DYSTROPHIN: ĐẶC ĐIỂM, CẤU TRÚC VÀ CHỨC NĂNG - SINH HỌC - 2026

Các dystrophin là một hình que protein hoặc que gắn với màng tế bào của xương, mịn và cơ tim, tế bào thần kinh cũng có mặt và các bộ phận của cơ thể con người.

Nó có các chức năng tương tự như chức năng của các protein tế bào khác, và được cho là hoạt động chủ yếu trên sự ổn định của màng sợi cơ và liên kết của màng nền ngoại bào với bộ xương nội bào.

Cấu trúc phân tử của Dystrophin (Nguồn: Norwood, FL, Sutherland-Smith, AJ, Keep, NH, Kendrick-Jones, J .; tác giả trực quan: Người dùng: Astrojan qua Wikimedia Commons)

Nó được mã hóa trên nhiễm sắc thể X, trong một trong những gen lớn nhất được mô tả cho con người, một số đột biến có liên quan đến các bệnh lý liên quan đến nhiễm sắc thể giới tính, chẳng hạn như chứng loạn dưỡng cơ Duchenne (DMD).

Bệnh lý này là rối loạn di truyền phổ biến thứ hai trên thế giới. Nó ảnh hưởng đến một trong mỗi 3.500 nam giới và trở nên rõ ràng trong độ tuổi từ 3 đến 5 khi quá trình suy giảm cơ bắp diễn ra nhanh hơn có thể làm giảm tuổi thọ xuống không quá 20 năm.

Gen dystrophin được phân lập lần đầu tiên vào năm 1986 và được đặc trưng bằng cách sử dụng nhân bản vị trí, điều này có nghĩa là một bước tiến lớn cho ngành di truyền học phân tử thời đó.

nét đặc trưng

Dystrophin là một loại protein rất đa dạng được liên kết với màng sinh chất của tế bào cơ (sarcolemma) và với màng của các tế bào khác trong các hệ thống cơ thể khác nhau.

Sự đa dạng của nó là do các quá trình liên quan đến việc điều hòa sự biểu hiện của gen mã hóa nó, đây là một trong những gen lớn nhất được mô tả cho con người. Điều này là do nó có hơn 2,5 triệu cặp bazơ, chiếm khoảng 0,1% bộ gen.

Gen này chủ yếu được biểu hiện trong các tế bào cơ xương và cơ tim và cả trong não, mặc dù ở mức độ thấp hơn nhiều. Nó bao gồm khoảng 99% intron và vùng mã hóa chỉ được biểu thị bằng 86 exon.

Ba dạng đồng phân khác nhau của protein này được công nhận đến từ quá trình dịch mã của các sứ giả được phiên mã từ ba chất xúc tiến khác nhau: một dạng chỉ được tìm thấy trong tế bào thần kinh vỏ não và hải mã, một dạng khác trong tế bào Purkinje (cũng trong não) , và cuối cùng trong tế bào cơ (xương và tim).

Kết cấu

Vì gen dystrophin có thể được "đọc" từ các chất xúc tiến bên trong khác nhau, nên có các dạng đồng dạng khác nhau của protein này tất nhiên có kích thước khác nhau. Dựa trên điều này, cấu trúc của đồng dạng "đầy đủ" và "ngắn" được mô tả dưới đây.

Đồng dạng "toàn bộ" hoặc "hoàn chỉnh"

Các đồng dạng "toàn bộ" của dystrophin là các protein hình que sở hữu 4 vùng thiết yếu (vùng đầu cuối N, vùng trung tâm, vùng giàu cysteine ​​và vùng đầu cuối C) cùng trọng lượng chỉ hơn 420 kDa và khoảng 3.685 dư axit amin.

Vùng tận cùng N tương tự như α-actinin (một protein liên kết actin) và có thể nằm trong khoảng từ 232 đến 240 axit amin, tùy thuộc vào dạng đồng phân. Miền lõi hoặc miền hình que được cấu tạo bởi 25 lần lặp lại ba vòng xoắn giống như Spectrin và có khoảng 3000 gốc axit amin.

Vùng tận cùng C của miền trung tâm, được tạo thành từ miền giàu cysteine ​​lặp lại, có khoảng 280 gốc và rất giống với mô típ liên kết canxi có trong các protein như calmodulin, α-actinin và β -Kem kính. Miền đầu C của protein được tạo thành từ 420 axit amin.

Đồng dạng "ngắn"

Vì gen dystrophin có ít nhất bốn chất xúc tiến bên trong, nên có thể có các protein có độ dài khác nhau, khác biệt với nhau do không có bất kỳ miền nào của chúng.

