Актинът е структурен протеин, който се намира във всички еукариотни клетки. Участва в сглобяването на цитоскелета и мускулите.
Какво представлява актинът?
Актинът е протеинова молекула с много стара история на развитие. Като структурен протеин той присъства в цитоплазмата на всяка еукариотна клетка и в саркомера на всички мускулни влакна. Заедно с микротубулите и междинните нишки, той образува цитоскелета на всяка клетка под формата на актинови нишки. Той е съвместно отговорен за формирането на клетъчната структура и движението на молекули и клетъчни органели в клетката. Същото се отнася и за кохезията на клетките чрез плътни връзки или прилепнали връзки. В мускулните влакна актинът, заедно с протеини миозин, тропонин и тропомиозин, генерира мускули 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 намира главно в цитоплазмата на клетките. Актинът е силно консервиран протеин, срещащ се с много малки вариации в аминокиселинната последователност в едноклетъчните еукариотни клетки. При хората 10 процента от всички протеини молекули в мускулните клетки се състоят от актин. Всички останали клетки все още съдържат 1 до 5 процента от тази молекула в цитоплазмата.
Функция, действие и задачи
Актинът изпълнява важни функции в клетките и мускулните влакна. В цитоплазмата на клетката, като компонент на цитоскелета, той образува гъста, триизмерна мрежа, която държи клетъчните структури заедно. В определени точки от мрежата структурите се подсилват взаимно, за да образуват мембранни издутини като микровили, синапси или псевдоподия. За клетъчни контакти са налични свързващи и плътни връзки. Като цяло по този начин актинът допринася за стабилността и формата на клетките и тъканите. В допълнение към стабилността, актинът осигурява и транспортни процеси в клетката. Той здраво свързва важни структурно свързани трансмембрани протеини така че те да останат в пространствена близост. С помощта на миозини (двигател протеини), актиновите влакна също поемат транспорта на къси разстояния. Например, везикулите могат да бъдат транспортирани до мембраната. По-големите разстояния се покриват от микротубулите с помощта на двигателните протеини кинезин и динеин. Освен това, актинът също така осигурява клетъчна подвижност. Клетките трябва да могат да мигрират в тялото много пъти. Това е особено вярно по време на имунни реакции или заздравяване на рани, както и по време на общи движения или промени във формата на клетките. Движенията могат да се основават на два различни процеса. Първо, движението може да бъде предизвикано от насочена реакция на полимеризация и второ, чрез взаимодействие актин-миозин. При взаимодействието актин-миозин, актиновите влакна са структурирани като снопчета фибрили, които функционират като теглещи въжета с помощта на миозин. Актиновите нишки могат да образуват клетъчни израстъци под формата на псевдоподии (филоподии и ламелиподии). В допълнение към многобройните си функции в клетката, актинът, разбира се, е отговорен за мускулната контракция както на скелетната мускулатура, така и на гладката мускулатура. Тези движения също се основават на взаимодействието актин-миозин. За да се гарантира това, много актинови нишки са свързани с други протеини по много подреден начин.
Образуване, поява, свойства и оптимални стойности
Както бе споменато по-рано, актинът се намира във всички еукариотни организми и клетки. Той е присъщ компонент на цитоплазмата и осигурява клетъчна стабилност, закрепване на структурно свързани протеини, транспортиране на везикули на кратко разстояние до клетъчната мембранаи клетъчна подвижност. Без актин клетъчното оцеляване не би било възможно. Има шест различни варианта на актин, които са разделени на три алфа варианта, един бета вариант и два гама варианта. Алфа актините участват в образуването и свиването на мускулите. Бета-актинът и гама-1-актинът имат голямо значение за цитоскелета в цитоплазмата. Гама-2-актинът от своя страна е отговорен за гладките мускули и чревните мускули. По време на синтеза първо се образува мономерен глобуларен актин, който е известен още като G-актин. Индивидуалният мономерен протеин молекули от своя страна се сглобяват при полимеризация, за да образуват нишковидни F-актини. По време на процеса на полимеризация няколко глобуларни мономера се комбинират, за да образуват дълъг нишковиден F-актин. Това означава, че актиновото скеле може бързо да се адаптира към съвременните изисквания. В допълнение, движението на клетките също се осигурява от този процес. Тези реакции могат да бъдат инхибирани от така наречените инхибитори на цитоскелета. Тези вещества се използват за инхибиране на полимеризация или деполимеризация. Те имат лекарствено значение като наркотици в контекста на химиотерапия.
Болести и разстройства
Тъй като актинът е основен компонент на всички клетки, много структурни промени, причинени от мутация олово до смърт на организма. Мутациите в гени, кодиращи алфа-актини, могат да причинят мускулни заболявания. Това важи особено за алфа-1-актина. Поради факта, че алфа-2-актинът е отговорен за аортния мускул, мутация в ACTA2 ген може да причини фамилни гръдни аортна аневризма. ACTA2 ген кодира алфа-2-актин. Мутация на ACTC1 ген за сърдечен алфа-актин причинява дилатация кардиомиопатия. Освен това мутацията на ACTB като ген, кодиращ цитоплазмен бета-актин, може да причини големи и дифузни В-клетки лимфом. Някакъв автоимунни заболявания може да има повишени нива на актин антитела. По-специално, това важи за автоимунните черен дроб ,. Това е хронично хепатит което води до черен дроб цироза в дългосрочен план. Тук е открито антитяло срещу актина на гладката мускулатура. От гледна точка на диференциална диагнозаобаче автоимунен хепатит не е толкова лесно да се разграничи от хроничния вирусен хепатит. Това е така, защото антитела срещу актина може да се стимулира в по-малка степен при хронични вирусни хепатит.
