Hispanopedia WikiEl complejo LINC ( enlace entre el nucleoesqueleto y el citoesqueleto ) es un complejo proteico asociado a las membranas interna y externa del núcleo . Está compuesto por proteínas con dominio SUN y proteínas con dominio KASH. Las proteínas con dominio SUN se encuentran insertadas en la membrana nuclear interna (MNI). Interactúan con las láminas nucleares , la cromatina y diversas redes de filamentos y polímeros de la MNI dentro del núcleo. De igual modo, las proteínas con dominio KASH (denominadas nesprinas en mamíferos [ 1 ] ) se encuentran insertadas en la membrana nuclear externa (MNE) e interactúan con las proteínas con dominio SUN en el espacio perinuclear (lumen) entre ambas membranas. Esta interacción dentro del lumen de la envoltura nuclear conforma ensamblajes de orden superior responsables de la transmisión de fuerza a través de la envoltura nuclear. [ 1 ] Las proteínas del dominio KASH también atraviesan la membrana nuclear externa para interactuar con filamentos de actina , filamentos de microtúbulos (a través de los motores dineína y kinesina), filamentos intermedios (a través de la espectrina ), centrosomas y orgánulos citoplasmáticos. El número de proteínas con dominio SUN y dominio KASH aumentó en la evolución. [ 2 ]
Componentes
Membrana nuclear interna
Las proteínas que contienen el dominio Sad-1 y UNC-84 (SUN) dentro del núcleo interactúan con las láminas A, B, C y los cromosomas. Dentro del espacio perinuclear (entre las membranas nucleares interna y externa) se encuentran SUN-1 y SUN-2, que forman conexiones con las proteínas del dominio KASH en la nesprina y el lumen de la envoltura nuclear. [ 3 ] Curiosamente, la eliminación de SUN-1 o SUN-2 individualmente no interrumpe la conectividad del complejo LINC, lo que indica la similitud entre ambas proteínas. Su estructura y función pueden parecer similares, pero no idénticas; su modo de unión las diferencia: SUN-1 se ancla a la envoltura nuclear en ausencia de la lámina A/C, mientras que SUN-2 se ancla a la envoltura nuclear con la ayuda de la lámina A/C. Además, SUN-2 tiene una participación mucho mayor en la estructuración de sistemas de orden superior (como el complejo LINC), mientras que SUN-1 interactúa predominantemente con los complejos del poro nuclear y la meiosis. [ 4 ]
Membrana nuclear externa
La familia de proteínas KASH es un componente principal del complejo LINC, con un total de seis miembros que interactúan con todos los aspectos del citoesqueleto. Una parte significativa de la familia KASH son las cuatro proteínas nesprina: nesprina-1 (codificada por SYNE1 ), nesprina-2 (codificada por SYNE2 ), nesprina-3 (codificada por SYNE3 ) y nesprina-4 (codificada por SYNE4 ); los otros dos miembros de la familia de proteínas KASH son Jaw1/LRMP (codificada por JAW1) y KASH5 (codificada por KASH5 ). [ 3 ] La familia de nesprina está conservada evolutivamente, como lo demuestran las cuatro evoluciones de la proteína nesprina. Las proteínas nesprina más grandes en su longitud completa se denominan apropiadamente nesprina-1 y -2 "gigantes". Estas dos nesprinas contienen tres dominios principales: el dominio N-terminal se une al citoesqueleto de actina a través de la homología con calponina (CH), el dominio KASH C-terminal se une a la envoltura nuclear y un dominio central en forma de varilla con múltiples repeticiones de espectrina conecta los dominios CH y KASH para interacciones proteína-proteína. [ 5 ]
Función
La función del complejo LINC parece estar presente en numerosas actividades celulares. Una de sus características principales es la reubicación y orientación nuclear. Asimismo, el complejo LINC participa en el desplazamiento de los cromosomas meióticos para encontrar a sus homólogos en leptoteno/zigoteno, la unión del centrosoma a la membrana nuclear externa, la formación del complejo del poro nuclear y la respuesta a estímulos mecánicos extracelulares. Muchas de las funciones mencionadas anteriormente pueden correlacionarse con una respuesta celular a un estímulo externo. El complejo LINC, al proporcionar conectividad celular interna, es esencial para la detección de diversos estímulos mecánicos.
