Классификация кератинов человека

- Межфолликулярный эпидермис поддерживается популяцией стволовых клеток.
- Медленно обновляющиеся стволовые клетки образуют промежуточные амплифицирующиеся клетки, которые в дальнейшем становятся дифференцированными.
- Патология эпидермальных стволовых клеток может вносить вклад в патогенез злокачественных новообразований кожи и других пролиферативных дерматологических заболеваний.
- Дифференциация эпидермиса сопряжена с направленной выработкой кератинов и элементов рогового конверта.
- Кератины обеспечивают механическую прочность и пластичность эпидермиса.
- Мутации в генах, ответственных за основные продукты эпидермальной дифференцировки, являются причиной развития важных кожных заболеваний.

Будучи тонкой, кожа человека, тем не менее, представляет собой удивительно эластичный и мультифункциональный орган. Она обеспечивает иммуномодулирующую и терморегуляторную функцию, вовлечена в социальное, культуральное и репродуктивное поведение, а также защищает организм от потери воды и неблагоприятных воздействий окружающей среды, таких как травмы, инфекции, воздействие радиации и химических соединений.

Самый наружный слой кожи, именуемый эпидермисом, состоит из слоев пластинчатого эпителия и его придатков, включая волосяные фолликулы, сальные, апокриновые и эккриновые железы. В этой и следующих статьях на сайте речь идет о дифференцировке эпидермиса, а главным образом о кератиновых филаментах, которые являются основными структурными элементами эпидермиса. Известно, что дефекты эпидермальных кератинов играют ключевую роль в развитии ряда важных пузырных дерматозов.

Также рассматриваются другие важные маркеры дифференцировки эпидермиса: гранулы кератогиалина и роговой конверт.

Кератины (известные также как цитокератины) являются структурными белками, принадлежащими к суперсемейству промежуточных филаментов (англ. intermediate filament — IF) эпителиальных клеток. Они различаются между собой размерами (40-70 кДа) и зарядом (изоэлектрическая точка 4,7-8,4); примечательным свойством промежуточных филаментов является также их нерастворимость. В последовательности генома человека выявлено 54 функциональных гена кератина, практически идеально консервативных и у многих других млекопитающих.

В том, насколько многообразны гены кератина, ученые смогли в полной мере убедиться лишь с появлением интеллектуального анализа данных и геномики. Обнаруженные гены не укладывались в рамки оригинальной номенклатурной системы, разработанной в 1982 г. Roland Moll, Werner Franke и соавт.

В 2006 году вышла в свет классификация, являющаяся результатом международных исследований, которая включала в себя недавно открытые кератины, соответствовала рекомендациям комитетов по номенклатуре генов человека и мыши, а также основывалась на оригинальной систематике кератинов, предложенной Moll и соавт.

В гомологичных последовательностях и подструктурах генов (номер и позиция нитронов) можно выделить две группы кератинов более или менее одинакового размера — IF-гены типов I и II. У человека гены кератинов функциональных типов I и II сосредоточены на длинных плечах хромосом 17 и 12 соответственно. У млекопитающих в целом гены кератина демонстрируют чрезвычайно высокую способность к консервации на уровне организации, структуры, последовательности и регуляции.

Зрелые филаменты содержат кератины типов I и II в молярном соотношении 1:1, Это является основным условием для скоординированной транскрипции генов данных типов. Примечательно, что в своем большинстве гены кератинов типов I и II регулируются попарно, в соответствии с типом ткани и характером дифференцировки. Ярким примером тому может служить такая разновидность многослойного эпителия, как эпидермис.

Кератиновые мессенджеры-РНК и протеины, представленные в большом количестве, что обусловливает легкость их обнаружения, а также благодаря дифференциальному регулированию являются уникальными маркерами, позволяющими отслеживать судьбу эпителиальных клеток и процесс их дифференцировки как в здоровых условиях, так и при патологических изменениях.

Семейство генов кератинов человека
Семейство генов кератинов человека.
А. Сравнительная схема базовой структуры кератинов человека, построенная с применением компьютерных программ ClustaW и TreeView.
Связанность последовательностей обратно коррелирует с длиной линий, соединяющих различные последовательности, а также с количеством и месторасположением точек ответвления.
Для сравнения взяты последовательности головного и центрального палочковидных доменов каждого кератина.
Для большей ясности некоторые кератины в данной схеме не указываются. «Дерево» имеет два главных ответвления, соответствующих последовательностям кератинов типов I и II.
Каждая из частей этой ведущей дихотомии, в свою очередь, подразделяется на основные подгруппы (они обозначены разными цветами).
Б. Организация генов кератинов функционального типа I, сгруппированных у человека на хромосоме 17.
Исключением является К18 (помечен звездочкой в пункте В), находящийся на участке, граничащем с теломерой (Tel) группы генов типа II.
Большое число генов, кодирующих ассоциированные с кератинами протеины (КАР), прерывает группу генов типа I между KRT40 и KRT33A.
В. Организация функциональных генов кератинов типа II, сгруппированных у человека на хромосоме 12. Гены К8 и К18 разделяются 450000 пар оснований.
Г. Схематическое изображение трехчастной структуры домена, общей для всех кератинов и других белков промежуточных филаментов.
Центральный а-спиральный палочковидный домен выступает в качестве основного детерминанта самосборки.
Он разделен на субдомены 1 А, 1 В, 2А и 2В и фланкирован неспиральными «головным» и «хвостовым» доменами — N-концевым и С-концевым соответственно.
Оба конца палочковидного домена содержат от 15 до 20 участков аминокислот (обозначены красным цветом), в высокой степени консервативных у всех белков промежуточных филаментов Cen = центромера;
several КАР genes = несколько генов, кодирующих ассоциированные с кератинами протеины; pseudo = псевдоген (нефункциональный); tel = теломера.
Кератины человека

- Рекомендуем далее ознакомиться со статьей "Кератиновые белки промежуточных филаментов клеток кожи"

Оглавление темы "Гистология, физиология кожи.":
  1. Клеточная и генная терапия стволовыми клетками эпидермиса
  2. Классификация кератинов человека
  3. Кератиновые белки промежуточных филаментов клеток кожи
  4. Экспрессия генов кератина при дифференцировке эпидермиса
  5. Функции кератина в эпидермисе и коже в целом
  6. Патология кератина как причина кожных болезней
  7. Роговой конверт эпидермиса - состав, функции
  8. Защитная и барьерная функция кожи как органа
  9. Строение и защитные функции рогового слоя эпидермиса кожи
  10. Липиды рогового слоя эпидермиса кожи и его барьерная функция
Материалы подготовлены и размещены для образовательных целей медицинских работников.
Ни один из материалов не может быть применен на практике без консультации лечащего врача.
Вопросы и замечания просим присылать на адрес admin@medicalplanet.su
По адресу выше мы также оперативно предоставим вам координаты автора, заинтересовавшей вас статьи.