Desmīns ir olbaltumviela, kas atrodama kā starpposma pavediens citoskeletā un svītrainos un gludos muskuļos. Tās uzdevums ir stabilizēt šūnas un savienot muskuļu struktūras. Ģenētiskās izmaiņas (mutācijas), kas izraisa desmīna sintēzes traucējumus, ir saistītas ar dažādām muskuļu slimībām, piemēram, desminopātiju vai kardiomiopātija.
Kas ir desmin?
Desmīns ir citoskeleta celtniecības elements, kas izgatavots no olbaltumvielām. Olbaltumviela arī stabilizē muskuļu smalkās fibrilas, un tā ir sastopama šķērssvītrotos un gludos muskuļos. Desmīna pavedieni pieder starpposma pavedieniem (filamenta intermedialia), kurus bioloģija iedala piecos dažādos veidos. Saskaņā ar šo klasifikāciju desmīns kopā ar vimentīnu, perifērīnu un glijas pavedienu proteīnu (GFAP) pieder III tipam. Pētījumi ar dzīvniekiem liecina, ka vimentīns agrīnās attīstības stadijās var aizstāt trūkstošo desmīnu vai daļēji pārņemt tā funkcijas. Gēni, kas kodē desminu, atrodas cilvēka genomā otrajā hromosomā sadaļā 219.99 līdz 220 Mb. Bioloģija mēdza apzīmēt desminu kā skeletu, jo tā stabilizējošā funkcija citoskeletonā. Pirmie to 1976. gadā aprakstīja zinātnieki Lazarīds un Habards.
Anatomija un struktūra
Kā visi proteīni, desminu veido garas ķēdes aminoskābes. Visi šie bioloģiskie celtniecības elementi ievēro to pašu pamatstruktūru un atšķiras viens no otra tikai ar specifiskām atliekām. Olbaltumvielu sintēze saista indivīdu aminoskābes ar peptīdu saitēm; šajā procesā atsevišķu celtniecības bloku secība ir atkarīga no secības, kuru gēni nosaka caur to bāzes secību. Desmin sastāv no 470 aminoskābes. Gatavā peptīdu ķēde pārstāv desmīna primāro struktūru, kas tikai par telpisko formu kļūst par gatavu olbaltumvielu. Pēc peptīdu ķēdes izveidošanās spontāni vai ar. Palīdzību veidojas turpmākas saites fermenti. Šīs obligācijas, kas pazīstamas arī kā ūdeņradis vai nu sakārtojiet ķēdi spirālē (alfa struktūra), vai arī formatējiet to lapiņā (beta struktūra). Desmin sastāv no garākiem iegareniem segmentiem un spirālveida veidojumiem. Papildus šai sekundārajai struktūrai olbaltumviela pieņem sarežģītāku terciāro struktūru, kas ir nozīmīga arī turpmākajai olbaltumvielu funkcijai. Turklāt dažos gadījumos dažādas salocītas aminoskābju ķēdes savienojas kopā, veidojot kvartāra struktūru, kurā principā var rasties citas biomolekulas. Desmīns eksistē sekundārajā, terciārajā un kvartārajā struktūrā kā homopolimērs: Polimērs ir struktūra, kas sastāv no vairākām makromolekulām. Tāda homopolimēra kā desmīns gadījumā šie makromolekulas vai monomēri ir tikai vienas sugas daļas. Viena pabeigta desmina kvēldiega diametrs ir 8-11 nm.
Funkcija un lomas
Dezmīna galvenā funkcija ir stiprināt citoskeletu un muskulatūru, un tas ir atrodams gan gludajos, gan svītrainajos muskuļos. Bioloģijā citoskelets ir struktūra šūnās, kas sastāv no proteīni un piešķir viņiem formu un stabilitāti. Turklāt citoskelets piedalās vielu pārvadāšanā šūnā un tās kustībās. Atšķirībā no cilvēka ķermeņa kaulainā skeleta, citoskelets neveido fiksētu vienību, bet var elastīgi pielāgoties šūnas vajadzībām. Šķērsvirziena muskuļiem ir nepieciešams arī desmīns kā savienotājs starp Z diskiem un miofibrilām. Z-diski iezīmē robežas starp šķērssvītroto muskuļu blakus esošajiem muskuļu segmentiem (sarkomeriem). Z diskiem piestiprinātas pavedieniem līdzīgas struktūras, kas sastāv no aktīna un tropomiozīna kompleksa. Kontrakcijas laikā šīs miozīna šķiedras un pavedieni iespiežas viens otrā, īslaicīgi saīsinot audus kopumā. Gludajiem muskuļiem ir atšķirīga struktūra nekā šķērssvītrotajiem muskuļiem: tajā esošās šķiedras neveido skaidri norobežotus pavedienus un saišķus ar skaidri redzamu šķērsgriezuma rakstu, bet no pirmā acu uzmetiena šķiet gludi un nestrukturēti. Neskatoties uz to, kontrakcija notiek lielā mērā līdzīgā veidā. Kopā ar gludo muskuļu aktīna pavedieniem, kas nav muskuļi, desmīns veic arī stabilizējošu funkciju muskuļu audos, izveidojot stiprinošas saites tā sauktajās blīvēšanas zonās.
Slimības
Vairākas muskuļu slimības ir saistītas ar ģenētiskām izmaiņām (mutācijām), kas ietekmē desmin gēnus. Cilvēkiem tie atrodas otrajā hromosomā. Pat ja šāda slimība ir iedzimta, tai nav nekavējoties jāpauž redzami simptomi. Desmin mutācijas daudzos gadījumos vadīt līdz muskuļu distrofijām, kam raksturīga progresējoša muskuļu audu pasliktināšanās. Distrofiju izskats ir ļoti neviendabīgs. Konkrētāka klīniskā aina ir desminopātija. Šī ir reta iedzimta slimība, kas noved pie pakāpeniskas muskuļu vājināšanās un parasti neizraisa simptomus līdz pilngadībai. Desminopātijā ķermeņa desmīna ražošanas defekti ietekmē gan muskuļu šūnu citoskeletu, gan Z diskus. Turklāt desmin mutācijas ir saistītas ar kardiomiopātija, kas var rasties arī kā daļa no desminopātijas. Kardiomiopātija izpaužas kā funkcionālas sirds problēmas un ne vienmēr rodas desmīna sintēzes traucējumu dēļ; tā vietā var apsvērt dažādus iespējamos cēloņus. Tipiskas slimības pazīmes ir sirds mazspēja, aritmijas, ģībonis, stenokardija pectoris un embolija. Turklāt desmīna noteikšana antivielas palīdz ārstiem atšķirt dažādus audzējus - piemēram, rabdomiosarkomas (ļaundabīgi audzēji mīkstajos audos ar augstu mirstības pakāpi) un leiomiosarkomas (ļaundabīgi audzēji gludajos muskuļos).
