¿Qué es la vimentina?
La vimentina es una de las proteínas fibrosas de 57 kDa que forman parte del citoesqueleto intracelular. Es parte de los denominados filamentos intermedios y es el primero de estos elementos en formarse en cualquier tipo de célula eucariota. Se encuentra principalmente en las células embrionarias, y permanece en algunas células de adultos, como las endoteliales y sanguíneas.
Durante muchos años los científicos creyeron que el citosol era una especie de gel en el cual flotaban los orgánulos celulares y había proteínas en dilución. Sin embargo, actualmente reconocen que la realidad es más compleja, y que las proteínas forman un entramado denso de filamentos y microtúbulos que han denominado citoesqueleto.
Características de la vimentina
- La vimentina es una proteína fibrosa de filamento intermedio, de 57 kDa y contiene 466 aminoácidos.
- Es común como parte del citoesqueleto de células del mesénquima, embrionarias, del endotelio y vasculares.
- Es poco frecuente hallar esta proteína en organismos no eucariotas, sin embargo, ha sido aislada en algunas bacterias.
- La vimentina está unida de forma lateral o terminal al retículo endoplasmático, las mitocondrias y el núcleo.
- En organismos vertebrados, la vimentina es una proteína altamente conservada y estrechamente relacionada con la respuesta inmunitaria y el control y transporte de lípidos de baja densidad.
Estructura de la vimentina
La vimentina es una molécula simple, que al igual que todos los filamentos intermedios, posee un dominio alfa-helicoidal central. En sus extremos (cola y cabeza) presenta dominios amino (cabeza) y carboxilo (cola) sin hélices o no helicoidales.
Las secuencias alfa-helicoidales presentan un patrón de aminoácidos hidrofóbicos, que sirven o contribuyen en la formación del sello hidrófobo en la superficie helicoidal.
La vimentina y el citoesqueleto
Como su nombre lo indica, es el soporte estructural de las células eucariotas. Va desde la cara interna de la membrana plasmática hasta el núcleo. Además de servir de esqueleto, permitiendo a las células adquirir y mantener su forma, presenta otras funciones importantes.
Entre estas está participar en el movimiento celular, así como en su proceso de división. También soporta los orgánulos intracelulares y les permite desplazarse activamente dentro del citosol, y participar en algunas uniones intercelulares.
Además, algunos investigadores sostienen que las enzimas que se creen están en solución en el citosol, realmente están ancladas al citoesqueleto, y enzimas de una misma ruta metabólica deben estar ubicadas próximas entre sí.
Elementos estructurales del citoesqueleto
El citoesqueleto presenta tres elementos estructurales principales: microtúbulos, microfilamentos y filamentos intermedios. Estos elementos se encuentran solo en células eucariotas. Cada uno de estos elementos posee un tamaño, estructura y distribución intracelular característicos, y cada uno posee además una composición distinta.
Microtúbulos
Los microtúbulos están compuestos por heterodímeros de tubulina. Tienen forma tubular, de allí su nombre, con un diámetro de 25 nm y un centro hueco. Son los elementos de mayor tamaño del citoesqueleto. Su longitud varía entre menos de 200 nm y varios micrómetros de largo.
Su pared generalmente está formada por 13 protofilamentos, dispuestos alrededor del lumen (hueco) central. Existen dos grupos de microtúbulos: por un lado, los microtúbulos del axonema, relacionados con el movimiento de cilios y flagelos. Por el otro lado, se encuentran los microtúbulos citoplasmáticos.
Estos últimos poseen diversas funciones, entre ellas organizar y mantener la forma de las células animales, así como de los axones de las células nerviosas. También participan en la formación de los husos mitóticos y meióticos durante las divisiones celulares, y en la orientación y el movimiento de vesículas y otros orgánulos.
Microfilamentos
Son filamentos constituidos por actina, una proteína de 375 aminoácidos y unos 42 kDa de peso molecular. Estos filamentos tienen un diámetro menor a un tercio del diámetro de los microtúbulos (7 nm), lo que los hace los filamentos más pequeños del citoesqueleto.
