Jedarna lamina

[ Konfokusna mikroskopska analiza derminihlnog fibroblasta u primarnoj kulturi iz kontrole (a i b) i subjekta sa HGPS (c i d). Obilježavanje je izvršeno anti-lamin A/C antitijelima.
Obratiti pažnju na jedarni omotač nepravilnog oblika u mnogim fibroblastima

Jedarna lamina je gusta (debljine ~30 do 100 nm) vlaknasta mreža unutar jedra većine ćelija. Sastoji se od intermedijernih filamenata i proteina povezanih s membranom. Osim što pruža mehaničku podršku, jedarna lamina regulira važne ćelijske događaje kao što su replikacija DNK i ćelijska dioba. Pored toga, učestvuje u organizaciji hromatina i učvršćuje kompleks jedarnih pora ugrađenih u jedarni omotač.

Jedarna lamina povezana je sa unutrašnjom površinom dvostrukog dvosloja jedarnog omotača, dok je vanjska strana kontinuirana sa endoplazmatskim retikulumom. Jedarna lamina je po strukturi slična jedarnom matriksu, ali se potonja proteže kroz nukleoplazmu.

Struktura i kompozicija

Jedarna lamina sastoji se od dvije komponente, lamina i membranskih proteina povezanih s jedarnim laminom. Lamini su srednji filamenti tipa V koji se mogu kategorizirati kao A-tip (lamini A i C) ili B-tip (lamini B₁ i B₂) prema homologiji njihovih DNK sekvenci, biohemijskih svojstava i ćelijske lokalizacije tokom ćelijskog ciklusa. Intermedijarni filamenti tipa V razlikuju se od citoplazmatskih intermedijarnih filamenata po tome što imaju produženi domen štapića (dug 42 aminokiseline), što svi nose signal jedarne lokalizacije (NLS) na svom C-terminali i da imaju tipskee tercijarne strukture. Laminski polipeptidi imaju skoro potpunu α-heliksnu konformaciju sa višestrukim α-heliksnim domenima, razdvojenim ne-α-heliksnim linkerima koji su visoko konzervirani po dužini i aminokiselinskoj sekvenci. I C-kraj| –]] i N-terminal nisu α-heliksni, pri čemu C-kraj prikazuje globulastu strukturu sa savijenim motivom tipa imunoglobulina. Njihova molekulska masa kreće se od 60 do 80 kDa. U aminokiselinskoj sekvenci jedarne lamine, također su prisutna dva fosfoakceptorska mjesta, koja okružuju centralni štapićasti domen. Događaj fosforilacije na početku mitoze dovodi do konformacijske promjene koja uzrokuje demontažu jedarne lamine.

U kičmenjačkom genom u, lamini su kodirani sa tri gen. Alternativnom preradom dobija se najmanje sedam različitih polipeptidnih varijanti, od kojih su neke specifične za germinativne ćelije i imaju važnu ulogu u reorganizaciji hromatina tokom mejoza. Nemaju svi organizmi isti broj gena koji kodiraju lamin; Drosophila melanogaster naprimjer ima dva gena, dok Caenorhabditis elegans ima samo jedan.

Prisustvo laminskih polipeptida je svojstvo svih životinja.

Jedarni lamini povezani sumembranski proteini koji su ili integralni ili periferni membranski proteini. Najvažniji su polipeptidi 1 i 2, povezani sa laminom (LAP1, LAP2), emerin, laminski B-receptor (LBR), otefin i MAN1. Zbog svog pozicioniranja unutar ili njihove povezanosti s unutarnjom membranom, oni posreduju u vezivanju nuklearne lamine za jedarni omotač.

Struktura i funkcija jedarne lamine. Nalazi se na unutrašnjoj površini unutrašnje jedarne membrane (INM), gdje služi za održavanje jedarne stabilnosti, organiziranje hromatina i vezivanje kompleksa jedarnih pora (NPC) i stalno rastuću listu proteina jedarne ovojnice (ljubičaste) i transkripcijskih faktora (ružičasta).
Proteini jedarnog omotača koji su vezani za laminu uključuju nesprin, emerin, proteine 1 i 2, povezane sa laminom (LAP1 i LAP2), receptorom lamina-B (LBR) i MAN1.
Transkripcijski faktori koji se vezuju za laminu uključuju regulator transkripcije retinoblastoma (RB), bez zametnih ćelija (GCL), protein koji vezuje element sterolnog odgovora (SREBP1), FOS i MOK2.
Faktor barijere autointegraciji (BAF) je protein povezan s hromatinom koji se također veže za jedarnu laminu i nekoliko gore navedenih proteina jedarne ovojnice.
Heterohromatinski protein 1 (HP1) vezuje i hromatin i LBR. ONM – vanjska jedarna membrana.

Laminopatije

Defekti u genima koji kodiraju jedarne lamine (kao što su lamin-A i lamin-B₁) su implicirani u nizu bolesti (laminopatije), kao što su:

• Emery–Dreifussova mišićna distrofija – Bolest gubitka mišića
• Progerija – Prerano starenje
• Restriktivna dermopatija – Bolest povezana sa izuzetno zategnutom kožom i drugim teškim neonatusnim abnormalnostima

Reference

• Ayelet Margalit, Sylvia Vlcek, Yozef Gruenbaum, Roland Foisner (2005). Breaking and Making of the Nuclear Envelope. Journal of Cellular Biochemistry 95, 454-465
• Bruce Alberts, et al. Molecular Biology of the Cell (4th edition). Garland Science 676-677
• Geoffrey M. Cooper, Robert E. Hausman. The Cell, A Molecular Approach (4th edition). Sinauer Associates 356-360
• Goldman et al.(2002). "Nuclear lamins: building blocks of nuclear architecture". Genes and Development 16,533-547
• Joanna M. Bridger, Nicole Foeger, Ian R. Kill, Harald Herrmann (2007). The Nuclear Lamina: both a structural framework and a platform for genome organization. FEBS Journal 274, 1354–1361
• Nico Stuurman, Susanne Heins, Ueli Aebi (1998). Nuclear Lamins: Their Structure, Assembly and Interactions. Journal of Structural Biology 122, 42-46
• Tripathi K, Muralikrishna B and Parnaik VK (2009) Differential dynamics and stability of lamin A rod domain mutants IJIB, 5(1), 1-8
• Yozef Gruenbaum, Katherine L. Wilson, Amnon Harel, Michal Goldberg, Merav Cohen (2000). Nuclear Lamins – Structural Proteins with fundamental functions. Journal of Structural Biology 129, 313-323

Vanjski linkovi

• Nuclear Lamina na US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)