Aktin

Aktin adalah protein struktur yang terdapat di semua sel eukariotik. Ia mengambil bahagian dalam struktur sitoskeleton dan otot.

Apa itu aktin

Actin adalah molekul protein yang sangat lama berkembang. Sebagai protein struktur, ia terkandung dalam sitoplasma setiap sel eukariotik dan di sarkoma semua serat otot.

Bersama dengan mikrotubulus dan filamen perantaraan, ia membentuk sitoskeleton setiap sel dalam bentuk filamen aktin. Ia bertanggungjawab bersama untuk pembentukan struktur sel dan pergerakan molekul dan organel sel di dalam sel. Perkara yang sama berlaku untuk kohesi sel melalui persimpangan yang ketat atau persimpangan yang melekat. Dalam serat otot, aktin, bersama dengan protein myosin, troponin dan tropomyosin, menimbulkan pengecutan otot.

Actin boleh dibahagikan kepada tiga unit berfungsi alpha-actin, beta-actin dan gamma-actin. Alpha-actin adalah komponen struktur serat otot, sementara beta dan gamma-actin terutamanya terdapat di sitoplasma sel. Actin adalah protein yang sangat terpelihara, yang berlaku pada sel eukariotik uniselular dengan penyimpangan yang sangat kecil dalam urutan asid amino. Pada manusia, 10 peratus daripada semua molekul protein dalam sel otot terdiri daripada aktin. Semua sel lain masih mengandungi 1 hingga 5 peratus molekul ini dalam sitoplasma.

Fungsi, kesan & tugas

Actin memenuhi fungsi penting dalam sel dan serat otot. Dalam sitoplasma sel, sebagai sebahagian daripada sitoskeleton, ia membentuk rangkaian tiga dimensi yang padat yang menyatukan struktur selular.

Pada titik-titik tertentu dalam rangkaian, strukturnya menguat untuk membentuk tonjolan membran seperti mikrovili, sinapsis atau pseudopodia. Persimpangan Adherens dan Persimpangan Ketat tersedia untuk kenalan sel. Secara keseluruhan, aktin menyumbang kepada kestabilan dan bentuk sel dan tisu. Selain kestabilan, aktin juga memastikan proses pengangkutan di dalam sel. Ia mengikat protein transmembran yang berkaitan secara struktural supaya ia berada dalam jarak yang dekat. Dengan bantuan myosin (protein motor), serat aktin juga melakukan pengangkutan dalam jarak dekat.

Contohnya, vesikel boleh dibawa ke membran. Peregangan yang lebih lama diambil alih oleh mikrotubulus dengan bantuan protein motor kinesin dan dynein. Actin juga memastikan pergerakan sel. Sel mesti dapat berpindah ke dalam badan dalam banyak kesempatan. Ini berlaku khususnya untuk reaksi imun atau penyembuhan luka serta pergerakan umum atau perubahan bentuk sel. Pergerakan boleh berdasarkan dua proses yang berbeza. Di satu pihak, pergerakan itu dapat dipicu oleh reaksi polimerisasi yang diarahkan dan, di sisi lain, melalui interaksi aktin-myosin.

Dalam interaksi aktin-myosin, gentian aktin dibina sebagai ikatan fibril yang berfungsi seperti menarik tali dengan bantuan myosin. Filamen aktin boleh menyebabkan pertumbuhan sel dalam bentuk pseudopodia (filopodia dan lamellipodia). Selain fungsinya yang pelbagai di dalam sel, aktin tentu saja bertanggungjawab untuk pengecutan otot kedua-dua otot rangka dan otot licin. Pergerakan ini juga berdasarkan interaksi aktin-myosin. Untuk memastikan ini, banyak filamen aktin dihubungkan dengan protein lain dengan cara yang sangat teratur.

Pendidikan, kejadian, sifat & nilai optimum

Seperti yang telah disebutkan, aktin terdapat dalam semua organisma dan sel eukariotik. Ia adalah bahagian sitoplasma yang melekat dan memastikan kestabilan sel, penahan protein yang berkaitan secara struktur, pengangkutan vesikel jarak pendek ke membran sel dan pergerakan sel. Tanpa aktin, sel tidak akan dapat bertahan. Terdapat enam varian aktin yang berbeza, yang terbahagi kepada tiga varian alpha, satu varian beta dan dua varian gamma.

Alpha actins terlibat dalam pengembangan dan pengecutan otot. Beta-actin dan gamma-1-actin sangat penting bagi sitoskeleton dalam sitoplasma. Gamma-2-actin pula bertanggungjawab untuk otot licin dan otot usus. Semasa sintesis, aktin globular monomer, yang juga dikenali sebagai G-actin, pada awalnya terbentuk. Molekul protein monomer individu, pada gilirannya, berpolimerisasi untuk membentuk F-actin filamen.

Semasa proses pempolimeran, beberapa monomer sfera bergabung untuk membentuk F-aktin seperti benang yang panjang. Kedua-dua pembinaan dan pemecahan rantai sangat dinamik. Dengan cara ini, kerangka aktin dapat dengan cepat disesuaikan dengan keperluan semasa. Selain itu, proses ini juga memastikan pergerakan sel. Reaksi ini dapat dihambat oleh apa yang disebut sebagai perencat sitoskeletal. Dengan bahan-bahan ini, polimerisasi atau depolimerisasi dihambat. Mereka adalah kepentingan perubatan sebagai produk perubatan dalam konteks kemoterapi.

Penyakit & Gangguan

Oleh kerana aktin adalah komponen penting dari semua sel, banyak perubahan struktur yang disebabkan oleh mutasi menyebabkan kematian organisma. Mutasi dalam gen untuk aktin alpha boleh menyebabkan gangguan otot. Ini benar terutamanya untuk alpha-1-actin.

Oleh kerana fakta bahawa alpha-2-actin bertanggungjawab untuk otot aorta, aneurisma aorta toraks familial boleh berlaku jika gen ACTA2 bermutasi. Gen ACTA2 memberi kod untuk alpha-2-actin. Mutasi pada gen ACTC1 untuk aktin alpha jantung menyebabkan kardiomiopati melebar. Selanjutnya, mutasi ACTB sebagai gen untuk beta-actin sitoplasma boleh menyebabkan limfoma sel-B besar dan menyebar. Beberapa penyakit autoimun boleh meningkatkan tahap antibodi aktin.

Ini berlaku terutamanya untuk keradangan hati autoimun. Ia adalah hepatitis kronik, yang membawa kepada sirosis hati dalam jangka masa panjang. Di sini terdapat antibodi terhadap aktin otot licin. Dari segi diagnosis pembezaan, hepatitis autoimun tidak begitu mudah dibezakan dengan hepatitis virus kronik. Kerana pada hepatitis virus kronik, antibodi terhadap aktin juga dapat dirangsang ke tahap yang lebih rendah.