Están presentes en la mayoría de las células eucariotas y poseen diversas funciones, entre ellas, participar en el desarrollo y mantenimiento de la forma celular. Además, participan en actividades locomotoras, tanto de movimiento ameboide, como en las contracciones musculares, por interacción con la miosina.
Durante la citocinesis (división citoplasmática), son los encargados de producir surcos de segmentación. Por último, también participan en las uniones célula-célula y célula-matriz extracelular.
Filamentos intermedios
Con un diámetro aproximado de 12 nm, los filamentos intermedios presentan mayor estabilidad y además son los menos solubles de los elementos que conforman el citoesqueleto. Solo se encuentran en organismos pluricelulares.
Su nombre se debe a que su tamaño está entre el de los microtúbulos y los microfilamentos, así como entre los de los filamentos de actina y los de miosina en los músculos. Pueden encontrarse en forma individual o en grupo formando haces.
Están formados por una proteína principal, y diversas proteínas accesorias. Estas proteínas son específicas para cada tejido. Los filamentos intermedios solo se encuentran en organismos pluricelulares, y a diferencia de los microtúbulos y los microfilamentos, presentan una secuencia de aminoácidos muy diferente de un tejido a otro.
Con base en el tipo de célula y/o de tejido donde se encuentran, los filamentos intermedios se agrupan en seis clases.
Clase I
Conformada por citoqueratinas ácidas que dan resistencia mecánica al tejido epitelial. Su peso molecular es de 40-56,5 kDa.
Clase II
Lo constituyen las citoqueratinas básicas, las cuales son ligeramente más pesadas que las anteriores (53-67 kDa), y las ayudan a dar resistencia mecánica al tejido epitelial.
Clase III
Representada por la vimentina, la desmina y la proteína GFA, que se encuentran principalmente en células del mesénquima, embrionarias y musculares, respectivamente. Ayudan a darle su forma característica a cada una de estas células.
Clase IV
Son las proteínas de los neurofilamentos. Además de dar rigidez a los axones de las células nerviosas, también determinan el tamaño de estos.
Clase V
Representada por las láminas que forman el andamiaje nuclear (láminas nucleares). Están presentes en todos los tipos de células.
Clase VI
Formada por la nestina, una molécula de 240 kDa hallada en las células madres nerviosas y cuya función aún es desconocida.
Función de la vimentina
La vimentina participa en muchos procesos fisiológicos, pero destaca principalmente el permitirle rigidez y resistencia a las células que la contienen, evitando el daño celular. Retienen orgánulos en el citosol. También participan en la unión, migración y señalización de las células.
Usos de la vimentina
Médico
- Estudios médicos indican que la vimentina actúa como un marcador de células derivadas del mesénquima, durante el desarrollo normal y progresivo de la metástasis del cáncer.
- Otros estudios indican que los anticuerpos o células inmunitarias que contienen el gen VIM (gen que codifica a la vimentina), pueden ser utilizados como marcadores en histopatología y a menudo para detectar tumores mesenquimales y del epitelio.
Farmacéutica y biotecnología
- Las industrias farmacéuticas y de biotecnología han aprovechado ampliamente las propiedades de la vimentina y la han empleado para la producción de una importante variedad de productos, como anticuerpos diseñados con ingeniería genética, proteínas vimentinas, kits ELISA, y productos de ADN complementarios, entre muchos otros.
Referencias
- What is Vimentin? Recuperado de technologynetworks.com.
- M.T. Cabeen & C. Jacobs-Wagner. The bacterial cytoskeleton. Annual Review of Genetics.
- Vimentin. Recuperado de en.wikipedia.org.
- W.M. Becker, L.J. Kleinsmith & J. Hardin. World of the cell. 6th edition. Pearson Education Inc,
- D.E. Ingber. The architecture of life. Scientific American.