Aktinas yra struktūrinis baltymas, randamas visose eukariotinėse ląstelėse. Jis dalyvauja citoskeleto ir raumens surinkime.
Kas yra aktinas?
Aktinas yra baltymų molekulė, turinti labai seną vystymosi istoriją. Kaip struktūrinis baltymas, jis yra kiekvienos eukariotinės ląstelės citoplazmoje ir visų raumenų skaidulų sarkomeroje. Kartu su mikrovamzdeliais ir tarpinėmis gijomis jis sudaro kiekvienos ląstelės citoskeletą aktino gijų pavidalu. Ji kartu atsakinga už ląstelės struktūros formavimąsi ir jos judėjimą molekulės ir ląstelės organelės ląstelėje. Tas pats pasakytina apie ląstelių sanglaudą per sandarias jungtis arba laikosi jungčių. Raumenų skaidulose aktinas kartu su baltymai miozinas, troponinas ir tropomiozinas, generuoja raumenis susitraukimai. Aktiną galima suskirstyti į tris funkcinius vienetus alfa-aktiną, beta-aktiną ir gama-aktiną. Alfa-aktinas yra struktūrinis raumenų skaidulų komponentas, o beta- ir gama-aktinas daugiausia randamas ląstelių citoplazmoje. Aktinas yra labai konservatyvus baltymas, kurio vienaląsčių eukariotinių ląstelių aminorūgščių seka labai skiriasi. Žmonėse 10 procentų visų baltymų molekulės raumenų ląstelėse susideda iš aktino. Visose kitose ląstelėse šios molekulės citoplazmoje vis dar yra nuo 1 iki 5 procentų.
Funkcija, veiksmas ir užduotys
Aktinas atlieka svarbias ląstelių ir raumenų skaidulų funkcijas. Ląstelės citoplazmoje, kaip citoskeleto komponentas, jis formuoja tankų, trimatį tinklą, kuris kartu laiko ląstelių struktūras. Tam tikruose tinklo taškuose struktūros sustiprina viena kitą, kad susidarytų membranos išsipūtimai, tokie kaip mikrovilės, sinapsės arba pseudopodijos. Ląstelių kontaktams yra prieinamos sankabos ir sandarios sankryžos. Taigi aktinas prisideda prie ląstelių ir audinių stabilumo ir formos. Be stabilumo, aktinas taip pat suteikia transportavimo procesus ląstelėje. Jis tvirtai suriša svarbią struktūriškai susijusią transmembraną baltymai kad jie liktų erdviniame artume. Miozinų pagalba (variklis baltymai), aktino pluoštai taip pat perima transportą mažais atstumais. Pavyzdžiui, pūslelės gali būti gabenamos į membraną. Didesnius atstumus mikrotubulės įveikia motorinių baltymų kinesino ir dyneino pagalba. Be to, aktinas taip pat užtikrina ląstelių judrumą. Ląstelės turi turėti galimybę daugeliu atvejų migruoti kūne. Tai ypač pasakytina apie imunines reakcijas ar žaizdų gijimas, taip pat atliekant bendruosius judesius ar pasikeitus ląstelių formai. Judesiai gali būti pagrįsti dviem skirtingais procesais. Pirma, judėjimą gali sukelti nukreipta polimerizacijos reakcija, antra, sąveikaujant aktinui ir miozinui. Vykdant aktino ir miozino sąveiką, aktino skaidulos yra struktūrizuotos kaip pluoštelių pluoštai, kurie miozino pagalba veikia kaip traukos lynai. Aktino gijos gali suformuoti ląstelių ataugas pseudopodijų (filopodijų ir lamelipodijų) pavidalu. Be daugybės funkcijų ląstelėje, aktinas, be abejo, yra atsakingas ir už griaučių, ir lygiųjų raumenų susitraukimą. Šie judesiai taip pat grindžiami aktino ir miozino sąveika. Kad tai būtų užtikrinta, daugelis aktino gijų labai tvarkingai susiejamos su kitais baltymais.
Formavimas, atsiradimas, savybės ir optimalios vertės
Kaip minėta anksčiau, aktino yra visuose eukariotų organizmuose ir ląstelėse. Tai yra vidinis citoplazmos komponentas, užtikrinantis ląstelių stabilumą, struktūriškai susijusių baltymų tvirtinimą, pūslelių pernešimą trumpu atstumu iki ląstelės membranair ląstelių judrumas. Be aktino ląstelių išgyventi neįmanoma. Yra šeši skirtingi aktino variantai, kurie yra suskirstyti į tris alfa variantus, vieną beta variantą ir du gama variantus. Alfa aktinai dalyvauja formuojant ir susitraukiant raumenims. Beta-aktinas ir gama-1-aktinas turi didelę reikšmę citoplazmos citoskeletui. Gama-2-aktinas savo ruožtu yra atsakingas už lygiuosius ir žarnyno raumenis. Sintezės metu pirmiausia susidaro monomerinis rutulinis aktinas, kuris taip pat žinomas kaip G-aktinas. Individualus monomerinis baltymas molekulės savo ruožtu polimerizacijos metu susidaro gijinis F-aktinas. Polimerizacijos proceso metu keli rutuliniai monomerai sujungiami, kad susidarytų ilgas gijinis F-aktinas. Tiek grandinių surinkimas, tiek išardymas yra labai dinamiški. Tai reiškia, kad aktino pastolius galima greitai pritaikyti pagal dabartinius reikalavimus. Be to, šis procesas taip pat užtikrina ląstelių judėjimą. Šias reakcijas gali slopinti vadinamieji citoskeleto inhibitoriai. Šios medžiagos naudojamos slopinti polimerizaciją arba depolimerizaciją. Jie turi medicininę reikšmę kaip narkotikai kontekste chemoterapija.
Ligos ir sutrikimai
Kadangi aktinas yra būtinas visų ląstelių komponentas, daugelis struktūrinių pokyčių, kuriuos sukelia mutacija vadovauti iki organizmo mirties. Alfa-aktinus koduojančių genų mutacijos gali sukelti raumenų ligas. Tai ypač pasakytina apie alfa-1-aktiną. Dėl to, kad alfa-2-aktinas yra atsakingas už aortos raumenį, ACTA2 mutacija genas gali sukelti šeimos krūtinės ląstą aortos aneurizma. ACTA2 genas koduoja alfa-2-aktiną. ACTC mutacija1 genas dėl širdies alfa-aktino priežasčių išsiplėtė kardiomiopatija. Be to, ACTB, kaip geno, koduojančio citoplazminį beta-aktiną, mutacija gali sukelti didelių ląstelių ir difuzines B ląsteles limfoma. Šiek tiek autoimuninės ligos gali būti padidėjęs aktino kiekis antikūnai. Visų pirma tai pasakytina apie autoimuną kepenys uždegimas. Tai yra lėtinis hepatito kas veda prie kepenys cirozė ilgalaikėje perspektyvoje. Čia randamas antikūnas prieš lygiųjų raumenų aktiną. Kalbant apie diferencinė diagnostikavis dėlto autoimuninis hepatito nėra taip lengva atskirti nuo lėtinio virusinio hepatito. Tai yra, nes antikūnai prieš aktiną taip pat gali būti mažiau stimuliuojamas lėtiniu virusu hepatito.
