Dynein er et motorisk protein som primært sikrer motiliteten til cilia og flagella. Dermed er det en viktig intracellulær komponent av ciliated epitel, hann sperm, eustachian tube, og bronchi eller uterine tuba. Mutasjon av flere gener kan svekke dyneinfunksjonen.
Hva er dynein?
Sammen med myosin, kinesin og prestin, utgjør cytoskelettproteinet dynein gruppen av motor proteiner. Den allosteriske motoren proteiner er ansvarlig for å transportere laster som celleorganeller eller vesikler i celler. De tilhører det intracellulære proteiner og kan binde seg til et proteinnettverk takket være deres motoriske domene. Halenes domene har et bindende nettsted for lastene. Dynein danner vanligvis dimerer av to monomerer. De binder seg til mikrorør, som er rørformede filamenter laget av proteiner. Transport av mikrotubuli skjer vanligvis fra cellemembran mot kjernen. Dynein har flere undertyper. Noen finnes utelukkende i axonema av cilia og flagella. Dynein, sammen med kinesin, er en del av mikrotubuli filamenter i cytoskelettet. Flagella og bevegelige flimmerhår blir en motil og justerbar komponent på grunn av dynein. På biomolekylær basis koder flere gener for dynein. Generene DNAL1, DNAI1, DNAH5 og DNAH11 er for eksempel blant de kodende genene.
Funksjon, handling og roller
Som alle motorproteiner er dynein en transportør som transporterer vesikler og realiserer andre transport- og bevegelsesprosesser. Molekylet binder seg til mikrotubuli med sine hode region. Halepartiet kan samhandle med lipidmembraner. I hode region, kan dynein binde og hydrolysere adenosin trifosfat (ATP) i to domener. På denne måten kan molekyler gi seg den nødvendige energien til transportprosesser. Hydrolyse tilsvarer spaltning av kjemiske forbindelser ved tilsetning av a Vann molekyl. Dipolkarakteren til H2O-molekylet får stoffene til å splitte. Hvert dyneinkompleks binder først et molekyl til seg selv. Så, takket være den tidligere oppnådde energien, går den langs en mikrotubuli. Transporten er en rettet transport. Dette er fordi dynein bare kan bevege seg langs mikrotubuli i retning av minusenden. Dermed transporterer dyneiner lasten sin fra periferien til plasmamembranen til mikrotubuli-organiseringssenteret nær kjernen. Denne typen transport kalles også retrograd transport. Motorprotein kinesin er ansvarlig for motsatt rettet transport. Noen virus utnytte transportprosessene til motoriske proteiner for å nå kjernen til celler, som f.eks herpes simpleks. Fordi dynein kan binde seg til membran lipider og mikrotubuli samtidig, kobler dynein intracellulære vesikler til cytoskelettet og utfører ATP-avhengige konformasjonsendringer på dem ved å transportere proteinstrukturen til filamentet minus enden.
Dannelse, forekomst, egenskaper og optimale nivåer
Dynein finnes i flimmerhårene i plasmamembranen. Ved hvert A-rør har et cilium par med armlignende strukturer, også kjent som dynein-armer, orientert mot B-tubula i nabotubula. I tillegg til konformasjonsendringer, utfører dynein primært bevegelse av cilia og flagella. Spesielt Cilia har nå blitt tilskrevet viktige roller, da de sikrer funksjonen til mange organer. Forekomsten av dynein i den menneskelige organismen er følgelig hyppig. For eksempel er motorproteinet funnet i epitel av livmorrøret, i bronkiene eller i sperm hale. Den ciliated epitel av lunge, det eustachiske røret eller slimhinnen i bihuler avhenger også av dynein. Til syvende og sist er molekylet en avgjørende komponent for all epilepsi med bærere. Dannelsen av motorproteinet begynner på det biomolekylære nivået. Her koder forskjellige gener for cytoskelettproteinet og tilegner seg funksjonene under den embryonale fasen.
Sykdommer og lidelser
Genetiske defekter i kodende gener for dynein gir opphav til det kliniske bildet av Kartageners syndrom. Spesielt har mutasjoner av DNAL1, DNAI1, DNAH5 og DNAH11 blitt assosiert med sykdommen til dags dato. Funksjonen til det ciliumbærende epiteliet forstyrres av mutasjonen. Kartageners syndrom kalles også primær ciliary dyskinesi og er autosomal recessiv. Cilia dyskinesi tilsvarer et fravær eller tap av funksjon av dyneinarmene. På grunn av dette tap av funksjon er mobiliteten til flimmerhårene begrenset eller ikke-eksisterende. I primær ciliary dyskinesi, påvirker det kliniske bildet alle cilia-okkuperte celler i kroppen. Dermed verken cellene i bronkialepitel, eller celler fra Eustachian-røret eller bihuler fungerer fremdeles tilstrekkelig. Det dirigerte ciliary-slaget er allerede fraværende i den embryonale fasen. Omtrent halvparten av alle berørte personer lider altså av anomalier av mange Indre organer. Som regel er en såkalt situs inversus til stede. Menn lider av sperm dysknesia, som er assosiert med ufruktbarhet. Kvinner kan også bli påvirket av ufruktbarhet på grunn av immilitet av cilia i livmor tuba. På grunn av nedsatt mucociliary clearance, obstruksjon eller infeksjon i luftveier inntreffer. Tilbakevendende bronkitt, rhinitt or bihulebetennelse er vanlige symptomer. bronchiectasis dannes ofte når sykdommen utvikler seg. Funksjonen til ciliaene kan kontrolleres ved en cilia-funksjonstest. Det er ingen årsakssammenheng terapi. Imidlertid kan i det minste symptomer som oppbevaring av luftveisekresjoner nå kontrolleres. Rikelig væskeinntak, administrasjon av en mucolytisk, og innånding av β2-sympatomimetikum er blant de viktigste behandlingsalternativene.
