contrair durante a contração muscular. Além disso, a titina atua como uma mola molecular, ajudando a manter a integridade estrutural dos músculos e a regular a sua função mecânica.

Embora a titina desempenhe funções essenciais no organismo, mutações nessa proteína estão associadas a diversas patologias, como a distrofia muscular e a insuficiência cardíaca. Portanto, compreender a estrutura e as funções da titina é crucial para o desenvolvimento de estratégias terapêuticas para tratar essas condições.

Comparação entre potencial de ação em músculo cardíaco e esquelético.

A titina é uma proteína gigante que desempenha um papel crucial na função mecânica dos músculos esqueléticos e cardíacos. No músculo esquelético, a titina atua como um elemento elástico que contribui para a resistência passiva do músculo e a manutenção da sua estrutura. Já no músculo cardíaco, a titina desempenha um papel importante na regulação da contração e relaxamento do coração.

Quando comparamos o potencial de ação no músculo cardíaco e esquelético, podemos observar algumas diferenças importantes. No músculo cardíaco, o potencial de ação é mais prolongado e possui um platô, o que permite uma contração mais sustentada. Já no músculo esquelético, o potencial de ação é mais curto e rápido, permitindo contrações rápidas e poderosas.

Além disso, no músculo cardíaco, o potencial de ação é desencadeado pelo influxo de íons cálcio, enquanto no músculo esquelético, o potencial de ação é desencadeado pelo influxo de íons sódio. Essas diferenças na regulação do potencial de ação refletem as necessidades funcionais específicas de cada tipo de músculo.

Em resumo, a titina desempenha funções essenciais tanto no músculo cardíaco quanto no esquelético, contribuindo para a sua estrutura e função. A comparação entre o potencial de ação nos dois tipos de músculo destaca as diferenças na regulação da contração e relaxamento, refletindo as necessidades específicas de cada tipo de músculo.

Titina: estrutura, funções e patologias relacionadas

Titina é o termo usado para descrever um par de cadeias polipeptídicas gigantes que constituem a terceira proteína mais abundante nos sarcômeros de uma ampla gama de músculos esqueléticos e cardíacos.

A titina é uma das maiores proteínas conhecidas em termos de número de resíduos de aminoácidos e, consequentemente, em termos de peso molecular. Essa proteína também é conhecida como conectina e está presente tanto em vertebrados quanto em invertebrados.

Titina: estrutura, funções e patologias relacionadas 1

Estrutura da Titina (Fonte: Jawahar Swaminathan e equipe de MSD do Instituto Europeu de Bioinformática [Domínio público] via Wikimedia Commons)

Foi descrito sob esse nome (conectina) pela primeira vez em 1977 e em 1979 foi definido como a banda dupla no topo de um gel de eletroforese em géis de poliacrilamida sob condições desnaturantes (com dodecil sulfato de sódio). Em 1989, sua localização foi estabelecida por microscopia imunoeletrônica.

Juntamente com outra grande proteína, a nebulina, a titina é um dos principais componentes da estrutura elástica do citoesqueleto das células musculares que coexiste com filamentos grossos (miosina) e filamentos finos (actina) nos sarcômeros; tanto que é conhecido como o terceiro sistema de filamentos de fibras musculares.

Relacionado:  Esporazoa: características, nutrição, reprodução

Filamentos grossos e finos são responsáveis ​​pela geração de força ativa, enquanto os filamentos de titina determinam a viscoelasticidade dos sarcômeros.

Um sarcômero é a unidade repetitiva de miofibrilas (fibras musculares). Tem aproximadamente 2 μm de comprimento e é delimitado por “placas” ou linhas chamadas linhas Z, que segmentam cada miofibrila em fragmentos estriados de tamanho definido.

As moléculas de titina são montadas em filamentos filamentosos extremamente longos, flexíveis, finos e extensíveis. A titina é responsável pela elasticidade do músculo estriado e acredita-se que funcione como um andaime molecular que especifica a montagem correta dos sarcômeros nas miofibrilas.

Estrutura

Nos vertebrados, a titina possui cerca de 27.000 resíduos de aminoácidos e um peso molecular de cerca de 3 MDa (3.000 kDa). É composto por duas cadeias polipeptídicas conhecidas como T1 e T2, que possuem composições químicas semelhantes e propriedades antigênicas semelhantes.

No músculo dos invertebrados estão as ” minititinas ” entre 0,7 e 1,2MDa de peso molecular. Este grupo de proteínas inclui a proteína “twitchin” de Caenorhabditis elegans e a proteína “projétil” encontrada no gênero Drosophila.

A titina de vertebrado é uma proteína modular composta principalmente por domínios de imunoglobulina e fibronectina III (do tipo FNIII ) dispostos em tanda. Possui uma região elástica rica em resíduos de prolina, ácido glutâmico, valina e lisina, conhecido como domínio PEVK, e outro domínio serina-quinase em sua extremidade carboxila terminal.

Cada um dos domínios tem aproximadamente 100 aminoácidos de comprimento e é conhecido como titina classe I (domínio do tipo fibronectina III) e titina classe II (domínio do tipo imunoglobulina). Ambos os domínios dobram-se em estruturas sanduíche de 4 nm de comprimento compostas por folhas β antiparalelas.

A molécula de conectina cardíaca contém 132 motivos repetidos do domínio da imunoglobulina e 112 motivos repetidos do domínio do tipo fibronectina III.

