актин

актин е структурен протеин, който се намира във всички еукариотни клетки. Участва в структурата на цитоскелета и мускулите.

Какво е актин

Актинът е еволюционно много стара протеинова молекула. Като структурен протеин се съдържа в цитоплазмата на всяка еукариотна клетка и в саркомера на всички мускулни влакна.

Заедно с микротрубовете и междинните нишки образува цитоскелета на всяка клетка под формата на актинови нишки. Той е отговорен заедно за образуването на клетъчната структура и движението на молекулите и клетъчните органели в клетката. Същото се отнася и за кохезията на клетките през тесни кръстовища или прилепнали кръстовища. В мускулните влакна актинът заедно с протеините миозин, тропонин и тропомиозин създава мускулните контракции.

Актинът може да бъде разделен на трите функционални единици алфа-актин, бета-актин и гама-актин. Алфа-актинът е структурен компонент на мускулните влакна, докато бета и гама-актинът се намират главно в цитоплазмата на клетките. Актинът е много запазен протеин, който се среща в едноклетъчни еукариотни клетки с много малки отклонения в аминокиселинната последователност. При хората 10 процента от всички протеинови молекули в мускулните клетки се състоят от актин. Всички останали клетки все още съдържат 1 до 5 процента от тази молекула в цитоплазмата.

Функция, ефект и задачи

Актинът изпълнява важни функции в клетките и мускулните влакна. В цитоплазмата на клетката, като част от цитоскелета, тя образува плътна, триизмерна мрежа, която държи клетъчните структури заедно.

В определени точки от мрежата структурите се укрепват, за да образуват мембранни издутини като микровилии, синапси или псевдоподия. Adherens Junctions и Tight Junctions са достъпни за контактите в клетката. Като цяло актинът допринася за стабилността и формата на клетките и тъканите. В допълнение към стабилността, актинът осигурява и транспортните процеси в клетката. Той свързва важни структурно свързани трансмембранни протеини, така че те да останат в непосредствена близост. С помощта на миозини (моторни протеини), актиновите влакна също извършват транспорт на къси разстояния.

Например, везикулите могат да бъдат транспортирани до мембраната. По-дългите участъци се поемат от микротубулите с помощта на моторните протеини кинезин и динин. Актинът също гарантира мобилността на клетките. Клетките трябва да могат да мигрират в тялото в много случаи. Това се отнася по-специално за имунните реакции или заздравяването на рани, както и за общите движения или промени във формата на клетките. Движенията могат да се основават на два различни процеса. От една страна, движението може да се задейства от насочена реакция на полимеризация, а от друга - чрез взаимодействие актин-миозин.

При взаимодействието актин-миозин актиновите влакна се изграждат като фибрилни снопове, които функционират като дърпащи въжета с помощта на миозин. Актиновите нишки могат да причинят клетъчни израстъци под формата на псевдоподия (филоподия и ламелиподия). В допълнение към разнообразните си функции в клетката, актинът, разбира се, е отговорен за свиването на мускулите както на скелетните, така и на гладките мускули. Тези движения се основават и на взаимодействието актин-миозин. За да се гарантира това, много актинови нишки са свързани с други протеини по много подреден начин.

Образование, възникване, свойства и оптимални стойности

Както вече споменахме, актинът се намира във всички еукариотни организми и клетки. Той е присъща част на цитоплазмата и осигурява стабилността на клетките, закрепването на структурно свързани протеини, транспортирането на везикулите на късо разстояние до клетъчната мембрана и клетъчната подвижност. Без актин, клетката не би могла да оцелее. Има шест различни актинови варианта, които са разделени на три алфа варианта, един бета вариант и два гама варианта.

Алфа актините участват в развитието и свиването на мускулите. Бета-актинът и гама-1-актинът са от голямо значение за цитоскелета в цитоплазмата. Гама-2-актинът от своя страна е отговорен за гладките мускули и чревните мускули. По време на синтеза първоначално се образува мономерен глобуларен актин, който е известен още като G-актин. От своя страна, отделните мономерни протеинови молекули полимеризират, образувайки филаментарен F-актин.

По време на процеса на полимеризация няколко сферични мономера се комбинират, образувайки дълъг, резбообразен F-актин. Както конструкцията, така и разрушаването на веригите са много динамични. По този начин рамката на актина може да бъде бързо адаптирана към настоящите изисквания. В допълнение, този процес също осигурява движение на клетките. Тези реакции могат да бъдат инхибирани от така наречените цитоскелетни инхибитори. С тези вещества или полимеризацията, или деполимеризацията се инхибира. Те имат медицинско значение като лекарствени продукти в контекста на химиотерапията.

Болести и разстройства

Тъй като актинът е основен компонент на всички клетки, много структурни промени, причинени от мутации, водят до смъртта на организма. Мутациите в гени за алфа актини могат да причинят мускулни разстройства. Това важи особено за алфа-1-актина.

Поради факта, че алфа-2-актинът е отговорен за мускулите на аортата, може да възникне фамилна аневризма на гръдната аорта, ако гена на ACTA2 е мутирал. ACTA2 генът кодира алфа-2-актин. Мутация в ACTC1 гена за сърдечен алфа актин причинява разширена кардиомиопатия. Освен това, мутация на ACTB като ген за цитоплазмен бета-актин може да причини голям клетъчен и дифузен В-клетъчен лимфом. Някои автоимунни заболявания могат да имат повишени нива на антителни антитела.

Това се отнася по-специално за автоимунно възпаление на черния дроб. Това е хроничен ход на хепатит, който води до чернодробна цироза в дългосрочен план. Тук се открива антитяло срещу гладкомускулна актин. По отношение на диференциалната диагноза, автоимунният хепатит не е толкова лесно да се разграничи от хроничния вирусен хепатит. Тъй като при хроничен вирусен хепатит, антителата срещу актина също могат да бъдат стимулирани в по-малка степен.