Dynein je motorický protein, který primárně zajišťuje pohyblivost řasinek a bičíků. Jedná se tedy o důležitou intracelulární složku řasinek epitel, mužský spermie, Eustachovu trubici a průdušky nebo tubu dělohy. Mutace několika genů může narušit funkci dyneinu.
Co je dynein?
Spolu s myosinem, kinesinem a prestinem tvoří cytoskeletální protein dynein skupinu motorů Proteinů. Alosterický motor Proteinů jsou zodpovědné za transport zátěží, jako jsou buněčné organely nebo vezikuly uvnitř buněk. Patří k intracelulárním Proteinů a mohou se vázat na proteinovou síť díky své motorické doméně. Jejich ocasní doména má vazebné místo pro zatížení. Dynein obvykle tvoří dimery dvou monomerů. Váží se na mikrotubuly, což jsou tubulární vlákna vyrobená z bílkovin. Transport mikrotubulů obvykle probíhá z buněčná membrána směrem k jádru. Dynein má několik podtypů. Některé se vyskytují výhradně v axonémách řasinek a bičíků. Dynein je spolu s kinesinem součástí mikrotubulárních vláken cytoskeletu. Bičíky a pohyblivé řasy se díky dyneinu stávají pohyblivou a sladitelnou složkou. Na biomolekulární bázi několik genů kóduje dynein. Například geny DNAL1, DNAI1, DNAH5 a DNAH11 patří mezi kódující geny.
Funkce, akce a role
Stejně jako všechny motorické proteiny je dynein transportérem, který transportuje vezikuly a realizuje další transportní a pohybové procesy. Molekula se váže na mikrotubuly hlava kraj. Ocasní část může interagovat s lipidovými membránami. V hlava oblasti se může dynein vázat a hydrolyzovat adenosin trifosfát (ATP) ve dvou doménách. Tímto způsobem molekuly zajistit si potřebnou energii pro dopravní procesy. Hydrolýza odpovídá štěpení chemických sloučenin přidáním a voda molekula. Dipólový charakter molekuly H2O způsobuje štěpení látek. Každý komplex dyneinu nejprve váže molekulu na sebe. Poté díky dříve získané energii běží podél mikrotubulu. Přeprava je směrovaná doprava. Je to proto, že dynein může cestovat pouze podél mikrotubulů ve směru minusového konce. Dyneiny tedy transportují svůj náklad z okraje plazmatické membrány do centra pro organizaci mikrotubulů poblíž jádra. Tento typ dopravy se také nazývá retrográdní transport. Motorický protein kinesin je zodpovědný za opačně směrovaný transport. Nějaký viry využívat transportní procesy motorických proteinů k dosažení jádra buněk, jako je např opar simplexní. Protože dynein se může vázat na membránu lipidy a mikrotubuly současně, dynein spojuje intracelulární vezikuly s cytoskeletem a provádí na nich konformační změny závislé na ATP transportem proteinové struktury k mínus konci vlákna.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimální úrovně
Dynein se nachází v řasinkách plazmatické membrány. V každém tubulu A nese cilium páry struktur podobných ramenům, také známým jako dyneinová ramena, orientovaných směrem k tubulu B sousedního tubulu. Kromě konformačních změn provádí dynein především pohyb řasinek a bičíků. Zejména Ciliím byly nyní přiděleny zásadní role, protože zajišťují funkci mnoha orgánů. Výskyt dyneinu v lidském organismu je proto častý. Například motorický protein se nachází v epitel děložní trubice, v průduškách nebo v spermie ocas. Ciliated epitel z plíce, eustachovu trubici nebo sliznici paranazální dutiny také závisí na dyneinu. Nakonec je molekula klíčovou složkou všech epitelií nesoucích řasinky. Tvorba motorického proteinu začíná na biomolekulární úrovni. Zde různé geny kódují cytoskeletální protein a získávají své funkce během embryonální fáze.
Nemoci a poruchy
Genetické vady kódujících genů pro dynein vedou ke klinickému obrazu Kartagenerova syndromu. Konkrétně mutace DNAL1, DNAI1, DNAH5 a DNAH11 byly dosud spojeny s onemocněním. Funkce epitelu nesoucího cilium je mutací narušena. Kartagenerův syndrom se také nazývá primární ciliární dyskineze a je autosomálně recesivní. Řasy dyskineze odpovídá absenci nebo ztrátě funkce dyneinových ramen. Kvůli této ztrátě funkce je pohyblivost řasinek omezená nebo vůbec neexistuje. V primární řasince dyskinezeklinický obraz ovlivňuje všechny řasami obsazené buňky těla. Tedy ani buňky bronchiálního epitelu, ani buňky Eustachovy trubice, ani buňky paranazální dutiny stále adekvátně fungují. Směrovaný ciliární rytmus již v embryonální fázi chybí. Asi polovina všech postižených osob tak trpí četnými pozičními anomáliemi vnitřní orgány. Zpravidla je přítomen takzvaný situs inversus. Muži trpí spermie dysknesia, která je spojena s neplodnost. Ženy mohou být také ovlivněny neplodnost kvůli nehybnosti řasinek v tubě dělohy. Z důvodu zhoršené mukociliární clearance, obstrukce nebo infekce dýchací trakt dojde. Opakující se bronchitida, rýma or sinusitida jsou běžné příznaky. Bronchiektáza jak nemoc postupuje, často se tvoří. Funkčnost řasinek lze zkontrolovat testem funkce řasinek. Neexistuje žádný příčinný činitel terapie. Nyní však lze ovládat alespoň příznaky, jako je zadržování sekrece dýchacích cest. Bohatý příjem tekutin, správa mukolytikum a inhalace β2-sympatomimetika patří mezi nejdůležitější možnosti léčby.
