Desmin je protein koji se nalazi kao srednja nit u citoskeletonu te u prugastim i glatkim mišićima. Njegova je uloga stabilizirati stanice i povezati mišićne strukture. Genetske promjene (mutacije) koje uzrokuju poremećaje u sintezi desmina povezane su s različitim mišićnim bolestima kao što su desminopatija ili kardiomiopatija.
Što je desmin?
Desmin je gradivni blok citoskeleta izrađen od proteina. Protein također stabilizira fine fibrile mišića i nalazi se u prugastim i glatkim mišićima. Desminoviti filamenti pripadaju intermedijarnim filamentima (filamenta intermedialia), koje biologija dijeli na pet različitih vrsta. Prema ovoj klasifikaciji, desmin pripada tipu III zajedno s vimentinom, periferinom i bjelančevinama glijalne niti (GFAP). Nalazi iz studija na životinjama sugeriraju da bi vimentin mogao nadomjestiti nedostajući desmin u ranim razvojnim fazama ili možda djelomično preuzeti svoje funkcije. Geni koji kodiraju desmin nalaze se u ljudskom genomu na drugom kromosomu u odjeljku 219.99 do 220 Mb. Biologija je nazivala desmin kosturom zbog njegove stabilizacijske funkcije u citoskeletu. Znanstvenici Lazarides i Hubbard prvi su to opisali 1976. godine.
Anatomija i struktura
Kao svi proteini, desmin se sastoji od dugih lanaca aminokiseline. Svi ovi biološki građevni blokovi slijede istu osnovnu strukturu i međusobno se razlikuju samo po svojim specifičnim ostacima. Sinteza proteina povezuje pojedinca aminokiseline s peptidnim vezama; u ovom procesu slijed pojedinih građevnih blokova ovisi o slijedu koji geni specificiraju kroz svoj osnovni slijed. Desmin se sastoji od ukupno 470 aminokiseline. Gotov peptidni lanac predstavlja primarnu strukturu desmina, koji tek postaje gotov protein u svom prostornom obliku. Nakon stvaranja peptidnog lanca, daljnje veze nastaju spontano ili uz pomoć enzimi. Te obveznice, također poznate kao vodik veze, ili rasporedite lanac u zavojnicu (alfa struktura) ili ga oblikujte u letak (beta struktura). Desmin se sastoji od dužih izduženih segmenata i spiralnih formacija. Osim ove sekundarne strukture, protein usvaja složeniju tercijarnu strukturu, što je također značajno za daljnju funkciju proteina. Uz to, u nekim se slučajevima različiti presavijeni aminokiselinski lanci spajaju i tvore kvartarnu strukturu unutar koje, u principu, mogu nastati i druge biomolekule. Desmin postoji u sekundarnoj, tercijarnoj i kvartarnoj strukturi kao homopolimer: Polimer je struktura koja se sastoji od nekoliko makromolekula. U slučaju homopolimera kao što je desmin, ove makromolekule ili monomeri su isključivo dijelovi iste vrste. Jedan dovršeni desminov nit ima promjer 8-11 nm.
Funkcija i uloge
Glavna funkcija desmina je jačanje citoskeleta i muskulature, a nalazi se i u glatkim i prugastim mišićima. U biologiji je citoskelet struktura unutar stanica koja se sastoji od proteini te im daje oblik i stabilnost. Uz to, citoskelet sudjeluje u transportu tvari unutar stanice i u njezinim kretanjima. Za razliku od koštanog kostura ljudskog tijela, citoskelet ne čini fiksnu jedinicu, ali se fleksibilno može prilagoditi potrebama stanice. Poprečno prugastim mišićima također je potreban desmin kao spoj između Z-diskova i miofibrila. Z-diskovi označavaju granice između susjednih segmenata mišića (sarkomera) u prugastim mišićima. Na Z-diskove su pričvršćene strukture poput vlakana sastavljene od kompleksa aktina i tropomiozina. Tijekom kontrakcije ta se vlakna i niti miozina guraju jedno u drugo, privremeno skraćujući tkivo u cjelini. Glatki mišići imaju drugačiju strukturu od prugastih mišića: vlakna u njemu ne tvore jasno ocrtane niti i snopove s jasno vidljivim prugastim uzorkom u presjeku, ali na prvi pogled djeluju glatko i nestrukturirano. Ipak, kontrakcija se odvija na uglavnom sličan način. Zajedno s aktinskim filamentima glatkih mišića koji nisu mišići, desmin također vrši stabilizacijsku funkciju u mišićnom tkivu stvaranjem jačajućih veza u takozvanim zonama zbijanja.
Bolesti
Nekoliko bolesti mišića povezano je s genetskim promjenama (mutacijama) koje utječu na desmin gene. U ljudi se nalaze na drugom kromosomu. Čak i ako je takva bolest urođena, ne mora se odmah očitovati u vidljivim simptomima. Desmin mutacije u mnogim slučajevima dovesti na mišićne distrofije, koje karakterizira progresivno propadanje mišićnog tkiva. Pojava distrofija je vrlo heterogena. Specifičnija klinička slika je desminopatija. Ovo je rijetka nasljedna bolest koja dovodi do postupnog slabljenja mišića i obično ne uzrokuje simptome do odrasle dobi. U desminopatiji, nedostaci u tjelesnoj proizvodnji desmina utječu i na citoskelet mišićnih stanica i na Z-diskove. Uz to su povezane i desmin mutacije kardiomiopatija, koja se također može javiti kao dio desminopatije. kardiomiopatija manifestira se kao funkcionalni srčani problemi i nije uvijek posljedica poremećaja u sintezi desmina; umjesto toga mogu se uzeti u obzir razni mogući uzroci. Tipični znakovi bolesti uključuju srce neuspjeh, aritmije, sinkopa, angina pectoris i embolija. Nadalje, otkrivanje desmina antitijela pomaže liječnicima da razlikuju različite tumore - na primjer, rabdomiosarkomi (maligni tumori u mekom tkivu s visokom stopom smrtnosti) i leiomiosarkomi (zloćudni tumori u glatkim mišićima).
