Dynein

Dynein ir mehāniskais proteīns, kas galvenokārt nodrošina ciliaku un flagellas kustīgumu. Tas padara to par svarīgu izliektā epitēlija iekšējo šūnu sastāvdaļu, vīriešu spermu, eistāhijas caurulīti un bronhos vai dzemdes caurulē. Dažādu gēnu mutācija var pasliktināt dyneīna darbību.

Kas ir dynein?

Kopā ar miozīnu, kinezīnu un prestīnu citoskeleta proteīns dineīns veido motoro olbaltumvielu grupu. Allosteriskās motorās olbaltumvielas ir atbildīgas par tādu kravu kā šūnu organellu vai pūslīšu pārvadāšanu šūnās.

Tie ir starpšūnu proteīni un, pateicoties savam motoriskajam domēnam, var saistīties ar olbaltumvielu tīklu. Jūsu astes domēnam ir saistoša vieta kravām. Dynein parasti veido dimērus no diviem monomēriem. Tie saistās ar mikrotubulēm, t.i., olvadu pavedieniem, kas izgatavoti no olbaltumvielām. Mikrotubulas parasti tiek transportētas no šūnas membrānas uz šūnas kodolu. Dineinam ir vairākas pasugas. Daži no tiem notiek tikai ciliju un flagellas aksonemā. Kopā ar kinezīnu dyneīns ir daļa no citoskeleta mikrotubulu pavedieniem.

Caur Dynein flagella un kustīgās cilia kļūst par pārvietojamām un orientējamām sastāvdaļām. Dažādi gēni kodē dyneīnu uz biomolekulāru pamata. Gēni DNAL1, DNAI1, DNAH5 un DNAH11 ir, piemēram, kodējošo gēnu skaitā.

Funkcija, efekts un uzdevumi

Tāpat kā visi motora proteīni, Dynein ir transportētājs, kas pārvadā pūslīšus un realizē citus transporta un pārvietošanās procesus. Molekulas galvas reģions saistās ar mikrotubulēm. Astes daļa var mijiedarboties ar lipīdu membrānām.

Galvas rajonā dyneīns var saistīt un hidrolizēt adenozīna trifosfātu (ATP) divos domēnos. Tādā veidā molekulas apgādā sevi ar enerģiju, kas nepieciešama transporta procesiem. Hidrolīze atbilst ķīmisko savienojumu sadalīšanai, pievienojot ūdens molekulu. H2O molekulas dipola raksturs izraisa vielu sadalīšanos. Katrs dyneīna komplekss vispirms piesaista molekulu pie sevis. Pēc tam, pateicoties iepriekš iegūtajai enerģijai, tas iet pa mikrotubulu. Transports ir mērķtiecīgs transports. Dynein var migrēt uz mikrotubulas tikai pret mīnusa galu.

Dineīni pārvadā savu lādiņu no plazmas membrānas perifērijas uz mikrotubulu organizēšanas centru netālu no šūnas kodola. Šo transporta veidu sauc arī par retrogrādu transportu. Mehāniskais proteīns kinezīns ir atbildīgs par pretēju transportu. Daži vīrusi izmanto motoro olbaltumvielu transportēšanas procesus, lai nokļūtu šūnu kodolā, piemēram, herpes simplex. Tā kā dyneīns vienlaikus var saistīties ar membrānas lipīdiem un mikrotubulām, dynein savieno iekšējās šūnas pūslīšus ar citoskeletu un veic tiem ATP atkarīgas konformācijas izmaiņas, transportējot olbaltumvielu struktūru uz pavediena mīnus galu.

Izglītība, sastopamība, īpašības un optimālās vērtības

Dineīns rodas plazmas membrānas ciliā. Katrā A-kanāliņā cilijai ir pāri rokai līdzīgu struktūru, ko sauc arī par dynein-ieročiem, kas ir orientēti uz blakus esošā dubulta B-kanāliņu. Papildus konformācijas izmaiņām, Dynein galvenokārt pārvieto cilia un flagella. Īpaši ciliām tikmēr ir uzticēti svarīgi uzdevumi, jo tie nodrošina daudzu orgānu darbību. Dneīna parādīšanās cilvēka organismā ir attiecīgi bieža.

Motoriskais proteīns ir atrodams, piemēram, dzemdes tuba epitēlijā, bronhos vai spermas astes daļā. No Dynein ir atkarīgs arī plaušu izliektais epitēlijs, ausu trompete vai paranasālo deguna blakusdobumu deguna gļotāda. Galu galā molekula ir būtiska sastāvdaļa visu ciliātu nesēju epitēlijā. Motoriskā proteīna veidošanās sākas biomolekulārā līmenī. Šeit dažādi gēni kodē olbaltumvielu citoskeletu un saglabā savas funkcijas embrionālās fāzes laikā.

Slimības un traucējumi

Dynein kodējošo gēnu ģenētiski defekti izraisa Kartagenera sindroma sindromu. Konkrēti, DNAL1, DNAI1, DNAH5 un DNAH11 mutācijas līdz šim ir bijušas saistītas ar šo slimību.

Cilāciju epitēlija funkciju traucē mutācija. Kartagenera sindromu sauc arī par primāru ciliāru diskinēziju, un to var mantot kā autosomāli recesīvu iezīmi. Cilijas diskinēzija atbilst dyneīna ieroču funkcijas neesamībai vai zaudēšanai. Šīs funkcijas zaudēšanas rezultātā cilijas mobilitāte ir ierobežota vai nav pieejama. Primārā ciliāru diskinēzijas gadījumā klīniskais attēls ietekmē visas ciliāru šūnas organismā. Ne bronhiālā epitēlija šūnas, ne Eistāhijas tuba vai paranasālās deguna blakusdobumu šūnas nedarbojas pietiekami. Embrionālajā fāzē jau nav vērsta ciliāra insulta.

Apmēram puse no visiem skartajiem cieš no anomālijām daudzo iekšējo orgānu stāvoklī. Parasti ir tā sauktā situs inversus. Vīrieši cieš no spermas diskinēzijas, kas saistīta ar neauglību. Sievietes var ietekmēt arī neauglība, jo cilpas tubusa dzemdē ir nekustīgas. Pavājinātas mukocilārā klīrensa dēļ rodas aizsprostojumi vai elpceļu infekcijas. Atkārtots bronhīts, rinīts vai sinusīts ir bieži sastopami simptomi.

Slimībai progresējot, bieži veidojas bronhektāze. Cilia funkcionalitāti var pārbaudīt, izmantojot cilia funkciju testu. Nav cēloņsakarības terapijas. Tagad var apkarot vismaz tādus simptomus kā elpceļu sekrēciju aizturi. Starp svarīgākajām ārstēšanas iespējām ir pārmērīga šķidruma uzņemšana, mukolītisko līdzekļu ievadīšana un β2 simpatomimētisko līdzekļu ieelpošana.