La miomesina es una familia de proteínas que se encuentra en la línea M de la estructura del sarcómero . La miomesina tiene diversas formas en todo el cuerpo, en los músculos estriados con funciones especializadas. Esto incluye fibras musculares lentas y rápidas . La miomesina está formada por 13 dominios, incluido un extremo N-terminal único seguido de dos dominios similares a inmunoglobulinas (Ig), cinco dominios de fibronectina tipo III (Fn) y cinco dominios Ig más. Todos estos dominios promueven la unión, lo que indica que la miomesina se regula a través de la unión. [3]
La miomesina desempeña un papel importante en la estructura de los sarcómeros. Se encuentran en la región de la banda M del sarcómero, entre los filamentos gruesos ( miosina ). Su principal propósito en este contexto es proporcionar integridad estructural mediante la unión de las fibras de miosina antiparalelas y los filamentos de titina que están conectados a los discos Z. [3] Estos filamentos de miosina forman una red hexagonal con titina y miomesina. Esta forma permite que la banda M resista grandes cambios conformacionales durante la contracción muscular y vuelva a su forma original tras la relajación. [4] Dado que la región del disco Z del sarcómero es muy rígida e incapaz de doblarse para la contracción, la actividad elástica de la miomesina en la banda M es lo que hace posible la contracción muscular, ya que actúa como un resorte molecular. [3]
Además de la actividad del sarcómero, se ha demostrado que la miomesina también desempeña un papel en el ensamblaje del sarcómero. Para que la miomesina se implemente en el sarcómero, la miosina y la titina deben estar presentes, lo que indica que la miomesina es el último componente que se agrega durante el ensamblaje de la red. Se cree que esta adición pospuesta se debe a la función de la miomesina de actuar como un "control de integridad" para garantizar que el sarcómero se haya formado correctamente y monitorear su integridad. Esto es extremadamente importante ya que si falta incluso una pieza de la línea M, la banda A del sarcómero colapsará y el músculo se paralizará. [4]
También se ha demostrado que la miomesina desempeña un papel en la respuesta y expresión de lesiones. Anteriormente se pensaba que las chaperonas de miosina eran la primera alerta de daño en el sarcómero, pero estudios recientes muestran un flujo de expresión del gen myomesin1a mucho antes que el de la miosina, lo que sugiere que existe una vía de respuesta a lesiones dependiente de la miomesina en los músculos estriados. Además, se cree que este gen podría usarse como un biomarcador mejorado para el daño al sarcómero en comparación con el biomarcador actual, la creatina quinasa muscular (CKM) . Cuando se probó in vivo en pez cebra , la expresión de myom1a se mostró mucho antes que la de la creatina quinasa, lo que indica que esta última es menos específica de las enfermedades musculares. Esto respalda el uso de ensayos de miomesina para la detección de patologías musculares antes que las prácticas actuales. [4]
Hay tres tipos de miomesina que se encuentran en varios músculos estriados del cuerpo: miomesina 1, miomesina 2 y miomesina 3. Se cree que cada miomesina se une a la miosina en un punto diferente, regulando la formación de la banda M. [3]
La miomesina 1 es la forma más estudiada de miomesina debido a su presencia en todos los músculos estriados y a que es la más grande de la clase de miomesinas. A veces se la llama simplemente miomesina debido a su amplia expresión. La miomesina 1 se encuentra principalmente en las líneas M4/M4' de la banda M. Está codificada por el gen MYOM1 . Hay dos variantes de miomesina 1, una ubicada entre los dominios My6 y My7, y la otra al final del C-terminal después del dominio My13. La primera se conoce como secuencia de corazón embrionario (EH) y la segunda, que solo se ha encontrado en aves, se llama variante de empalme H o S (H es para corazón y S es para esquelético). La miomesina EH se puede encontrar durante el desarrollo embrionario del corazón humano (posteriormente reemplazada por la miomesina 2). A medida que el músculo madura, la miomesina EH se regula negativamente en favor de la miomesina 1 sin variaciones genéticas. [5]
La miomesina 2 (también conocida como proteína M ) se encuentra en la línea M1 de la banda M. Está codificada por el gen MYOM2 . Actualmente solo se conoce una variante de miomesina 2 y se puede encontrar en los músculos esqueléticos rápidos y en los músculos cardíacos adultos . [3] Se ha demostrado que la miomesina 2 tiene una relación inversa con la expresión de la miomesina EH; a medida que maduran los músculos cardíacos, la miomesina EH se regula a la baja mientras que la miomesina 2 se regula al alza. [5]
La miomesina 3 es la menos investigada de la clase de miomesinas debido a que es la descubierta más recientemente. Está codificada por el gen MYOM3 . Se encuentra en las líneas M6/M6' de la banda M y se expresa en los músculos esqueléticos intermedios y los músculos cardíacos adultos (específicamente en el ventrículo izquierdo y la aurícula izquierda ). [3] La MYOM3 se expresa especialmente en los músculos esqueléticos neonatales , los músculos extraoculares , los músculos lentos y las fibras esqueléticas IIA. La miomesina 3 es el único miembro de la familia de proteínas de la miomesina que está completamente ausente de la expresión cardíaca. La miomesina 3 muestra una relación inversa con la miomesina 2. [2]
La deficiencia de miomesina 1 provoca atrofia y disfunción en sus tejidos. [3] En los cardiomiocitos , la longitud y uniformidad del sarcómero disminuyen cuando MYOM1 está ausente, lo que da como resultado cardiomiocitos más pequeños. Esto también está relacionado con problemas en la función contráctil debido a la alteración de los niveles de calcio en el tejido. [6]
La reaparición de la miomesina EH en los músculos cardíacos adultos se ha asociado con la miocardiopatía dilatada . Todavía no se sabe con certeza si esta expresión ayuda a estabilizar el sarcómero durante contracciones intensas o si es el resultado de filamentos del sarcómero desalineados debido a fuerzas contráctiles reducidas. Se ha demostrado que esta expresión poco común es el resultado de un empalme alternativo alterado . [5]