Az aktin egy strukturális fehérje, amely az összes eukarióta sejtben megtalálható. Részt vesz a citoszkeleton és az izom összeállításában.
Mi az aktin?
Az aktin egy nagyon régi fejlődési előzményekkel rendelkező fehérjemolekula. Szerkezeti fehérjeként minden eukarióta sejt citoplazmájában és az összes izomrost szarkómájában van jelen. A mikrotubulusokkal és a köztes szálakkal együtt minden sejt citoszkeletont alkot aktinszálak formájában. Együtt felelős a sejtszerkezet kialakulásáért és a sejtek mozgásáért molekulák és a sejtben lévő sejtorganellák. Ugyanez vonatkozik a sejtek kohéziójára a szoros csomópontokon vagy a tapadó csomópontokon keresztül. Izomrostokban az aktin és az fehérjék miozin, troponin és a tropomiozin izomot termel összehúzódások. Az aktin a három funkcionális egységre osztható: alfa-aktin, béta-aktin és gamma-aktin. Az alfa-aktin az izomrostok szerkezeti alkotóeleme, míg a béta- és gamma-aktin elsősorban a sejtek citoplazmájában található meg. Az aktin erősen konzervált fehérje, amely az egysejtű eukarióta sejtekben az aminosav-szekvencia nagyon kicsi variációival fordul elő. Emberben az összes fehérje 10 százaléka molekulák az izomsejtekben aktinból állnak. Az összes többi sejt ennek a molekulának még 1–5% -át tartalmazza a citoplazmában.
Funkció, művelet és feladatok
Az aktin fontos funkciókat lát el a sejtekben és az izomrostokban. A sejt citoplazmájában a citoszkeleton alkotóelemeként sűrű, háromdimenziós hálózatot képez, amely összetartja a sejtszerkezeteket. A hálózat bizonyos pontjain a struktúrák egymást erősítve olyan membrándudorokat alkotnak, mint a mikrovillusok, szinapszisok vagy pszeudopódia. Adherens csomópontok és szoros csomópontok állnak rendelkezésre a sejtek érintkezéséhez. Összességében az aktin hozzájárul a sejtek és szövetek stabilitásához és alakjához. A stabilitás mellett az aktin transzportfolyamatokat is biztosít a sejten belül. Szorosan megköti a szerkezetileg fontos transzmembránt fehérjék hogy térbeli közelségben maradjanak. Miozinok (motoros) segítségével fehérjék), az aktinszálak rövid távolságokon is átveszik a transzportot. Például vezikulák szállíthatók a membránra. Nagyobb távolságokat tesznek meg a mikrotubulusok a kinezin és a dynein motorfehérjék segítségével. Ezenkívül az aktin biztosítja a sejtek mozgékonyságát is. A sejteknek sokszor képesnek kell lenniük a testen belüli vándorlásra. Ez különösen igaz immunreakciók vagy ill sebgyógyulás, valamint az általános mozgások vagy a sejtek alakjának megváltozása során. A mozdulatok két különböző folyamatra épülhetnek. Először is, a mozgást egy irányított polimerizációs reakció indíthatja el, másodszor pedig az aktin-miozin kölcsönhatás. Az aktin-miozin interakcióban az aktin rostok fibrillák kötegeként épülnek fel, amelyek vontatási kötelekként működnek a miozin segítségével. Az aktin filamentumok pseudopodia (filopodia és lamellipodia) formájában képesek kinövéseket kialakítani. A sejten belüli számos funkciója mellett az aktin természetesen felelős mind a vázizom, mind a simaizom izomösszehúzódásáért. Ezek a mozgások az aktin-miozin kölcsönhatáson is alapulnak. Ennek biztosítására számos aktinszál nagyon rendezett módon kapcsolódik más fehérjékhez.
Kialakulás, előfordulás, tulajdonságok és optimális értékek
Mint korábban említettük, az aktin minden eukarióta organizmusban és sejtben megtalálható. Ez a citoplazma belső összetevője, és biztosítja a sejtek stabilitását, a szerkezetileg rokon fehérjék rögzítését, a vezikulák rövid távolságú transzportját a sejt membránés a sejtek mozgékonyságát. Aktin nélkül a sejtek túlélése nem lehetséges. Hat különböző aktin variáns létezik, amelyek három alfa variánsra, egy béta variánsra és két gamma variánsra vannak felosztva. Az alfa-aktinok részt vesznek az izmok kialakulásában és összehúzódásában. A béta-aktinnak és a gamma-1-aktinnak nagy jelentősége van a citoplazmában található citoszkeleton szempontjából. A gamma-2-aktin viszont felelős a simaizmokért és a bélizmokért. A szintézis során először monomer globuláris aktin képződik, amelyet G-aktinnak is neveznek. Az egyes monomer fehérje molekulák viszont polimerizáció alatt szálas F-aktint képez. A polimerizációs folyamat során több gömb alakú monomer kombinálva hosszú rostos F-aktint képez. A láncok összeszerelése és szétszerelése egyaránt nagyon dinamikus. Ez azt jelenti, hogy az aktin állvány gyorsan adaptálható a jelenlegi követelményekhez. Ezenkívül a sejtek mozgását is biztosítja ez a folyamat. Ezeket a reakciókat gátolhatják úgynevezett citoszkeleton inhibitorok. Ezeket az anyagokat a polimerizációk vagy a depolimerizációk gátlására használják. Gyógyászati jelentőségük van szerek ebben az értelemben kemoterápiás kezelés.
Betegségek és rendellenességek
Mivel az aktin az összes sejt elengedhetetlen alkotóeleme, sok szerkezeti változást okoz a mutáció vezet a szervezet haláláig. Az alfa-aktinokat kódoló gének mutációi izombetegségeket okozhatnak. Ez különösen igaz az alfa-1-aktinra. Annak a ténynek köszönhető, hogy az alfa-2-aktin felelős az aorta izomért, az ACTA2 mutációja gén okozhat családi mellkasi aorta aneurysma. Az ACTA2 gén alfa-2-aktint kódol. Az ACTC mutációja gén mert a szív alfa-aktin tágul kardiomiopátia. Ezenkívül az ACTB mint a citoplazmatikus béta-aktint kódoló gén mutációja nagy sejteket és diffúz B-sejteket okozhat lymphoma. Néhány autoimmun betegségek megemelkedhet az aktin szintje antitestek. Különösen igaz ez az autoimmunra máj gyulladás. Ez krónikus májgyulladás ami ahhoz vezet máj cirrhosis hosszú távon. Itt a simaizom aktin elleni antitest található. Szempontjából megkülönböztető diagnózisazonban autoimmun májgyulladás nem olyan könnyű megkülönböztetni a krónikus vírusos hepatitistől. Ez azért van, mert antitestek az aktin ellen kisebb mértékben stimulálható krónikus vírusban is májgyulladás.
