Caractéristiques, structures et fonctions de la dystrophine

La dystrophine Il s'agit d'une protéine en forme de canne ou de tige associée à la membrane des cellules musculaires squelettiques, lisses et cardiaques, également présentes les cellules nerveuses et dans d'autres organes du corps humain.

Il a des fonctions similaires à celles d'autres protéines de cytosquelette, et on pense qu'elle fonctionne principalement dans la stabilité de la membrane des fibres musculaires et dans l'union de la membrane basale extracellulaire avec le cytosquelette intracellulaire.

Structure moléculaire de la dystrophine (Source: Norwood, F.L., Sutherland-Smith, un.J., Gardez, n.H., Kendrick-Jones, J.; Visualisation Auteur: Utilisateur: Astrojan [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)] via Wikimedia Commons)

Il est codé sur le chromosome X, dans l'un des plus grands gènes décrits pour l'homme, dont certaines mutations sont impliquées dans les pathologies liées aux chromosomes sexuels, comme la dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) (DMD).

Cette pathologie est le deuxième trouble hérité le plus courant au monde. Il affecte l'un des 3500 hommes et qui devient évident entre 3 et 5 ans comme une usure musculaire accélérée qui peut réduire la vie à pas plus de 20 ans.

Le gène de la dystrophine a été isolé pour la première fois en 1986 et a été caractérisé en utilisant le clonage positionnel, ce qui signifiait une grande avancée pour la génétique moléculaire de l'époque.

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Caractéristiques

La dystrophine est une protéine très diversifiée associée à la membrane plasmique des cellules musculaires (sarcolema) et celle des autres cellules de différents systèmes corporels.

Sa diversité est due aux processus liés à la régulation de l'expression du gène qui le code, qui est l'un des plus grands gènes décrits pour l'homme. C'est parce qu'il en a plus de 2.5 millions de paires de bases, représentant environ 0.1% du génome.

Cette gen. Il est composé d'environ 99% d'introns, et la région de codage n'est représentée que dans 86 exons.

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Trois isoformes différentes de cette protéine sont reconnues qui proviennent de la traduction de messagers transcrits à partir de trois promoteurs différents: l'un que l'on ne trouve que dans les neurones corticaux et hippocampes, un autre dans les cellules de Purkinje (également dans le cerveau), et le dernier dans les muscles cellules (squelettique et cardiaque).

Structure

Étant donné que le gène de la dystrophine peut être "lu" de différents promoteurs internes, il existe différentes isoformes de cette protéine qui ont, bien sûr, différentes tailles. Sur la base de cela, la structure des isoformes "complètes" et "courtes" est décrite ci-dessous.

Isoformes "entières" ou "complètes"

Les isoformes "entières" de dystrophine sont des protéines en forme de canne qui ont quatre domaines essentiels (n-terminal, domaine central, domaine riche en cystéines et domaine C-terminal) qui pèsent ensemble un peu plus de 420 kDa et en ont plus ou moins 3.685 déchets d'acides aminés.

Le domaine N-terminal est similaire à l'α-actinine (une protéine d'actine-union) et peut avoir entre 232 et 240 acides aminés, selon l'isoforme. Le domaine central ou de canne est composé de 25 triples répétés hélicoïdaux similaires à la spectre et a environ 3000 déchets aminooacidaux.

La région C-terminale du domaine central, qui est formé par un riche riche en cystéine, a environ 280 déchets et est très similaire à la raison de l'union calcique présente dans des protéines telles que la calmoduline, l'α-actinine et la β-spectre β-spectre. Le domaine C-terminal de la protéine est composé de 420 acides aminés.

Isoformes "courtes"

Étant donné que le gène de la dystrophine a au moins quatre promoteurs internes, il peut y avoir des protéines à différentes longueurs, qui diffèrent les unes des autres par l'absence de l'un de leurs domaines.

Chacun des promoteurs internes a un ancien exone unique), qui sont exprimés dans différentes régions du corps.

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DP260 est exprimé dans la rétine et coexiste avec des formes musculaires et cérébrales "complètes". Le DP140 se trouve dans le cerveau, dans la rétine et dans les reins, tandis que le DP116 ne se trouve que dans les nerfs périphériques des adultes et DP71 se trouve dans la plupart des tissus non musculaires.

Les fonctions

Selon divers auteurs, la dystrophine a diverses fonctions qui impliquent non seulement sa participation en tant que protéine de cytosquelette.

Stabilité membranale

La fonction principale de la dystrophine, en tant que molécule associée au nerf et à la membrane des cellules musculaires, est d'interagir avec au moins six protéines membranaires complètes différentes, avec lesquelles il rejoint pour former des complexes de dystropine-glucoprotéine.

La formation de ce complexe génère un «pont» à travers la membrane à cellules musculaires ou sarcolema et relie «flexiblement» la feuille basale de la matrice extracellulaire avec le cytosquelette interne.

Le complexe dystrophine-glucoprotéine fonctionne dans la stabilisation de la membrane et dans la protection des fibres musculaires contre la nécrose ou les dommages causés par une contraction induite pendant de longues périodes, qui a été démontrée par génétique inverse.

Cette "stabilisation" est généralement considérée comme un analogique.

Transduction du signal

La dystrophine ou, plutôt, le complexe protéique qui se forme avec des glycoprotéines dans la membrane non seulement a des fonctions structurelles, mais a également souligné qu'il peut avoir certaines fonctions dans la signalisation et la communication cellulaires.

Son emplacement suggère qu'il peut participer à la transmission de la tension des filaments d'actine dans des sarcoquers en fibres musculaires à travers la membrane plasmique vers la matrice extracellulaire, car il est physiquement associé à ces filaments et à l'espace extracellulaire.

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Les preuves d'autres fonctions de transduction du signal ont été détachées de certaines études menées avec des mutants pour le gène de la dystrophine, dans lesquels des défauts sont observés dans les cascades de signalisation qui ont à voir avec la mort cellulaire programmée ou la défense cellulaire.

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