فيمينتين: الخصائص والبنية والوظائف والاستخدامات - مادة الاحياء - 2025

و فيمنتين هو بروتين ليفي من 57 كيلو دالتون التي هي جزء من الهيكل الخلوي داخل الخلايا. إنه جزء مما يسمى بالخيوط الوسيطة وهو أول هذه العناصر التي تتشكل في أي نوع من الخلايا حقيقية النواة. يوجد بشكل رئيسي في الخلايا الجنينية ، ويبقى في بعض الخلايا البالغة ، مثل الخلايا البطانية وخلايا الدم.

اعتقد العلماء لسنوات عديدة أن العصارة الخلوية هي نوع من الهلام تطفو فيه العضيات الخلوية وتوجد بروتينات في حالة تخفيف. ومع ذلك ، فهم يدركون الآن أن الواقع أكثر تعقيدًا ، وأن البروتينات تشكل شبكة معقدة من الخيوط والأنابيب الدقيقة التي أطلقوا عليها اسم الهيكل الخلوي.

بروتين الشعيرة الوسيطة ، منطقة ملف الجرح ، ملف فيمنتين. مأخوذة وتحرير من: جواهر سواميناثان وموظفي MSD في المعهد الأوروبي للمعلوماتية الحيوية.

مميزات

فيمينتين هو بروتين خيطي ليفي وسيط ، 57 كيلو دالتون ويحتوي على 466 من الأحماض الأمينية. إنه شائع كجزء من الهيكل الخلوي للخلايا الوسيطة والجنينية والبطانية والأوعية الدموية. من النادر العثور على هذا البروتين في الكائنات غير حقيقية النواة ، ولكن مع ذلك تم عزله في بعض البكتيريا.

يرتبط الفيمنتين جانبياً أو نهائياً بالشبكة الإندوبلازمية ، والميتوكوندريا ، والنواة.

في الكائنات الحية الفقارية ، يعد الفيمنتين بروتينًا محفوظًا بدرجة عالية ويرتبط ارتباطًا وثيقًا بالاستجابة المناعية والتحكم في الدهون منخفضة الكثافة ونقلها.

بناء

Vimentin هو جزيء بسيط ، مثل جميع الخيوط الوسيطة ، له مجال حلزوني ألفا مركزي. في نهاياته (الذيل والرأس) له مجالات أمينية (رأس) وكربوكسيل (ذيل) بدون حلزون أو غير حلزوني.

تقدم التسلسلات الحلزونية ألفا نمطًا من الأحماض الأمينية الكارهة للماء ، والتي تخدم أو تساهم في تكوين الختم الكارهة للماء على السطح الحلزوني.

الهيكل الخلوي

كما يوحي اسمه ، فهو الدعم الهيكلي للخلايا حقيقية النواة. ينتقل من الوجه الداخلي لغشاء البلازما إلى النواة. بالإضافة إلى أنه يعمل كهيكل عظمي ، مما يسمح للخلايا باكتساب شكلها والحفاظ عليه ، فإن لها وظائف مهمة أخرى.

من بين هؤلاء المشاركة في حركة الخلية ، وكذلك في عملية الانقسام. كما أنه يدعم العضيات داخل الخلايا ويسمح لها بالتحرك بنشاط داخل العصارة الخلوية ، وتشارك في بعض التقاطعات بين الخلايا.

بالإضافة إلى ذلك ، يجادل بعض الباحثين بأن الإنزيمات التي يُعتقد أنها موجودة في محلول في العصارة الخلوية هي في الواقع مثبتة في الهيكل الخلوي ، ويجب وضع إنزيمات نفس المسار الأيضي بالقرب من بعضها البعض.

العناصر الهيكلية للهيكل الخلوي

يحتوي الهيكل الخلوي على ثلاثة عناصر هيكلية رئيسية: الأنابيب الدقيقة ، والخيوط الدقيقة ، والخيوط الوسيطة. توجد هذه العناصر فقط في الخلايا حقيقية النواة. كل عنصر من هذه العناصر له حجم مميز وبنية وتوزيع داخل الخلايا ، ولكل منها أيضًا تركيبة مختلفة.

أنابيب مجهرية

تتكون الأنابيب الدقيقة من مغاير التوبولين. لها شكل أنبوبي ، ومن هنا جاء اسمها ، يبلغ قطرها 25 نانومتر ومركزها أجوف. هم أكبر عناصر الهيكل الخلوي. يتراوح طوله بين أقل من 200 نانومتر وعدة ميكرومتر.

يتكون جدارها بشكل عام من 13 خيطًا أوليًا ، مرتبة حول التجويف المركزي (الفتحة). هناك مجموعتان من الأنابيب الدقيقة: من ناحية ، الأنابيب الدقيقة للمحاور ، المرتبطة بحركة الأهداب والسوط. من ناحية أخرى ، هي الأنابيب الدقيقة السيتوبلازمية.

هذا الأخير له وظائف مختلفة ، بما في ذلك تنظيم والحفاظ على شكل الخلايا الحيوانية ، وكذلك محاور الخلايا العصبية. كما أنهم يشاركون في تكوين مغازل الانقسام والانقسام الاختزالي أثناء الانقسامات الخلوية ، وفي اتجاه وحركة الحويصلات والعضيات الأخرى.

الميكروفيلامين

وهي عبارة عن خيوط مكونة من الأكتين ، وهو بروتين مكون من 375 حمضًا أمينيًا ويبلغ وزن جزيئي حوالي 42 كيلو دالتون. يبلغ قطر هذه الخيوط أقل من ثلث قطر الأنابيب الدقيقة (7 نانومتر) ، مما يجعلها أصغر خيوط في الهيكل الخلوي.

