Vimentina: características, estrutura, funções e usos

A vimentina é uma proteína fibrosa de 57 kDa, que são parte do citoesqueleto intracelular. Faz parte dos chamados filamentos intermediários e é o primeiro desses elementos a se formar em qualquer tipo de célula eucariótica. É encontrado principalmente em células embrionárias e permanece em algumas células adultas, como células endoteliais e sanguíneas.

Por muitos anos, os cientistas acreditaram que o citosol era um tipo de gel no qual as organelas celulares flutuavam e havia proteínas em diluição. No entanto, agora eles reconhecem que a realidade é mais complexa e que as proteínas formam uma complexa rede de filamentos e microtúbulos que eles denominaram citoesqueleto.

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Proteína de filamento intermediário, região da bobina enrolada, bobina de vimentina. Tomado e editado por: Jawahar Swaminathan e equipe de MSD no Instituto Europeu de Bioinformática [Domínio Público].

Caracteristicas

A vimentina é uma proteína fibrosa de filamento intermediário de 57kDa e contém 466 aminoácidos. É comum como parte do citoesqueleto das células mesenquimatosas, embrionárias, endoteliais e vasculares. É raro encontrar essa proteína em organismos não eucarióticos, mas foi isolada em algumas bactérias.

A vimentina é ligada lateralmente ou terminalmente ao retículo endoplasmático, mitocôndrias e núcleo.

Nos organismos vertebrados, a vimentina é uma proteína altamente conservada e está intimamente relacionada à resposta imune, controle e transporte de lipídios de baixa densidade.

Estrutura

A vimentina é uma molécula simples que, como todos os filamentos intermediários, possui um domínio alfa-helicoidal central. Nas extremidades (cauda e cabeça), possui domínios amino (cabeça) e carboxil (cauda) sem hélices ou não helicoidais.

Seqüências alfa-helicoidais têm um padrão de aminoácidos hidrofóbicos, que servem ou contribuem para a formação do selo hidrofóbico na superfície helicoidal.

O citoesqueleto

Como o nome indica, é o suporte estrutural das células eucarióticas. Vai da face interna da membrana plasmática para o núcleo. Além de servir como esqueleto, permitindo que as células adquiram e mantenham sua forma, ele tem outras funções importantes.

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Entre estes está participando do movimento celular, bem como em seu processo de divisão. Ele também suporta organelas intracelulares e permite que eles se movam ativamente dentro do citosol e participa de algumas junções intercelulares.

Além disso, alguns pesquisadores argumentam que as enzimas que se acredita estarem em solução no citosol estão realmente ancoradas no citoesqueleto, e as enzimas da mesma via metabólica devem estar localizadas próximas umas das outras.

Elementos estruturais do citoesqueleto

O citoesqueleto possui três elementos estruturais principais: microtúbulos, microfilamentos e filamentos intermediários. Esses elementos são encontrados apenas em células eucarióticas. Cada um desses elementos possui um tamanho intracelular, estrutura e distribuição característicos, e cada um também possui uma composição diferente.

Microtúbulos

Os microtúbulos são compostos de heterodímeros de tubulina. Eles têm uma forma tubular, daí seu nome, com um diâmetro de 25 nm e um centro oco. Eles são os maiores elementos do citoesqueleto. Seu comprimento varia entre menos de 200 nm e vários micrômetros de comprimento.

Sua parede é geralmente formada por 13 protofilamentos, dispostos em torno do lúmen central (oco). Existem dois grupos de microtúbulos: por um lado, os microtúbulos do axonema, relacionados ao movimento dos cílios e flagelos. Por outro lado, são encontrados microtúbulos citoplasmáticos.

Estes últimos têm várias funções, incluindo organizar e manter a forma das células animais, bem como os axônios das células nervosas. Eles também participam da formação de fusos mitóticos e meióticos durante as divisões celulares, e na orientação e movimento de vesículas e outras organelas.

Microfilamentos

São filamentos constituídos por actina, uma proteína de 375 aminoácidos e cerca de 42 kDa de peso molecular. Esses filamentos têm um diâmetro menor que um terço do diâmetro dos microtúbulos (7 nm), o que os torna os menores filamentos do citoesqueleto.

Eles estão presentes na maioria das células eucarióticas e têm várias funções; dentre eles, participam do desenvolvimento e manutenção da forma celular. Além disso, eles participam de atividades locomotivas, tanto do movimento amebóide quanto das contrações musculares, pela interação com a miosina.

