DYSTROPHIN: MGA KATANGIAN, ISTRAKTURA AT PAG-ANDAR - BIOLOGY - 2025

Ang dystrophin ay isang protina na hugis ng baras o baras na nauugnay sa cell lamad ng kalansay, makinis at cardiac kalamnan, mga cell ng nerbiyos ay naroroon at iba pang mga organo ng katawan ng tao.

Ito ay may mga pag-andar na katulad ng iba pang mga protina ng cytoskeletal, at pinaniniwalaang gumagana lalo na sa katatagan ng lamad ng lamad ng kalamnan at nagbubuklod ng lamad ng basurang extracellular sa intracellular cytoskeleton.

Molekular na istraktura ng Dystrophin (Pinagmulan: Norwood, FL, Sutherland-Smith, AJ, Panatilihin, NH, Kendrick-Jones, J.; Akda ng paggunita: Gumagamit: Astrojan sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ito ay naka-encode sa X chromosome, sa isa sa mga pinakamalaking gen na inilarawan para sa mga tao, na ang ilan sa kung saan ang mga mutation ay kasangkot sa mga pathology na nauugnay sa mga chromosome ng sex, tulad ng Duchenne muscular dystrophy (DMD).

Ang patolohiya na ito ay ang pangalawang pinaka-karaniwang minana na karamdaman sa mundo. Naaapektuhan nito ang isa sa bawat 3,500 na kalalakihan at naging maliwanag sa pagitan ng edad na 3 at 5 bilang pinabilis na pag-aaksaya ng kalamnan na maaaring mabawasan ang haba ng buhay nang hindi hihigit sa 20 taon.

Ang dystrophin gene ay ihiwalay sa unang pagkakataon noong 1986 at nailalarawan gamit ang positional cloning, na nangangahulugang isang mahusay na pagsulong para sa molekulang genetika ng oras.

katangian

Ang dystrophin ay isang mataas na magkakaibang protina na nauugnay sa lamad ng plasma ng mga selula ng kalamnan (sarcolemma) at sa iba pang mga cell sa iba't ibang mga sistema ng katawan.

Ang pagkakaiba-iba nito ay dahil sa mga proseso na nauugnay sa regulasyon ng pagpapahayag ng gene na nagsasagawa nito, na kung saan ay isa sa pinakamalaking gen na inilarawan para sa mga tao. Ito ay dahil mayroon itong higit sa 2.5 milyong mga pares ng base, na kumakatawan sa halos 0.1% ng genome.

Ang gene na ito ay nakararami na ipinahayag sa mga cell ng kalamnan at cardiac na kalamnan at din sa utak, bagaman sa isang mas mababang sukat. Ito ay binubuo ng humigit-kumulang na 99% na mga introns, at ang rehiyon ng coding ay kinakatawan ng 86 na mga exon.

Tatlong magkakaibang isoform ng protina na ito ay kinikilala na nagmula sa pagsasalin ng mga messenger na na-transcribe mula sa tatlong magkakaibang promotor: ang isa ay matatagpuan lamang sa mga cortical at hippocampal neuron, isa pa sa mga selula ng Purkinje (din sa utak) , at ang huli sa mga cell ng kalamnan (kalansay at cardiac).

Istraktura

Dahil ang dystrophin gene ay maaaring "basahin" mula sa iba't ibang mga panloob na tagataguyod, mayroong iba't ibang mga isoform ng protina na ito ay siyempre iba't ibang laki. Batay dito, ang istraktura ng "buong" at "maikling" isoforms ay inilarawan sa ibaba.

"Buong" o "kumpleto" isoforms

Ang "buong" isoforms ng dystrophin ay mga hugis na baras na nagtataglay ng apat na mahahalagang domain (N-terminal, gitnang domain, domain na mayaman sa cysteine, at C-terminal domain) na magkakasamang timbangin lamang sa mahigit 420 kDa at halos humigit-kumulang 3,685 mga residue ng amino acid.

Ang domain ng N-terminal ay katulad ng α-actinin (isang protina na nagbubuklod ng actin) at maaaring nasa pagitan ng 232 at 240 na mga amino acid, depende sa isoform. Ang core o rod domain ay binubuo ng 25 na spectrin-tulad ng triple helical na pag-uulit at mayroong tungkol sa 3000 amino residues.

Ang rehiyon ng C-terminal ng gitnang domain, na binubuo ng isang domain na mayaman sa pag-uulit ng cysteine, ay may tungkol sa 280 na nalalabi at halos kapareho ng kaltsyum na nagbubuklod ng kaltsyum sa mga protina tulad ng calmodulin, α-actinin at β -spectrine. Ang domain ng C-terminal ng protina ay binubuo ng 420 amino acid.

"Maikling" isoforms

Dahil ang dystrophin gene ay may hindi bababa sa apat na panloob na tagataguyod, maaaring mayroong mga protina na may iba't ibang haba, na naiiba sa bawat isa dahil sa kawalan ng anuman sa kanilang mga domain.

Ang bawat isa sa mga tagataguyod ng panloob ay may natatanging unang exon na naghihiwalay sa mga exons 30, 45, 56 at 63, na bumubuo ng mga produkto ng 260 kDa (Dp260), 140 kDa (Dp140), 116 kDa (Dp116) at 71 kDa (Dp71 ), na ipinahayag sa iba't ibang mga rehiyon ng katawan.

