بيتا كيراتين

الموسوعة الحرة

يُعدّ بيتا-كيراتين ( β-keratin ) أحد أفراد عائلة البروتينات البنيوية الموجودة في بشرة الزواحف والطيور والبانغولين . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] وهو يُشكّل مادة صلبة ومقاومة للماء، وتوجد منه أشكال مختلفة في الحراشف والمخالب والريش . كان يُعتبر سابقًا نوعًا من الكيراتين نظرًا لتشابهه مع الكيراتين الموجود في الثدييات، ولكنه يُصنّف الآن ضمن "بروتينات بيتا".

بناء

سُميت الكيراتينات بيتا بهذا الاسم نسبةً إلى تركيبها من صفائح بيتا المتراصة في الطبقة القرنية للبشرة ، مما يميزها عن الكيراتينات ألفا ، وهي بروتينات خيطية متوسطة غنية باللوالب ألفا . [ 4 ] تشير الدراسات الحديثة إلى ضرورة حصر مصطلح الكيراتين على الكيراتينات ألفا. ونتيجةً لذلك، يُشار إلى "الكيراتينات بيتا" الآن غالبًا باسم " بروتينات بيتا القرنية " [ 4 ] أو " بروتينات بيتا المرتبطة بالكيراتين " . [ 5 ]

وظيفة

تساهم بروتينات بيتا كيراتين بشكل كبير في صلابة جلد الزواحف ومقاومته للماء ، وذلك من خلال تغلغلها في الطبقة القرنية . يوفر هذا حماية ضد الجفاف ويعزز متانة الجلد في البيئات الأرضية. في الطيور، يوجد بيتا كيراتين في الحراشف والمناقير والمخالب والريش . تشير الدراسات التطورية إلى أن بيتا كيراتين الريش تطور من بيتا كيراتين الحراشف. [ 6 ] يشكل بيتا كيراتين الحراشف المجموعة الأساسية في الطيور، يليه جينات بيتا كيراتين المخالب، مع حدوث إعادة تركيب جيني لاحقة تؤدي إلى ظهور جينات بيتا كيراتين جديدة للريش وما يشبهه . تتوافق هذه الأنماط التطورية مع المواقع الجينية. [ 7 ]

التطور عند الطيور

ربما أثرت التغيرات في بروتينات بيتا كيراتين على تطور الطيران. تشير الدراسات الجزيئية إلى أن جينات بيتا كيراتين لدى الطيور بدأت بالانفصال عن أقاربها من التماسيح قبل حوالي 216 مليون سنة. مع ذلك، لم تبدأ بروتينات بيتا كيراتين في الريش بالتمايز إلا قبل حوالي 125 مليون سنة، بالتزامن مع التطور التكيفي للطيور خلال العصر الطباشيري . [ 7 ] تُظهر بروتينات بيتا كيراتين في الريش الحديث مرونة متزايدة، مما قد يكون ساهم في تطور الطيران. [ 7 ]

من المحتمل أن الديناصورات غير الطائرة ذات الريش، مثل أنكيورنيس وأركيوبتركس ، كانت تمتلك كيراتينات بيتا الخاصة بالطيور ولكنها تفتقر إلى كيراتينات بيتا المتخصصة بالريش، مما يثير تساؤلات حول قدراتها على الطيران. [ 8 ]

