Lamina

 Nota: Não confundir com Lâmina.

As laminas são escleroproteínas que providenciam função estrutural e regulação da transcrição no núcleo celular. Estão também envolvidas no posicionamento de poros nucleares.

Análise microscópica confocal de um fibroblasto dérmico em cultura primária de um controle (a e b) e do indivíduo com HGPS (c e d). A marcação foi realizada com anticorpos anti-lamina A/C. Observe a presença de envoltórios nucleares de formato irregular em muitos dos fibroblastos do indivíduo.

As laminas, também conhecidas como lâminas nucleares, são proteínas fibrosas em filamentos intermediários do tipo V, fornecendo função estrutural e regulação transcricional no núcleo da célula . As lâminas nucleares interagem com proteínas da membrana nuclear interna para formar a lâmina nuclear no interior do envoltório nuclear . As lâminas têm propriedades elásticas e mecanossensíveis e podem alterar a regulação genética numa resposta de feedback a sinais mecânicos.^[1] As lâminas estão presentes em todos os animais, mas não são encontradas em microrganismos, plantas ou fungos.^[2][3] As proteínas da lâmina estão envolvidas na desmontagem e reforma do envoltório nuclear durante a mitose, no posicionamento dos poros nucleares e na morte celular programada . Mutações nos genes da lâmina podem resultar em várias laminopatias genéticas, que podem ser fatais. O envoltório nuclear perde a sua sustentação e rompe-se em vesículas), diferenciação celular (lâmina B substituída pela lâmina A) e morte celular (degradação das lâminas pelas caspases 6, gerando uma cascata de reações que conduzem à apoptose).

• Lâmina B: farnesilada , ancorada ao envoltório nuclear
• Lâmina A e C: não farnesiladas, interagem com a lâmina B ao longo do envoltório nuclear, também presente no nucleoplasma.

História

As laminas foram pela primeira vez identificadas no núcleo da célula, usando microscopia eletrónica . No entanto, só em 1975 é que elas foram reconhecidas como componentes vitais do suporte estrutural nuclear.^[4] Durante esse período, investigações de núcleos do fígado de ratos revelaram que as laminas têm uma relação arquitetónica com a cromatina e os poros nucleares.^[5] Mais tarde, em 1978, técnicas de imunomarcação revelaram que as laminas estão localizadas no envoltório nuclear sob a membrana nuclear interna. Foi apenas em 1986 que uma análise de clones de cDNA de laminas numa variedade de espécies confirmou que as laminas pertencem à família de proteínas do filamento intermediário (IF).^[4] Investigações posteriores encontraram evidências que comprovam que todas as proteínas IF surgiram dum ancestral comum semelhante à lamina. Essa teoria é baseada na observação de que organismos que contêm proteínas IF necessariamente contêm laminas também; no entanto, a presença de laminas não é um requisito para conter proteínas IF simultaneamente. Além disso, comparações da sequência entre laminas e proteínas IF sustentam que uma sequência de aminoácidos característica das laminas é encontrada em formas iniciais das proteínas IF. Essa sequência é perdida em formas posteriores de proteínas IF, sugerindo que a estrutura dos filamentos intermediários posteriores divergiu.^[6][7] Após essa pesquisa, as investigações sobre laminas diminuíram. Estudos sobre laminas tornaram-se mais populares na década de 1990, quando foi descoberto que mutações nos genes que codificam as laminas podem estar relacionadas a distrofias musculares, cardiomiopatias e neuropatias.^[8][9] Estão a ser realizadas pesquisas atualmente para desenvolver métodos de tratamento para as laminopatias mencionadas e para investigar o papel que as laminas desempenham no processo de envelhecimento.

Estrutura

A estrutura das lâminas é composta por três unidades que são comuns entre os filamentos intermediários: um domínio de haste α-helicoidal central contendo repetições de heptal rodeadas por domínios globulares N e C-terminais. O N-terminal é mais curto e localizado no topo (cabeça), enquanto o C-terminal é mais longo e localizado na extremidade (cauda).^[2][10] As lâminas têm uma estrutura única de repetições de heptal que é contínua por natureza e contém seis heptals adicionais.^[11] Embora o domínio da cabeça das lâminas seja bastante consistente, a composição do domínio da cauda varia com base no tipo de lâmina. No entanto, todos os domínios C-terminais contêm uma sequência de localização nuclear (NLS). Semelhante a outras proteínas IF, as lâminas se auto-organizam em estruturas mais complexas. A unidade básica dessas estruturas é um dímero coiled-coil. Os dímeros se organizam de maneira cabeça-cauda, permitindo a formação de um protofilamento. À medida que esses protofilamentos se agregam, eles formam filamentos de lâminas. Lâminas de organismos de nível superior, como vertebrados, continuam a se reunir em conjuntos paracristalinos.^[2] Essas estruturas complexas permitem que as lâminas nucleares desempenhem suas funções especializadas na manutenção da forma do núcleo, bem como papéis durante a mitose e a apoptose.

Tipos

Nas células de metazoários existem dois tipos de laminas: tipo A e B. Diferenciam-se no seu tamanho e ponto isoeléctrico. As células humanas possuem três genes regulados diferencialmente.

• As laminas do tipo B estão presentes em todas as células. As laminas do tipo B, B1 e B2, são expressas a partir dos genes LMNB1 e LMNB2, nas posições 5q23 and 19q13, respectivamente.
• As laminas do tipo A só são expressas durante a gastrulação. A lamina A e a C são os tipos mais comuns de laminas e são variantes de clivagens do gene LMNA localizado na posição 1q22.

Ver também

• Filamento intermédio
• Lâmina nuclear
• Laminopatia