Ang Dp260 ay ipinahayag sa retina at coexists na may "buong" na mga form sa utak at kalamnan. Ang Dp140 ay matatagpuan sa utak, retina, at bato, habang ang Dp116 ay matatagpuan lamang sa mga nerbiyos na peripheral nerbiyos at ang Dp71 ay matatagpuan sa karamihan ng mga hindi muscular na tisyu.

Mga Tampok

Ayon sa iba't ibang mga may-akda, ang dystrophin ay may iba't ibang mga pag-andar na hindi lamang nagpapahiwatig ng pakikilahok nito bilang isang protina ng cytoskeleton.

Katatagan ng lamad

Ang pangunahing pag-andar ng dystrophin, bilang isang molekula na nauugnay sa lamad ng mga selula ng nerbiyos at kalamnan, ay upang makipag-ugnay sa hindi bababa sa anim na magkakaibang integral na mga protina ng lamad, na kung saan ito ay nagbubuklod upang mabuo ang mga dystrophin-glycoprotein complex.

Ang pagbuo ng kumplikadong ito ay bumubuo ng isang "tulay" sa pamamagitan ng lamad ng mga selula ng kalamnan o sarcolemma at nag-uugnay sa "flexibly" ang basal lamina ng extracellular matrix na may panloob na cytoskeleton.

Ang dystrophin-glycoprotein kumplikadong pag-andar sa pagpapanatag ng lamad at sa proteksyon ng mga fibers ng kalamnan laban sa nekrosis o pinsala na dulot ng pag-urong sapilitan sa loob ng mahabang panahon, na ipinakita sa pamamagitan ng reverse genetics.

Ang "stabilization" na ito ay madalas na nakikita bilang pagkakatulad sa kung ano ang isang katulad na protina na kilala bilang spectrin ay nagbibigay ng mga cell tulad ng mga pulang selula ng dugo na nagpapalipat-lipat sa dugo kapag pumasa sila sa makitid na mga capillary.

Signd transduction

Ang dystrophin, o sa halip ay ang kumplikadong protina na nabubuo nito kasama ang glycoproteins sa lamad, hindi lamang may mga pag-andar sa istruktura, ngunit din na itinuro na maaaring magkaroon ito ng ilang mga pag-andar sa cell signaling at komunikasyon.

Ang lokasyon nito ay nagmumungkahi na maaari itong lumahok sa paghahatid ng pag-igting mula sa mga filament ng actin sa mga sarcomeres ng mga fibers ng kalamnan sa pamamagitan ng lamad ng plasma sa extracellular matrix, dahil ito ay pisikal na nauugnay sa mga filament na ito at sa extracellular space.

Ang katibayan ng iba pang mga pag-andar sa signal transduction ay lumitaw mula sa ilang mga pag-aaral na isinasagawa sa mga mutants para sa dystrophin gene, kung saan ang mga depekto sa signaling cascades na may kinalaman sa na-program na pagkamatay ng cell o pagtatanggol ng cell ay sinusunod.

Mga Sanggunian

1. Ahn, A., & Kunkel, L. (1993). Ang pagkakaiba-iba ng istruktura at Pag-andar ng dystrophin. Mga Genetiko ng Kalikasan, 3, 283-291.
2. Dudek, RW (1950). High-Yield Histology (2nd ed.) Philadelphia, Pennsylvania: Lippincott Williams & Wilkins.
3. Ervasti, J., & Campbell, K. (1993). Dystrophin at ang lamad ng balangkas. Kasalukuyang Opinyon sa Cell Biology, 5, 85–87.
4. Hoffman, EP, Brown, RH, & Kunkel, LM (1987). Dystrophin: Ang Produkto ng Protina ng Duchenne Muscular Dystrophy Locus. Cell, 51, 919-928.
5. Koenig, M., Monaco, A., & Kunkel, L. (1988). Ang Kumpletong Sequence Rod-Shaped Cytoskeletal ng Dystrophin Protein Predict a. Cell, 53, 219-228.
6. Le, E., Winder, SJ, & Hubert, J. (2010). Biochimica et Biophysica Acta Dystrophin: Higit pa sa kabuuan ng mga bahagi nito. Biochimica et Biophysica Acta, 1804 (9), 1713–1722.
7. Pag-ibig, D., Byth, B., Tinsley, J., Blake, D., & Davies, K. (1993). Ang mga dystrophin at Dystrophin na may kinalaman sa mga protina: Repasuhin ang pag-aaral ng protina at RNA Neuromusc. Disordyon. , 3 (1), 5–21.
8. Muntoni, F., Torelli, S., & Ferlini, A. (2003). Mga dystrophin at mutations: isang gene, maraming mga protina, maraming mga phenotypes. Ang Lancet Neurology, 2, 731-77.
9. Pasternak, C., Wong, S., & Elson, EL (1995). Mekanikal na Pag-andar ng Dystrophin sa Mga Cell Cell. Journal of Cell Biology, 128 (3), 355-361.
10. Sadoulet-Puccio, HM, & Kunkell, LM (1996). Dystrophin at ang lsoforms nito. Patolohiya ng Utak, 6, 25-35.