الأدلة الأحفورية

كان يُعتقد سابقًا أن ديناصور شوفويا ديزيرتي الصغير من فصيلة ألفاريزصوريد يمتلك غطاءً جلديًا يشبه الريش، مُكوَّنًا من الكيراتين بيتا. وقد أيَّد تحليلٌ مناعيٌّ نسيجيٌّ أجراه شفايتزر وآخرون (1999) هذا الاستنتاج مبدئيًا. [ 9 ] إلا أن بحثًا لاحقًا أجراه سايتا وآخرون (2018) دحض هذا الادعاء، مُثبتًا أن الألياف المُحلَّلة كانت مُكوَّنة من فوسفات الكالسيوم غير العضوي، وليس من الكيراتين بيتا. [ 10 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ دالا فالي إل، ناردي أ، بيلفيدير ب، توني م، أليباردي إل (يوليو 2007). "تتكون بروتينات بيتا-كيراتين في البشرة المتمايزة للثعبان من بروتينات غنية بالجليسين والبرولين والسيرين ذات تنظيم جيني مشابه للطيور" . ديناميات النمو . 236 (7): 1939-1953 . doi : 10.1002/dvdy.21202 . PMID 17576619 . 
  2. ↑ دالا فالي إل، ناردي أ، توفولو ف، نيرو سي، توني إم، أليبادي إل (فبراير 2007). "استنساخ وتوصيف الكيراتينات بيتا الحرشفية في البشرة المتمايزة للوزغات يُظهر أنها بروتينات غنية بالجليسين والبرولين والسيرين، ذات وحدة مركزية متماثلة مع الكيراتينات بيتا الطيرية" . ديناميات النمو . 236 (2): 374-388 . doi : 10.1002/dvdy.21022 . PMID 17191254 . 
  3. ↑ ماير دبليو، ليومسيريشاروين إم، سوبراسيرت إيه، فليشر إل جي، هيويكر-تراوتوين إم (سبتمبر 2013). "الكشف المناعي النسيجي عن الكيراتينات في طبقات البشرة لدى آكل النمل الحرشفي الماليزي (مانيس جافانيكا)، مع ملاحظات حول تطور درع الحراشف الجلدية" . المجلة الأوروبية لعلم الأنسجة الكيميائية . 57 (3): e27. doi : 10.4081/ejh.2013.e27 . PMC 3794358. PMID 24085276 .  
  4. 1 2 كالفاريسي م، إيكهارت ل، أليبادي ل (يونيو 2016). "التنظيم الجزيئي لمنطقة الصفائح بيتا في بروتينات بيتا القرنية (كيراتينات بيتا) للزواحف يفسر استقرارها وبلمرتها إلى خيوط". مجلة البيولوجيا التركيبية . 194 (3): 282-291 . doi : 10.1016/j.jsb.2016.03.004 . PMID 26965557 . 
  5. ↑ أليباردي، ل. (فبراير 2013). "يحدث التقرن في بشرة الزواحف من خلال ترسب بروتينات بيتا المرتبطة بالكيراتين (بيتا-كيراتين) على هيكل من كيراتينات الخيوط المتوسطة". مجلة علم التشكل . 274 (2): 175-193 . doi : 10.1002/jmor.20086 . PMID 23065677. S2CID 23739887 .  
  6. ↑ غرينوولد إم جيه، سوير آر إتش (مايو 2010). "التنظيم الجينومي والتطور الجزيئي لعائلة جينات الكيراتين بيتا المتعددة في الدجاج (Gallus gallus) وعصفور الزيبرا (Taeniopygia guttata): دلالات على تطور الريش" . مجلة بي إم سي لعلم الأحياء التطوري . 10 (1): 148. رمز Bibcode : 2010BMCEE..10..148G . doi : 10.1186/1471-2148-10-148 . PMC 2894828. PMID 20482795 .  
  7. 1 2 3 غرينوولد إم جيه، سوير آر إتش (ديسمبر 2011). "ربط التطور الجزيئي للكيراتينات بيتا (β) في الطيور بتطور الريش". مجلة علم الحيوان التجريبي. الجزء ب، التطور الجزيئي والنمائي . 316 (8): 609-616 . Bibcode : 2011JEZB..316..609G . doi : 10.1002/jez.b.21436 . PMID 21898788 . 
  8. ↑ نودز، آر. إل.، ودايك، جي. جي. (مايو 2010). "يشير ضيق محور الريش الأساسي في طائرَي كونفوشيوسورنيس وأركيوبتركس إلى ضعف القدرة على الطيران". مجلة ساينس . 328 (5980): 887-889 . Bibcode : 2010Sci...328..887N . doi : 10.1126/science.1188895 . PMID: 20466930. S2CID : 12340187 .  
  9. ^ شفايتزر إم إتش، وات جا، أفسي آر، كناب إل، تشيابي إل، نوريل إم، وآخرون . (أغسطس 1999). "التفاعل المناعي النوعي للبيتا كيراتين في الهياكل الشبيهة بالريش في الفاريزوريد الطباشيري، Shuvuuia deserti ". مجلة علم الحيوان التجريبي . 285 (2): 146– 57. بيب كود : 1999JEZ...285..146S . دوى : 10.1002/(SICI)1097-010X(19990815)285:2 < 146::AID-JEZ7 > 3.0.CO ؛ 2-أ . بميد 10440726 .  
  10. ↑ سايتا إي تي، فليتشر آي، مارتن بي، بيتمان إم، كاي تي جي، ترو إل دي، وآخرون (نوفمبر 2018). "حفظ ألياف الريش من ديناصور شوفويا ديزيرتي الذي عاش في أواخر العصر الطباشيري يثير مخاوف بشأن التحليلات المناعية النسيجية على الأحافير" . الكيمياء الجيولوجية العضوية . 125 : 142-151 . Bibcode : 2018OrGeo.125..142S . doi : 10.1016/j.orggeochem.2018.09.008 . hdl : 1721.1/125319 .