Actin

Actin là một loại protein cấu trúc được tìm thấy trong tất cả các tế bào nhân thực. Nó tham gia vào cấu trúc của bộ xương và cơ.

Actin là gì

Actin là một phân tử protein rất cũ tiến hóa. Là một protein cấu trúc, nó được chứa trong tế bào chất của mọi tế bào nhân chuẩn và trong tế bào chất của tất cả các sợi cơ.

Cùng với các vi ống và các sợi trung gian, nó tạo thành bộ xương tế bào của mọi tế bào ở dạng sợi actin. Nó cùng chịu trách nhiệm về sự hình thành cấu trúc tế bào và sự di chuyển của các phân tử và các bào quan trong tế bào. Điều tương tự cũng áp dụng cho sự gắn kết của các ô thông qua các mối nối chặt chẽ hoặc các mối nối dính chặt. Trong sợi cơ, actin, cùng với các protein myosin, troponin và tropomyosin, tạo ra các cơn co thắt cơ.

Actin có thể được chia thành ba đơn vị chức năng alpha-actin, beta-actin và gamma-actin. Alpha-actin là thành phần cấu trúc của sợi cơ, trong khi beta và gamma-actin chủ yếu được tìm thấy trong tế bào chất của tế bào. Actin là một protein rất được bảo tồn, xuất hiện trong các tế bào nhân thực đơn bào với sự sai lệch rất nhỏ trong trình tự axit amin. Ở người, 10% tất cả các phân tử protein trong tế bào cơ bao gồm actin. Tất cả các tế bào khác vẫn chứa 1 đến 5 phần trăm phân tử này trong tế bào chất.

Chức năng, tác dụng và nhiệm vụ

Actin thực hiện các chức năng quan trọng trong tế bào và sợi cơ. Trong tế bào chất của tế bào, là một phần của bộ xương tế bào, nó tạo thành một mạng lưới ba chiều dày đặc giữ các cấu trúc tế bào lại với nhau.

Tại một số điểm nhất định trong mạng lưới, các cấu trúc tăng cường để tạo thành các phình màng như vi nhung mao, khớp thần kinh hoặc giả nang. Các nút Adherens và Seght Junctions có sẵn cho các liên hệ ô. Nhìn chung, actin góp phần vào sự ổn định và hình dạng của tế bào và mô. Ngoài tính ổn định, actin còn đảm bảo các quá trình vận chuyển bên trong tế bào. Nó liên kết với các protein xuyên màng quan trọng có liên quan đến cấu trúc để chúng ở gần nhau. Với sự trợ giúp của myosin (protein vận động), các sợi actin cũng thực hiện việc vận chuyển trong khoảng cách ngắn.

Ví dụ, các túi có thể được vận chuyển đến màng. Các đoạn dài hơn được thực hiện bởi các vi ống với sự trợ giúp của các protein vận động kinesin và dynein. Actin cũng đảm bảo tính di động của tế bào. Các tế bào phải có thể di chuyển trong cơ thể nhiều lần. Điều này đặc biệt áp dụng cho các phản ứng miễn dịch hoặc chữa lành vết thương cũng như các chuyển động nói chung hoặc thay đổi hình dạng của tế bào. Các chuyển động có thể dựa trên hai quá trình khác nhau. Một mặt, chuyển động có thể được kích hoạt bởi phản ứng trùng hợp có hướng và mặt khác, thông qua tương tác actin-myosin.

Trong tương tác actin-myosin, các sợi actin được tạo thành các bó fibril có chức năng giống như kéo dây thừng với sự trợ giúp của myosin. Các sợi actin có thể gây ra sự phát triển tế bào ở dạng giả tế bào (filopodia và lamellipodia). Ngoài các chức năng đa dạng của nó trong tế bào, actin đương nhiên chịu trách nhiệm về sự co cơ của cả cơ xương và cơ trơn. Những chuyển động này cũng dựa trên sự tương tác actin-myosin. Để đảm bảo điều này, nhiều sợi actin được liên kết với các protein khác một cách rất trật tự.

Giáo dục, sự xuất hiện, thuộc tính và giá trị tối ưu

Như đã đề cập, actin được tìm thấy trong tất cả các sinh vật và tế bào nhân thực. Nó là một phần vốn có của tế bào chất và đảm bảo sự ổn định của tế bào, nơi neo đậu của các protein liên quan đến cấu trúc, sự vận chuyển khoảng cách ngắn của các túi đến màng tế bào và khả năng vận động của tế bào. Nếu không có actin, tế bào sẽ không thể tồn tại. Có sáu biến thể actin khác nhau, được chia thành ba biến thể alpha, một biến thể beta và hai biến thể gamma.

Các alpha actins có liên quan đến sự phát triển và co cơ. Beta-actin và gamma-1-actin có tầm quan trọng lớn đối với bộ xương trong tế bào chất. Đến lượt mình, gamma-2-actin chịu trách nhiệm về cơ trơn và cơ ruột. Trong quá trình tổng hợp, actin hình cầu đơn phân, còn được gọi là G-actin, ban đầu được hình thành. Đến lượt mình, các phân tử protein đơn phân riêng lẻ lại trùng hợp để tạo thành F-actin dạng sợi.

Trong quá trình trùng hợp, một số monome hình cầu kết hợp với nhau để tạo thành F-actin dài, giống như sợi chỉ. Cả quá trình xây dựng và phá vỡ dây chuyền đều rất năng động. Bằng cách này, khung actin có thể nhanh chóng thích ứng với các yêu cầu hiện tại. Ngoài ra, quá trình này cũng đảm bảo các chuyển động của tế bào. Những phản ứng này có thể bị ức chế bởi cái gọi là chất ức chế tế bào. Với những chất này, quá trình polyme hóa hoặc khử phân giải đều bị ức chế. Chúng có tầm quan trọng y tế như các sản phẩm thuốc trong bối cảnh hóa trị.

Bệnh & Rối loạn

Vì actin là thành phần thiết yếu của tất cả các tế bào, nhiều thay đổi cấu trúc do đột biến gây ra dẫn đến cái chết của sinh vật. Các đột biến trong gen đối với alpha actins có thể gây ra rối loạn cơ. Điều này đặc biệt đúng đối với alpha-1-actin.

Do alpha-2-actin chịu trách nhiệm về cơ động mạch chủ, nên chứng phình động mạch chủ ngực gia đình có thể xảy ra nếu gen ACTA2 bị đột biến. Gen ACTA2 mã hóa cho alpha-2-actin. Một đột biến trong gen ACTC1 đối với alpha actin tim gây ra bệnh cơ tim giãn nở. Hơn nữa, đột biến của ACTB như một gen cho beta-actin tế bào chất có thể gây ra ung thư hạch bạch huyết tế bào B lớn và lan tỏa. Một số bệnh tự miễn dịch có thể có nồng độ kháng thể actin tăng cao.

Điều này đặc biệt áp dụng cho chứng viêm gan tự miễn. Đây là một quá trình mãn tính của viêm gan, dẫn đến xơ gan về lâu dài. Tại đây người ta tìm thấy kháng thể chống lại actin cơ trơn. Về mặt chẩn đoán phân biệt, viêm gan tự miễn không dễ phân biệt với viêm gan vi rút mãn tính. Bởi vì trong viêm gan virus mãn tính, các kháng thể chống lại actin cũng có thể được kích thích ở mức độ thấp hơn.