VIMENTIN: CARACTERÍSTICAS, ESTRUTURA, FUNÇÕES E USOS - BIOLOGIA - 2024

A vimentina é uma proteína fibrosa de 57 kDa que faz 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 encontrada 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 uma espécie de gel em que organelas celulares flutuavam e havia proteínas em diluição. No entanto, eles agora reconhecem que a realidade é mais complexa e que as proteínas formam uma rede complexa de filamentos e microtúbulos que eles chamam de citoesqueleto.

Proteína do filamento intermediário, região da bobina da ferida, bobina de vimentina. Tirado e editado de: Jawahar Swaminathan e a equipe MSD do Instituto Europeu de Bioinformática.

Caracteristicas

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

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

Em organismos vertebrados, a vimentina é uma proteína altamente conservada e está intimamente relacionada à resposta imune e ao 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. Em suas extremidades (cauda e cabeça) possui domínios amino (cabeça) e carboxila (cauda) sem hélices ou não-helicoidais.

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

O citoesqueleto

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

Entre eles está a participação na movimentação celular, bem como em seu processo de divisão. Ele também suporta organelas intracelulares e permite que elas 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, na verdade, ancoradas ao 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 tem tamanho, estrutura e distribuição intracelular característicos, e cada um também tem uma composição diferente.

Microtúbulos

Os microtúbulos são constituídos por 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 composta por 13 protofilamentos, dispostos em torno do lúmen central (orifício). Existem dois grupos de microtúbulos: de um lado, os microtúbulos do axonema, relacionados ao movimento dos cílios e flagelos. Por outro lado, estão os microtúbulos citoplasmáticos.

Os 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 dos fusos mitóticos e meióticos durante as divisões celulares e da orientação e movimento das vesículas e outras organelas.

Microfilamentos

São filamentos compostos por actina, uma proteína de 375 aminoácidos e peso molecular de cerca de 42 kDa. Esses filamentos têm diâmetro inferior a 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; entre eles, participa do desenvolvimento e manutenção da forma celular. Além disso, participam das atividades locomotoras, tanto do movimento amebóide quanto das contrações musculares, por meio da interação com a miosina.

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

Citoesqueleto Uma rede de proteínas filamentosas no citoplasma da célula. Retirado e editado de: Alice Avelino.

Filamentos intermediários

Com diâmetro aproximado de 12 nm, os filamentos intermediários são os que apresentam maior estabilidade e também 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 se situar entre os microtúbulos e os microfilamentos, bem como entre os dos filamentos de actina e miosina nos músculos. Eles podem ser encontrados individualmente ou em grupos formando pacotes.

Eles são compostos de uma proteína principal e várias proteínas acessórias. Essas proteínas são específicas para cada tecido. Os filamentos intermediários são encontrados apenas em organismos multicelulares e, ao contrário 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 onde se encontram, os filamentos intermediários são agrupados em seis classes.

Classe I

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

Classe II

É constituído pelas citoqueratinas básicas, ligeiramente mais pesadas que as anteriores (53-67 kDa), que as ajudam a conferir resistência mecânica ao tecido epitelial.

Classe III

Representado pela vimentina, desmina e proteína GFA, que são encontradas principalmente nas células mesenquimais (como mencionado anteriormente), células embrionárias e musculares, respectivamente. Eles ajudam a dar a cada uma dessas células sua forma característica.

Classe IV

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

Classe V

Representado pelas lâminas que formam o andaime nuclear (lâminas 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 de vimentina

A Vimentina participa de diversos processos fisiológicos, mas se destaca principalmente por permitir rigidez e resistência às células que a contêm, evitando danos celulares. Eles retêm organelas no citosol. Eles também estão envolvidos na ligação, migração e sinalização de células.

Formulários

Médico

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

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

Farmacêutica e biotecnologia

As indústrias farmacêutica e de biotecnologia têm aproveitado amplamente as propriedades da vimentina e a têm usado para a produção de uma importante variedade de produtos, como anticorpos geneticamente modificados, proteínas de vimentina, kits de ELISA e produtos de DNA complementar, entre muitos outros.

Padrão de imunofluorescência de anticorpos contra vimentina. Produzido usando soro de um paciente em células HEp-20-10 com um conjugado FITC. Tirado e editado de: Simon Caulton.

Referências

1. O que é Vimentin? Recuperado em: technologynetworks.com.
2. MT Cabeen & C. Jacobs-Wagner (2010). O citoesqueleto bacteriano. Revisão Anual de Genética.
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5. H. Herrmann, & U. Aebi (2000). Filamentos intermediários e seus associados: Elementos estruturais multi-talentosos que especificam a citoarquitetura e a citodinâmica. Opinião atual em biologia celular
6. DE Ingber (1998). A arquitetura da vida. Americano científico.