Dynein je motorična beljakovina, ki v prvi vrsti zagotavlja gibljivost trepalnic in bičkov. Tako je pomembna znotrajcelična komponenta trepalnic epitelija, moški sperme, evstahijeva cev in bronhi ali maternična tuba. Mutacija več genov lahko poslabša delovanje dinineina.
Kaj je dininein?
Citoskeletni protein dinein skupaj z miozinom, kinezinom in prestinom tvori motorično skupino beljakovin. Alosterični motor beljakovin so odgovorni za prevoz tovora, kot so celični organeli ali vezikli znotraj celic. Spadajo v znotrajcelično beljakovin in se lahko vežejo na beljakovinsko mrežo zaradi svoje motorične domene. Njihova repna domena ima vezno mesto za obremenitve. Dinein običajno tvori dimere dveh monomerov. Vežejo se na mikrotubule, ki so cevaste filamente iz beljakovin. Prevoz mikrotubulov običajno poteka iz Ljubljane celična membrana proti jedru. Dynein ima več podtipov. Nekatere najdemo izključno v aksonemi trepalnic in bičkov. Dynein je skupaj s kinesinom del filamentov mikrotubulov citoskeleta. Bičevje in gibljive trepalnice zaradi dineina postanejo gibljiva in neločljiva komponenta. Na biomolekularni osnovi več genov kodira dinein. Na primer, geni DNAL1, DNAI1, DNAH5 in DNAH11 spadajo med kodirajoče gene.
Funkcija, delovanje in vloge
Kot vsi motorni proteini je tudi dinein transporter, ki prenaša vezikule in uresničuje druge transportne in gibalne procese. Molekula se s svojim veže na mikrotubule Glava regiji. Repni del lahko komunicira z lipidnimi membranami. V Glava regija se lahko dinein veže in hidrolizira adenozin trifosfat (ATP) v dveh domenah. Na ta način molekule si zagotovijo potrebno energijo za transportne procese. Hidroliza ustreza cepljenju kemičnih spojin z dodatkom a vode molekula. Dipolni značaj molekule H2O povzroči, da se snovi razcepijo. Vsak dineinski kompleks najprej nase veže molekulo. Potem pa po zaslugi prej pridobljene energije teče po mikrotubuli. Prevoz je usmerjen prevoz. To pa zato, ker lahko dinein potuje le po mikrotubuli v smeri minus konca. Tako dinineji prenašajo svoj tovor z obrobja plazemske membrane do centra za organiziranje mikrotubulov v bližini jedra. Ta vrsta prevoza se imenuje tudi retrogradni prevoz. Motorni protein kinesin je odgovoren za nasprotno usmerjen transport. Nekateri virusi izkoriščajo transportne procese motornih proteinov, da dosežejo jedro celic, kot npr herpes simpleks. Ker se dinein lahko veže na membrano lipidov in mikrotubule hkrati dinein poveže znotrajcelične mehurčke s citoskeletom in na njih izvede konformacijske spremembe, odvisne od ATP, tako da prenaša strukturo beljakovin do konca filamenta.
Oblikovanje, pojavnost, lastnosti in optimalne ravni
Dynein se nahaja v trepalnicah plazemske membrane. Na vsakem tubulu A cilium nosi pare rokom podobnih struktur, znanih tudi kot dineinske roke, usmerjene proti B tubulu sosednje tubule. Poleg sprememb v konformaciji dynein izvaja predvsem gibanje trepalnic in bičkov. Zlasti Cilii so zdaj dodeljene vitalne vloge, saj zagotavljajo delovanje številnih organov. Pojav dineina v človeškem organizmu je zato pogost. Na primer, motorični protein najdemo v epitelija maternične cevi, v bronhih ali v sperme rep. Trepalnice epitelija od pljuč, evstahijeve cevi ali sluznice obnosnih votlin odvisni tudi od dineina. Konec koncev je molekula ključna sestavina za vse ciliarne epitelije. Tvorba motoričnih beljakovin se začne na biomolekularni ravni. Tu različni geni kodirajo citoskeletne beljakovine in v embrionalni fazi pridobijo svoje funkcije.
Bolezni in motnje
Genetske napake v kodirajočih genih za dinein povzročajo klinično sliko Kartagenerjevega sindroma. Natančneje, mutacije DNAL1, DNAI1, DNAH5 in DNAH11 so bile do danes povezane z boleznijo. Zaradi mutacije moti delovanje epitelija, ki nosi cilij. Kartagenerjev sindrom imenujemo tudi primarni ciliarni diskinezija in je avtosomno recesiven. Cilia diskinezija ustreza odsotnosti ali izgubi funkcije krakov dynein. Zaradi te izgube funkcije je gibljivost trepalnic omejena ali pa je sploh ni. V primarni ciliarni diskinezija, klinična slika vpliva na vse celice telesa, ki jih zasedajo cilije. Tako niti celice bronhialnega epitelija niti celice Evstahijeve cevi niti celice obnosnih votlin še vedno delujejo ustrezno. Usmerjeni ciliarni utrip že ni v embrionalni fazi. Približno polovica vseh prizadetih oseb tako trpi zaradi številnih položajnih anomalij notranjih organov. Praviloma je prisoten tako imenovani situs inversus. Moški trpijo zaradi sperme disknezija, ki je povezana z neplodnost. Tudi ženske lahko prizadenejo neplodnost zaradi nepremičnosti trepalnic znotraj maternične tubice. Zaradi oslabljenega mukociliarnega očistka, ovire ali okužbe dihalni trakt pojavi. Ponavljajoče se bronhitis, rinitis or sinusitis so pogosti simptomi. Bronhiektazije pogosto nastane z napredovanjem bolezni. Funkcionalnost trepalnic lahko preverimo s testom delovanja trepalnic. Vzročnega ni terapija. Vendar pa je zdaj mogoče nadzorovati vsaj simptome, kot je zadrževanje izločkov iz dihalnih poti. Obilen vnos tekočine, uprava mukolitika in vdihavanje β2-simpatomimetiki so med najpomembnejšimi možnostmi zdravljenja.
