מהו למין?

למין (ברבים – למינים) הוא חלבון השייך למשפחת סיבי הביניים של השלד התוך תאי. למינים מצויים בעיקר בגרעין ומהווים למעשה את שלד הגרעין, שמקנה יציבות וצורה לגרעין. למינים נמצאים בין קרום הגרעין הפנימי לבין הכרומטין ובונים את רשת התמיכה (או הפיגומים) לקרום הפנימי של הגרעין. קיימים למינים מסוגים שונים (למשל: למין A ולמין B). הלמינים פזורים גם ברחבי החלל התוך-גרעיני ומעורבים בתהליכים שונים כמו הכפלת ה-DNA, תעתוק, התארגנות הכרומטין, עיצוב צורת הגרעין ומיקומו בתא ובתהליכי פירוק והרכבת הגרעין במהלך חלוקת התא.

למינת הגרעין
הלמינה תומכת ומקנה צורה ויציבות למעטפת הגרעין. הלמינה קשורה באופן ישיר לכרומטין, לפתחים במעטפת הגרעין ולחלבונים השקועים בקרום הפנימי של מעטפת הגרעין. (ראה בתמונה).

למינת הגרעין

 

 

מתוך: "Molecular Biology of the Cell, 4/e," Alberts, et al., (c) 2002, Garland Science.

 

 

 

בתהליך המיטוזה למינת הגרעין מתפרקת ללמינים (ליחידות המבנה שבונות אותה). בתום  המיטוזה, נבנית הלמינה מחדש בתאי הבת.

 

 

בתהליך המיטוזה למינת הגרעין מתפרקת ללמינים (ליחידות המבנה שבונות אותה). בתום המיטוזה, נבנית הלמינה מחדש בתאי הבת.

תמונה של למינה של ביצית צפרדע שצולמה מבעד מיקרוסקופ אלקטרונים סורק.

אפשר להבחין בסיבי הביניים שמהם בנויה הלמינה.
באדיבות Ueli Aebi
מתוך: "Molecular Biology of the Cell, 4/e," Alberts, et al., (c) 2002, Garland Science. "

 

 

במעבדה:

מעקב אחר תרבית של תאים מאדם חולה בפרוגריה מראה שהפגמים במבנה הגרעין מחמירים ככל שהתאים בתרבית מזדקנים. כאשר מחדירים לתאים בריאים למין מוטנטי, החסר את 50 חומצות האמינו האחרונות בחלבון, רואים שאט אט מתקבלים פגמים חיצוניים הדומים לפגמים מתאים של חולים במחלת הפרוגריה (בתמונה למטה). מכאן ניתן ללמוד כי המחלה אכן נגרמת מהמוטציה בלמין. כמו כן ניתן ללמוד מכך על חשיבות הלמין בשמירה על צורה תקינה של הגרעין. משערים שכתוצאה מן המבנה הלקוי של למינת הגרעין נפגעות פעילויות חיוניות לגוף כמו מעורבות בתהליכים הקשורים ב-DNA. כתוצאה מן המבנה הלקוי של מעטפת הגרעין נפגעות פעילויות חיוניות מאוד לגוף. הפגיעה היא הדרגתית ומסתיימת במוות בגיל צעיר מאוד.

תא שצולם מתוך תרבית רקמה בת שבוע של חולה בפרוגריה ותא שצולם מתוך תרבית רקמה בת חודש מחולה בפרוגריה

 

 

 

 

 

 

 

 

באדיבות דר' י. גרונבאום ודר' ד. גולדמן מתוך מאמר מדעי:
Accumulation of mutant lamin A causes progressive changes
in nuclear architecture in Hutchinson-Gilford progeria syndrome.
Robert D. Goldman et al. PNAS, 2004, vol. 101, no. 24, 8963-8968.

לפניכם תמונה, שבה נראה בשורה הראשונה תא שצולם מתוך תרבית רקמה בת שבוע של חולה בפרוגריה. אפשר לראות שלמין A (הצבע האדום: נוגדן ללמין A הצבוע בצבע האדום נצמד ללמין A בתוך התא וכך מסמן את מיקומו) ולמין B (הצבע הירוק: נוגדן ללמין B הצבוע בצבע הירוק נצמד ללמין B בתוך התא וכך מסמן את מיקומו) נמצאים במעטפת הגרעין בפיזור אחיד. אנו יודעים לומר כי למין A משולב יחד עם למין B בחלק הפנימי של הגרעין בסמוך לקרום הגרעין הפנימי. ההוכחה לכך מתקבלת כששמים את שתי התמונות של למין A ולמין B זו מעל זו. בכל נקודה שבה מופיעים הצבע האדום והצבע הירוק יחדיו, מתקבל צבע צהוב.
בשורה השנייה בתמונה נראה תא שצולם מתוך תרבית רקמה בת חודש מחולה בפרוגריה. כאשר מניחים את תמונת למין A (צבע אדום) ותמונת למין B (צבע ירוק) זו מעל זו, אפשר לראות שהאחידות בפיזור הלמינים אינה נשמרת, וכעת חלק מלמין A אינו מופיע באזור שבו מצוי למין B ולהיפך. מצב זה מאפיין תאים של אנשים החולים במחלה ומעיד על מבנה לקוי של מעטפת הגרעין.

מהן, אם כן, המסקנות מהתמונה?

 

תשובה:

  • כאשר המבנה נפגם, הפעילויות הקשורות בו נפגמות גם כן.
  • מכיוון שנזק זה נגרם בכל הגרעינים של כל התאים בגוף, ומאחר שפעילות זו משתבשת בכל הגרעינים של כל התאים בגוף, מובן שהצטברות הנזק מובילה לתוצאה הרת אסון.

ציור סכמטי המדגים את הקשר בין הלמינה לבין הקרום הפנימי של הגרעין

 

ציור סכמטי המדגים את הקשר בין הלמינה לבין הקרום הפנימי של הגרעין
באדיבות יוסי גרונבאום תמונה מתוך המאמר:
Transcriptional repression, apoptosis, human disease
and the functional evolution of the nuclear lamina.
Merav Cohen et al. TRENDS in Biochemical Sciences Vol.26 No.1 January 2001

 

ידוע כי אל הלמינה נקשרים חלבונים הפעילים בתהליכי הכפלה ותעתוק, ואף חלבונים בעלי פעילות בקרה על התעתוק. הכרומטין שמצוי בקרבת מעטפת הגרעין דחוס יותר ופחות פעיל מבחינת תהליך התעתוק. מכאן אנו למדים על התפקיד המכריע של למינת הגרעין בחייו התקינים של התא.