O gene que codifica essas proteínas ( TTN ) é o “campeão” dos íntrons, pois possui quase 180 deles no interior.

Os transcritos das subunidades são processados ​​diferencialmente, especialmente as regiões codificadoras dos domínios da imunoglobulina (Ig) e PEVK, que dão origem a isoformas com diferentes propriedades extensíveis.

Funções

O papel da titina nos sarcômeros depende de sua associação com diferentes estruturas: sua extremidade C-terminal é ancorada à linha M, enquanto a extremidade N-terminal de cada titina é ancorada à linha Z.

As proteínas nebulina e titina agem como “regras moleculares” que regulam o comprimento dos filamentos grossos e finos, respectivamente. A titina, como mencionado, se estende do disco Z para além da linha M, no centro do sarcômero, e regula seu comprimento, impedindo o alongamento excessivo da fibra muscular.

Foi demonstrado que o dobramento e desdobramento da titina auxilia o processo de contração muscular, ou seja, gera o trabalho mecânico que atinge o encurtamento ou extensão dos sarcômeros; enquanto fibras grossas e finas são os motores moleculares do movimento.

A titina participa da manutenção de filamentos grossos no centro do sarcômero e suas fibras são responsáveis ​​pela geração de tensão passiva durante o alongamento dos sarcômeros.

Relacionado:  Cistus albidus: habitat, propriedades, cuidados, doenças

Outras funções

Além de sua participação na geração de força viscoelástica, a titina tem outras funções, entre as quais:

-Participação nos eventos de sinalização mecânico-química através de sua associação com outras proteínas sarcômicas e não sarcômicas

-Ativação dependente do dispositivo contrátil

– Montagem Sarcomere

-Contribuição na estrutura e função do citoesqueleto em vertebrados, entre outros.

Certos estudos mostraram que em células humanas e embriões de Drosophila , a titina tem outra função como uma proteína cromossômica. As propriedades elásticas da proteína purificada correspondem perfeitamente às propriedades elásticas dos cromossomos das células vivas e dos cromossomos montados in vitro .

A participação desta proteína na compactação de cromossomos foi demonstrada graças a experimentos de mutagênese dirigida ao local do gene que o codifica, resultando em defeitos musculares e cromossômicos.

Lange et al., Em 2005, demonstraram que o domínio da titina quinase tem a ver com o complexo sistema de expressão dos genes musculares, fato demonstrado pela mutação desse domínio que causa doenças musculares hereditárias.

Patologias relacionadas

Algumas doenças cardíacas têm a ver com alterações na elasticidade da titina. Tais alterações afetam bastante a extensibilidade e rigidez diastólica passiva do miocárdio e, presumivelmente, a mecanossensibilidade.

O gene TTN foi identificado como um dos principais genes envolvidos em doenças humanas, portanto, as propriedades e funções da proteína do coração foram estudadas nos últimos anos.

A cardiomiopatia dilatada e a cardiomiopatia hipertrófica também são um produto da mutação de vários genes, incluindo o gene TTN .

Referências

  1. Despopoulos, A. & Silbernagl, S. (2003). Atlas de Fisiologia em Cores (5ª ed.). Nova York: Thieme.
  2. Herman, D., Lam, L., Taylor, M., Wang, L., Teekakirikul, P., Christodoulou, D., … Seidman, CE (2012). Truncamentos de titina causando cardiomiopatia dilatada. The New England Journal of Medicine , 366 (7), 619-628.
  3. Keller, T. (1995). Estrutura e função da titina e da nebulina. Opinião Atual em Biologia , 7 , 32-38.
  4. Lange, S., Lange, S., Xiang, F., Yakovenko, A., Vihola, A., Hackman, P., … Gautel, M. (2005). O domínio quinase da titina controla a expressão de genes musculares e a renovação de proteínas. Science , 1599-1603.
  5. Linke, WA; e Hamdani, N. (2014). Negócios gigantescos: propriedades e funções da titina através de espessura e espessura. Circulation Research , 114 , 1052-1068.
  6. Machado, C. & Andrew, DJ (2000). D-TITINA: uma proteína gigante com funções duplas nos cromossomos e músculos. The Journal of Cell Biology , 151 (3), 639-651.
  7. Maruyama, K. (1997). Gigante proteína elástica do músculo. The FASEB Journal , 11 , 341-345.
  8. Nelson, DL, & Cox, MM (2009). Princípios de Bioquímica de Lehninger . Edições Omega (5ª ed.).
  9. Rivas-Pardo, J., Eckels, E., Popa, I., Kosuri, P., Linke, W. & Fernández, J. (2016). O trabalho realizado por dobradura de proteína de titina ajuda na contração muscular. Cell Reports , 14 , 1339-1347.
  10. Trinick, J. (1994). Titina e nebulina: réguas proteicas no músculo? Trends in Biochemical Sciences , 19 , 405-410.
  11. Tskhovrebova, L., & Trinick, J. (2003). Titin: Propriedades e Relações Familiares. Nature Reviews , 4 , 679-6889.
  12. Wang, K., Ramirez-Mitchell, R., & Palter, D. (1984). A titina é uma proteína miofibrilar extraordinariamente longa, flexível e delgada. Proc. Natl Acad. Sei. , 81 , 3685-3689.

Deixe um comentário