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Durante a citocinese (divisão citoplasmática), eles são responsáveis ​​pela produção de sulcos de segmentação. Finalmente, eles também participam das junções célula-célula e matriz celular extracelular.

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Citoesqueleto Uma rede de proteínas filamentosas do citoplasma celular. Tirada e editada por: Alice Avelino [CC BY-SA 4.0].

Filamentos intermediários

Com um diâmetro aproximado de 12 nm, os filamentos intermediários têm a maior estabilidade e também são os menos solúveis dos elementos que compõem o citoesqueleto. Eles são encontrados apenas em organismos multicelulares.

Seu nome se deve ao fato de seu tamanho estar entre o dos microtúbulos e microfilamentos, bem como entre os dos filamentos de actina e os da miosina nos músculos. Eles podem ser encontrados individualmente ou em grupos formando vigas.

Eles são formados por uma proteína principal e várias proteínas acessórias. Essas proteínas são específicas para cada tecido. Os filamentos intermediários são encontrados apenas em organismos multicelulares e, diferentemente dos microtúbulos e microfilamentos, eles têm uma sequência de aminoácidos muito diferente de um tecido para outro.

Com base no tipo de célula e / ou tecido em que são encontrados, os filamentos intermediários são agrupados em seis classes.

Classe I

Formado por citoqueratinas ácidas que dão resistência mecânica ao tecido epitelial. Seu peso molecular é de 40-56,5 kDa

Classe II

Consiste em citoqueratinas básicas, que são ligeiramente mais pesadas que as anteriores (53-67 kDa), e as ajudam a dar resistência mecânica ao tecido epitelial.

Classe III

Representados por vimentina, desmina e proteína GFA, encontrados principalmente em células mesenquimais (como já mencionado anteriormente), embrionárias e musculares, respectivamente. Eles ajudam a dar sua forma característica a cada uma dessas células.

Classe IV

Eles são as proteínas dos neurofilamentos. Além de endurecer os axônios das células nervosas, eles também determinam seu tamanho.

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Classe V

Representado pelas chapas que formam o andaime nuclear (chapas nucleares). Eles estão presentes em todos os tipos de células

Classe VI

Formada pela nestina, uma molécula de 240 kDa encontrada nas células-tronco nervosas e cuja função permanece desconhecida.

Função Vimentin

A vimentina participa de muitos processos fisiológicos, mas enfatiza principalmente permitir rigidez e resistência às células que a contêm, evitando danos às células. Eles retêm organelas no citosol. Eles também participam da união, migração e sinalização de células.

Usos

Médico

Estudos médicos indicam que a vimentina atua como um marcador de células derivadas do mesênquima, durante o desenvolvimento normal e progressivo das metástases do câncer.

Outros estudos indicam que os anticorpos ou células imunes que contêm o gene VIM (gene que codifica vimentina) podem ser usados ​​como marcadores na histopatologia e frequentemente para detectar tumores mesenquimais e epiteliais.

Farmacêutica e biotecnologia

As indústrias farmacêutica e de biotecnologia aproveitaram ao máximo as propriedades da vimentina e a utilizaram para a produção de uma variedade importante de produtos, como anticorpos geneticamente modificados, proteínas da vimentina, kits ELISA e produtos complementares de DNA, entre muitos outros.

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Padrão de imunofluorescência de anticorpos contra vimentina. Produzido usando o soro de um paciente em células HEp-20-10 com um conjugado de FITC. Tirada e editada por: Simon Caulton [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)].

Referências

  1. O que é Vimentin? Recuperado de: technologynetworks.com.
  2. MT Cabeen e C. Jacobs-Wagner (2010). O citoesqueleto bacteriano. Revisão Anual de Genética.
  3. Vimentin Recuperado de en.wikipedia.org.
  4. WM Becker, LJ Kleinsmith e J. Hardin. (2006). Mundo da célula. 6 ª edição. Pearson Education Inc,
  5. H. Herrmann, e U. Aebi (2000). Filamentos intermediários e seus associados: elementos estruturais com vários talentos que especificam a citoarquitetura e a citodinâmica. Opinião Atual em Biologia Celular
  6. DE Ingber (1998). A arquitetura da vida. Scientific American

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