Dynein

Dynein es una proteína motora que principalmente asegura la movilidad de los cilios y flagelos. Esto lo convierte en un importante componente celular interno del epitelio ciliado, el esperma masculino, la trompa de Eustaquio y los bronquios o la trompa uterina. Una mutación de diferentes genes puede afectar la función de la dineína.

¿Qué es la dineína?

Junto con la miosina, la kinesina y la prestina, la proteína citoesquelética dineína forma el grupo de proteínas motoras. Las proteínas motoras alostéricas se encargan de transportar cargas como orgánulos celulares o vesículas dentro de las células.

Se encuentran entre las proteínas intracelulares y, gracias a su dominio motor, pueden unirse a una red de proteínas. Su dominio de cola tiene un sitio vinculante para las cargas. La dineína suele formar dímeros a partir de dos monómeros. Se unen a microtúbulos, es decir, filamentos tubulares hechos de proteínas. Los microtúbulos generalmente se transportan desde la membrana celular hasta el núcleo celular. Dynein tiene varias subespecies. Algunos de ellos ocurren exclusivamente en el axonema de los cilios y flagelos. Junto con la kinesina, la dineína forma parte de los filamentos de microtúbulos del citoesqueleto.

Los flagelos y los cilios móviles se convierten en componentes móviles y orientables a través de Dynein. Varios genes codifican la dineína sobre una base biomolecular. Los genes DNAL1, DNAI1, DNAH5 y DNAH11 se encuentran, por ejemplo, entre los genes codificantes.

Función, efecto y tareas

Como todas las proteínas motoras, Dynein es un transportador que transporta vesículas y realiza otros procesos de transporte y movimiento. La región de la cabeza de la molécula se une a los microtúbulos. La parte de la cola puede interactuar con las membranas lipídicas.

En el área de la cabeza, la dineína puede unirse e hidrolizar el trifosfato de adenosina (ATP) en dos dominios. De esta forma, las moléculas se abastecen de la energía que necesitan para los procesos de transporte. La hidrólisis corresponde a la división de compuestos químicos mediante la adición de una molécula de agua. El carácter dipolo de la molécula de H2O hace que las sustancias se dividan. Cada complejo de dineína primero une una molécula a sí mismo. Luego corre a lo largo de un microtúbulo gracias a la energía previamente obtenida. El transporte es transporte dirigido. La dineína solo puede migrar en el microtúbulo hacia el extremo negativo.

Las dineínas transportan su carga desde la periferia de la membrana plasmática hasta el centro organizador de microtúbulos cerca del núcleo celular. Este tipo de transporte también se denomina transporte retrógrado. La proteína motora quinesina es responsable del transporte opuesto. Algunos virus utilizan los procesos de transporte de las proteínas motoras para llegar al núcleo de las células, por ejemplo, el herpes simple. Debido a que la dineína se puede unir a los lípidos de la membrana y a los microtúbulos al mismo tiempo, la dineína conecta las vesículas celulares internas al citoesqueleto y realiza cambios conformacionales dependientes de ATP en ellas al transportar la estructura de la proteína al extremo negativo del filamento.

Educación, ocurrencia, propiedades y valores óptimos

La dineína se produce en los cilios de la membrana plasmática. En cada túbulo A, los cilios llevan pares de estructuras en forma de brazos, también conocidas como brazos de dineína, que están orientadas hacia el túbulo B del doblete vecino. Además de los cambios conformacionales, Dynein mueve principalmente cilios y flagelos. Mientras tanto, a los cilios en particular se les han asignado tareas vitales, ya que garantizan la función de muchos órganos. La aparición de dineína en el organismo humano es correspondientemente frecuente.

La proteína motora se encuentra en el epitelio de la tuba uterina, en los bronquios o en la cola del esperma, por ejemplo. El epitelio ciliado de los pulmones, la trompeta del oído o la mucosa nasal de los senos paranasales también dependen de Dynein. En última instancia, la molécula es un componente crucial para todos los epitelios portadores de ciliados. La formación de la proteína motora comienza a nivel biomolecular. Aquí, diferentes genes codifican la proteína citoesquelética y mantienen sus funciones durante la fase embrionaria.

Enfermedades y trastornos

Los defectos genéticos en los genes codificadores de Dynein dan lugar al síndrome de Kartagener. Específicamente, las mutaciones de DNAL1, DNAI1, DNAH5 y DNAH11 se han relacionado hasta ahora con la enfermedad.

La función del epitelio ciliar se ve alterada por la mutación. El síndrome de Kartagener también se llama discinesia ciliar primaria y puede heredarse como un rasgo autosómico recesivo. La discinesia de los cilios corresponde a una ausencia o pérdida de función de los brazos de dineína. Como resultado de estas pérdidas funcionales, la movilidad de los cilios es limitada o no está disponible. En la discinesia ciliar primaria, el cuadro clínico afecta a todas las células ciliares del cuerpo. Ni las células del epitelio bronquial, ni las de la tuba de Eustaquio o los senos paranasales funcionan suficientemente. El trazo ciliado dirigido ya está ausente en la fase embrionaria.

Aproximadamente la mitad de todos los afectados padecen anomalías en la posición de numerosos órganos internos. Por lo general, existe el llamado situs inversus. Los hombres sufren de discnesia de esperma que se asocia con infertilidad. Las mujeres también pueden verse afectadas por la infertilidad porque los cilios dentro de la tuba uterina están inmóviles. Debido a la alteración del aclaramiento mucociliar, se producen obstrucciones o infecciones de las vías respiratorias. La bronquitis, la rinitis o la sinusitis recurrentes son síntomas comunes.

A medida que avanza la enfermedad, a menudo se forman bronquiectasias. La funcionalidad de los cilios se puede verificar mediante una prueba de función de los cilios. No existe una terapia causal. Al menos ahora se pueden combatir síntomas como la retención de secreciones respiratorias. La ingesta abundante de líquidos, la administración de un mucolítico y la inhalación de un simpaticomimético β2 se encuentran entre las opciones de tratamiento más importantes.