Existe una conexión importante entre la lamina A/C, un componente integral del complejo LINC, y la expresión de la cromatina y los cromosomas. Si bien el mecanismo exacto aún no se comprende completamente, se especula que una densa red de lamina A/C controla el acceso a la heterocromatina y la localización de los factores de transcripción. Esto se ve respaldado por las bajas concentraciones de lamina A/C observadas en células madre embrionarias en estado de cromatina abierta. Se ha observado que la eliminación de la nesprina-2, un componente principal del complejo LINC, altera la localización de las histonas integrales para la cicatrización de heridas, lo que vincula aún más el complejo LINC con la expresión génica y controla el destino celular. [ 4 ]
Función del complejo LINC en la mecanotransducción
La mecanotransducción se ha establecido como la capacidad del núcleo para detectar fuerzas mecánicas que desencadenan una respuesta biológica, convirtiendo el estímulo inicial en algún tipo de actividad electroquímica. Este fenómeno puede ser provocado por múltiples vías mecánicas, incluyendo compresión, esfuerzos cortantes, cambios osmóticos, adhesiones celulares, estímulos vibracionales y fuerzas generadas intracelularmente. La mayor fortaleza del complejo LINC reside en la existencia de la conexión física que une la actina citoplasmática a las láminas del núcleo. Por lo tanto, las señales pueden transmitirse entre 12,5 y 25 veces más rápido que la difusión pasiva o la señalización molecular, [ 6 ] lo que permite al núcleo responder en cuestión de minutos. El endurecimiento nuclear es una respuesta particular controlada por la interacción del complejo LINC, que se ha descubierto que se inicia a través de la nesprina-1, una proteína que se une a la actina en el citoesqueleto. El estiramiento de la nesprina-1 desencadena una fosforilación rápida de la emerina, ubicada en la membrana nuclear interna, que altera la lamina A e inicia una cascada de transcripción descendente de genes regulados mecánicamente. [ 7 ]
Las fuerzas mecánicas que recibe el complejo LINC también pueden afectar la transferencia de proteínas a través de la envoltura nuclear debido a la conexión del complejo LINC con los complejos de poros nucleares (NPC). Los NPC interactúan con la lámina nuclear, así como con SUN-1, conectándolos directamente con las respuestas nucleares a la transmisión de fuerza. Se ha demostrado que una vía proteica, YAP/TAZ, se importa al núcleo bajo deformación o tensión nuclear. De manera similar, un trabajo del laboratorio de Driscoll demostró que la importación de YAP bajo tensión nuclear se ve obstaculizada si el complejo LINC se interrumpe mediante la inactivación de nesprin-1 giant. [ 7 ]
Referencias
- 1 2 King, Megan C. (2023). "Regulación dinámica de la composición y función del complejo LINC en diferentes tejidos y contextos" . FEBS Letters . 597 (22): 2823– 2832. doi : 10.1002/1873-3468.14757 . ISSN 1873-3468 . PMID 37846646 .
- ↑ Crisp M, Liu Q, Roux K, Rattner JB, Shanahan C, Burke B, Stahl PD, Hodzic D (enero de 2006). " Acoplamiento del núcleo y el citoplasma: papel del complejo LINC" . The Journal of Cell Biology . 172 (1): 41– 53. doi : 10.1083/jcb.200509124 . PMC 2063530. PMID 16380439 .
- 1 2 van Ingen, Maria JA; Kirby, Tyler J. (2021-07-21). "Vinculando la mecanobiología nuclear con la masa y función del músculo esquelético" . Frontiers in Cell and Developmental Biology . 9. doi : 10.3389/fcell.2021.690577 . ISSN 2296-634X . PMC 8335485. PMID 34368139 .
- 1 2 Uzer, Gunes; Rubin, Clinton T.; Rubin, Janet (2016-03-01). "La mecanosensibilidad celular es habilitada por el complejo nuclear LINC" . Current Molecular Biology Reports . 2 (1): 36– 47. doi : 10.1007/s40610-016-0032-8 . ISSN 2198-6428 . PMC 4912015. PMID 27326387 .
- ↑ Zi-yi, Zhou; Qin, Qin; Fei, Zhou; Cun-Yu, Cao; Lin, Teng (2024-04-02). "Proteínas nesprin: uniendo la dinámica de la envoltura nuclear con la disfunción muscular" . Cell Communication and Signaling . 22 (1): 208. doi : 10.1186/s12964-024-01593-y . ISSN 1478-811X . PMC 10986154. PMID 38566066 .
- ↑ van Ingen, Maria JA; Kirby, Tyler J. (2021-07-21). "Vinculando la mecanobiología nuclear con la masa y función del músculo esquelético" . Frontiers in Cell and Developmental Biology . 9. doi : 10.3389/fcell.2021.690577 . ISSN 2296-634X . PMC 8335485 .
- 1 2 Driscoll, Tristan P.; Cosgrove, Brian D.; Heo, Su-Jin; Shurden, Zach E.; Mauck, Robert L. (junio de 2015). "La transferencia de tensión del citoesqueleto al núcleo regula la señalización de YAP en células madre mesenquimales" . Biophysical Journal . 108 (12): 2783– 2793. Bibcode : 2015BpJ...108.2783D . doi : 10.1016/j.bpj.2015.05.010 . PMC 4472080. PMID 26083918. S2CID 22081710 .
- complejos proteicos
- subestructuras nucleares
- citoesqueleto