توجد في معظم الخلايا حقيقية النواة ولها وظائف مختلفة ؛ فيما بينها ، المشاركة في تطوير وصيانة الشكل الخلوي. بالإضافة إلى ذلك ، يشاركون في الأنشطة الحركية ، سواء الحركة الأميبية ، أو تقلصات العضلات ، عن طريق التفاعل مع الميوسين.

أثناء الحركية الخلوية (الانقسام السيتوبلازمي) ، هم مسؤولون عن إنتاج أخاديد التجزئة. أخيرًا ، يشاركون أيضًا في تقاطعات الخلية الخلوية والمصفوفة خارج الخلية.

الهيكل الخلوي شبكة من البروتينات الخيطية في سيتوبلازم الخلية. مأخوذة وتحرير من: Alice Avelino.

المتوسطة الشعيرات

بقطر تقريبي يبلغ 12 نانومتر ، فإن الخيوط الوسيطة هي تلك التي تتمتع بأكبر قدر من الاستقرار وهي أيضًا أقل العناصر قابلية للذوبان التي تشكل الهيكل الخلوي. توجد فقط في الكائنات متعددة الخلايا.

يرجع اسمها إلى حقيقة أن حجمها يقع بين حجم الأنابيب الدقيقة والخيوط الدقيقة ، وكذلك بين خيوط الأكتين والميوسين في العضلات. يمكن العثور عليها بشكل فردي أو في مجموعات تشكل حزمًا.

تتكون من بروتين رئيسي وبروتينات ملحقة مختلفة. هذه البروتينات خاصة بكل نسيج. توجد الخيوط الوسيطة فقط في الكائنات متعددة الخلايا ، وعلى عكس الأنابيب الدقيقة والألياف الدقيقة ، فإن لها تسلسلًا مختلفًا جدًا من الأحماض الأمينية من نسيج إلى آخر.

بناءً على نوع الخلية و / أو الأنسجة التي توجد بها ، يتم تجميع الخيوط الوسيطة في ست فئات.

الدرجة الأولى

يتكون من السيتوكيراتين الحمضي الذي يعطي مقاومة ميكانيكية للنسيج الظهاري. وزنه الجزيئي 40-56.5 كيلو دالتون

الفئة الثانية

يتكون من السيتوكيراتينات الأساسية ، والتي هي أثقل قليلاً من سابقاتها (53-67 كيلو دالتون) ، وتساعدهم على إعطاء مقاومة ميكانيكية للنسيج الظهاري.

الفئة الثالثة

يمثله بروتين vimentin و desmin و GFA ، والتي توجد أساسًا في الخلايا الوسيطة (كما ذكرنا سابقًا) ، والخلايا الجنينية والعضلية ، على التوالي. إنها تساعد في إعطاء كل من هذه الخلايا شكلها المميز.

الفئة الرابعة

هم بروتينات الخيوط العصبية. بالإضافة إلى تقوية محاور الخلايا العصبية ، فإنها تحدد حجمها أيضًا.

الفئة الخامسة

يمثلها الصفيحة التي تشكل السقالة النووية (الصفيحة النووية). هم موجودون في جميع أنواع الخلايا

الفئة السادسة

يتكون من nestin ، وهو جزيء 240 كيلو دالتون موجود في الخلايا الجذعية العصبية ولا تزال وظيفته غير معروفة.

وظيفة فيمنتين

يشارك Vimentin في العديد من العمليات الفسيولوجية ، لكنه يركز بشكل أساسي على السماح بالصلابة والمقاومة للخلايا التي تحتوي عليه ، وتجنب تلف الخلايا. يحتفظون بالعضيات في العصارة الخلوية. كما أنهم يشاركون في ربط الخلية ، والهجرة ، والإشارة.

التطبيقات

طبيب

تشير الدراسات الطبية إلى أن الفيمنتين يعمل كعلامة للخلايا المشتقة من اللحمة المتوسطة ، أثناء التطور الطبيعي والتدريجي لورم خبيث السرطان.

تشير دراسات أخرى إلى أن الأجسام المضادة أو الخلايا المناعية التي تحتوي على جين VIM (الجين الذي يرمز للفيمنتين) يمكن استخدامها كعلامات في علم أمراض الأنسجة وغالبًا لاكتشاف الأورام الظهارية وأورام اللحمة المتوسطة.

الأدوية والتكنولوجيا الحيوية

استفادت الصناعات الدوائية والتكنولوجيا الحيوية على نطاق واسع من خصائص الفيمنتين واستخدمتها لإنتاج مجموعة متنوعة مهمة من المنتجات مثل الأجسام المضادة المهندسة وراثيًا ، وبروتينات الفيمنتين ، ومجموعات ELISA ، ومنتجات الحمض النووي التكميلية ، من بين العديد من المنتجات الأخرى.

نمط التألق المناعي للأجسام المضادة ضد الفيمنتين. تم إنتاجه باستخدام مصل مريض في خلايا HEp-20-10 مع اقتران FITC. مأخوذة وتحرير من: Simon Caulton.

المراجع

1. ما هو فيمينتين؟ تم الاسترجاع من: technologynetworks.com.
2. MT Cabeen & C. Jacobs-Wagner (2010). الهيكل الخلوي البكتيري. المراجعة السنوية لعلم الوراثة.
3. فيمنتين. تعافى من en.wikipedia.org.
4. WM بيكر ، LJ Kleinsmith & J. Hardin. (2006). عالم الخلية. 6 ^عشر طبعة. شركة بيرسون التعليمية ،
5. H. Herrmann، & U. Aebi (2000). الخيوط الوسيطة وشركائها: عناصر هيكلية متعددة المواهب تحدد الهندسة الخلوية والديناميكا الخلوية. الرأي الحالي في بيولوجيا الخلية
6. دي إنجبر (1998). هندسة الحياة. Scientific American.