Desmiin on valk, mida leidub tsütoskeleti vahelises filamendis ning vööt- ja silelihases. Selle roll on rakkude stabiliseerimine ja lihasstruktuuride ühendamine. Geenimuutused (mutatsioonid), mis põhjustavad desmiini sünteesi häireid, on seotud erinevate lihasehaigustega nagu desminopaatia või kardiomüopaatia.
Mis on desmin?
Desmin on valgust valmistatud tsütoskeleti ehitusplokk. Valk stabiliseerib ka lihaste peened fibrillid ning seda leidub vööt- ja silelihastes. Desmiini niidid kuuluvad vahepealsetesse kiududesse (filamenta intermedialia), mille bioloogia jagab viide erinevat tüüpi. Selle klassifikatsiooni järgi kuulub desmiin koos vimentiini, perifeeri ja gliaalfilamentvalguga (GFAP) III tüüpi. Loomuuringute tulemused viitavad sellele, et vimentiin suudab arengu varases staadiumis asendada puuduva desmiini või võib selle funktsioone osaliselt üle võtta. Desmiini kodeerivad geenid asuvad inimese genoomis jaotise 219.99 kuni 220 Mb teises kromosoomis. Bioloogias kasutati desmiini kui luustikku, kuna see stabiliseerub tsütoskeletis. Esimesena kirjeldasid seda 1976. aastal teadlased Lazarides ja Hubbard.
Anatoomia ja struktuur
Nagu kõik valgud, desmin koosneb pikkadest kettidest aminohapped. Need bioloogilised ehitusplokid järgivad kõiki sama põhistruktuuri ja erinevad üksteisest ainult oma spetsiifiliste jääkide poolest. Valgusüntees seob indiviidi aminohapped peptiidsidemetega; selles protsessis sõltub üksikute ehitusplokkide järjestus järjestusest, mille geenid oma alusjärjestuse kaudu täpsustavad. Desmin koosneb kokku 470-st aminohapped. Valmis peptiidahel tähistab desmiini esmast struktuuri, mis saab valmis valguks ainult oma ruumikujulisena. Pärast peptiidahela tootmist tekivad spontaanselt või abiga täiendavad sidemed ensüümide. Need võlakirjad, tuntud ka kui vesinik sidemed, kas korraldage ahel heeliksiks (alfa-struktuur) või vormindage see voldikuks (beeta-struktuur). Desmin koosneb pikematest piklikest segmentidest ja spiraalsetest koosseisudest. Sellest sekundaarsest struktuurist väljaspool võtab valk kasutusele keerukama tertsiaarstruktuuri, mis on oluline ka valgu järgneva funktsiooni jaoks. Lisaks liituvad mõnel juhul erinevad volditud aminohapete ahelad, moodustades kvaternaarse struktuuri, milles põhimõtteliselt võivad esineda muud biomolekulid. Desmiin esineb sekundaarses, tertsiaarses ja kvaternaarses struktuuris homopolümeerina: Polümeer on struktuur, mis koosneb mitmest makromolekulist. Sellise homopolümeeri nagu desmiin puhul on need makromolekulid või monomeerid eranditult sama liigi osad. Ühe valmis desmiinfilamendi läbimõõt on 8-11 nm.
Funktsioon ja rollid
Desmiini põhiülesanne on tugevdada tsütoskeletti ja lihaseid ning seda leidub ühtlaselt nii silelihas kui ka vöötlihases. Bioloogias on tsütoskelett rakkudesisene struktuur, mis koosneb valgud ning annab neile kuju ja stabiilsuse. Lisaks osaleb tsütoskelett ainete transportimisel rakus ja selle liikumises. Erinevalt inimkeha kondisest luustikust ei moodusta tsütoskelett fikseeritud üksust, vaid suudab paindlikult raku vajadustega kohaneda. Põiksuunalised lihased vajavad ka desmiini ühendajana Z-ketaste ja müofibrillide vahel. Z-kettad tähistavad vöötlihases külgnevate lihassegmentide (sarkomeeride) vahelisi piire. Z-ketastele on kinnitatud hõõgniiditaolised struktuurid, mis koosnevad aktiini ja tropomüosiini kompleksist. Kokkutõmbumise ajal suruvad need müosiini kiud ja niidid üksteise sisse, lühendades ajutiselt kude tervikuna. Silelihasel on erinev struktuur kui vöötlihasel: selles olevad kiud ei moodusta selgelt piiritletud hõõgniite ja kimbusid, mille ristlõige on selgelt nähtav triibulise mustriga, vaid tunduvad esmapilgul siledad ja struktureerimata. Sellegipoolest toimub kokkutõmbumine suures osas sarnasel viisil. Koos lihaseta silelihase aktiinfilamentidega täidab desmiin ka lihaskoes stabiliseerivat funktsiooni, luues nn tihendustsoonides tugevdavaid sidemeid.
Haigused
Mitmeid lihasehaigusi seostatakse geneetiliste muutustega (mutatsioonidega), mis mõjutavad desmiini geene. Inimestel asuvad need teises kromosoomis. Isegi kui selline haigus on kaasasündinud, ei pea see ilmnema kohe nähtavate sümptomitena. Desmini mutatsioonid paljudel juhtudel viima lihasdüstroofiateni, mida iseloomustab lihaskoe järkjärguline halvenemine. Düstroofiate välimus on väga heterogeenne. Spetsiifilisem kliiniline pilt on desminopaatia. See on haruldane pärilik haigus, mis põhjustab lihaste järkjärgulist nõrgenemist ja tavaliselt ei põhjusta sümptomeid kuni täiskasvanuks saamiseni. Desminopaatia korral mõjutavad keha desmiini tootmise defektid nii lihasrakkude tsütoskeletti kui ka Z-kettaid. Lisaks on desminmutatsioonid seotud kardiomüopaatia, mis võib esineda ka desminopaatia osana. Kardiomüopaatia avaldub funktsionaalsete südameprobleemidena ega ole alati tingitud desmiini sünteesi häiretest; selle asemel võib kaaluda mitmesuguseid võimalikke põhjuseid. Haiguse tüüpiliste tunnuste hulka kuuluvad süda rike, rütmihäired, sünkoop, angiin pectoris ja emboolia. Lisaks desmiini avastamine antikehade aitab arstidel eristada erinevaid kasvajaid - näiteks rabdomüosarkoomid (kõrge suremusega pehmete kudede pahaloomulised kasvajad) ja leiomüosarkoomid (silelihaste pahaloomulised kasvajad).