Mỗi chất xúc tiến bên trong có một exon đầu tiên duy nhất tách thành các exon 30, 45, 56 và 63, tạo ra các sản phẩm 260 kDa (Dp260), 140 kDa (Dp140), 116 kDa (Dp116) và 71 kDa (Dp71 ), được thể hiện ở các vùng khác nhau của cơ thể.

Dp260 được thể hiện trong võng mạc và cùng tồn tại với các dạng cơ và não "đầy đủ". Dp140 được tìm thấy trong não, võng mạc và thận, trong khi Dp116 chỉ được tìm thấy trong các dây thần kinh ngoại vi của người trưởng thành và Dp71 được tìm thấy trong hầu hết các mô không phải cơ.

Đặc trưng

Theo nhiều tác giả khác nhau, dystrophin có nhiều chức năng khác nhau không chỉ hàm ý rằng nó tham gia như một protein của bộ xương tế bào.

Tính ổn định của màng

Chức năng chính của dystrophin, với tư cách là một phân tử liên kết với màng tế bào thần kinh và cơ, là tương tác với ít nhất sáu protein màng tích hợp khác nhau, liên kết với nó để tạo thành phức hợp dystrophin-glycoprotein.

Sự hình thành của phức hợp này tạo ra một "cầu nối" xuyên qua màng tế bào cơ hoặc tế bào cơ và kết nối "linh hoạt" lớp cơ bản của chất nền ngoại bào với bộ xương bên trong.

Phức hợp dystrophin-glycoprotein có chức năng ổn định màng và bảo vệ các sợi cơ chống lại sự hoại tử hoặc tổn thương do co rút gây ra trong thời gian dài, điều này đã được chứng minh qua di truyền ngược.

Sự "ổn định" này thường được coi là tương tự như những gì một loại protein tương tự được gọi là Spectrin cung cấp cho các tế bào như tế bào hồng cầu lưu thông trong máu khi chúng đi qua các mao mạch hẹp.

Truyền tín hiệu

Dystrophin, hay đúng hơn là phức hợp protein mà nó tạo thành với glycoprotein trong màng, không chỉ có chức năng cấu trúc, mà còn được chỉ ra rằng nó có thể có một số chức năng trong việc truyền tín hiệu và giao tiếp tế bào.

Vị trí của nó cho thấy rằng nó có thể tham gia vào quá trình truyền lực căng từ các sợi actin trong các sợi cơ qua màng sinh chất đến chất nền ngoại bào, vì điều này liên kết vật lý với các sợi này và với không gian ngoại bào.

Bằng chứng về các chức năng khác trong truyền tín hiệu đã xuất hiện từ một số nghiên cứu được thực hiện với các đột biến gen dystrophin, trong đó quan sát thấy các khiếm khuyết trong các dòng tín hiệu liên quan đến quá trình chết tế bào theo chương trình hoặc bảo vệ tế bào.

Người giới thiệu

1. Ahn, A., & Kunkel, L. (1993). Sự đa dạng về cấu trúc và chức năng của dystrophin. Di truyền học tự nhiên, 3, 283-291.
2. Dudek, RW (1950). Mô học năng suất cao (xuất bản lần thứ 2). Philadelphia, Pennsylvania: Lippincott Williams & Wilkins.
3. Ervasti, J., & Campbell, K. (1993). Dystrophin và bộ xương màng. Ý kiến ​​hiện tại trong sinh học tế bào, 5, 85–87.
4. Hoffman, EP, Brown, RH, & Kunkel, LM (1987). Dystrophin: Sản phẩm protein của khu vực loạn dưỡng cơ Duchenne. Ô, 51, 919-928.
5. Koenig, M., Monaco, A., & Kunkel, L. (1988). Bộ xương tế bào hình que hoàn chỉnh theo trình tự của protein Dystrophin Dự đoán a. Ô, 53, 219-228.
6. Le, E., Winder, SJ, & Hubert, J. (2010). Biochimica et Biophysica Acta Dystrophin: Không chỉ là tổng hợp các bộ phận của nó. Biochimica và Biophysica Acta, 1804 (9), 1713–1722.
7. Love, D., Byth, B., Tinsley, J., Blake, D., & Davies, K. (1993). Dystrophin và các protein liên quan đến Dystrophin: Tổng quan về các nghiên cứu về protein và RNA. U dây thần kinh. Bất hòa. , 3 (1), 5–21.
8. Muntoni, F., Torelli, S., & Ferlini, A. (2003). Dystrophin và đột biến: một gen, một số protein, nhiều kiểu hình. Thần kinh học Lancet, 2, 731–740.
9. Pasternak, C., Wong, S., & Elson, EL (1995). Chức năng cơ học của Dystrophin trong tế bào cơ. Tạp chí Sinh học Tế bào, 128 (3), 355-361.
10. Sadoulet-Puccio, HM, & Kunkell, LM (1996). Dystrophin và các dạng lsoforms của nó. Bệnh học não, 6, 25–35.