Aktinas yra struktūrinis baltymas, randamas visose eukariotų ląstelėse. Jis dalyvauja citoskeleto ir raumenų struktūroje.
Kas yra aktinas
Aktinas yra evoliuciškai labai sena baltymų molekulė. Kaip struktūrinis baltymas, jis yra kiekvienos eukariotinės ląstelės citoplazmoje ir visų raumenų skaidulų sarkore.
Kartu su mikrotubuliais ir tarpiniais siūlais, aktino gijų pavidalu jis sudaro kiekvienos ląstelės citoskeletą. Jis kartu yra atsakingas už ląstelės struktūros formavimąsi ir molekulių bei ląstelių organelių judėjimą ląstelėje. Tas pats pasakytina ir apie ląstelių sanglaudą per sandarias ar adreno jungtis. Raumenų skaidulose aktinas kartu su baltymais miozinu, troponinu ir tropomiozinu sukuria raumenų susitraukimus.
Aktiną galima suskirstyti į tris funkcinius vienetus - alfa-aktiną, beta-aktiną ir gama-aktiną. Alfa-aktinas yra struktūrinis raumenų skaidulų komponentas, o beta ir gamaktinas daugiausia randamas ląstelių citoplazmoje. Aktinas yra labai konservuotas baltymas, kuris atsiranda vienaląstelėse eukariotinėse ląstelėse su labai mažais aminorūgščių sekos nukrypimais. Žmonėse 10 procentų visų raumenų ląstelių baltymų molekulių sudaro aktinas. Visų kitų ląstelių citoplazmoje vis dar yra nuo 1 iki 5 procentų šios molekulės.
Funkcija, poveikis ir užduotys
Aktinas atlieka svarbias funkcijas ląstelėse ir raumenų skaidulose. Ląstelės citoplazmoje, kaip citoskeleto dalyje, ji sudaro tankų, trijų matmenų tinklą, laikantį ląstelės struktūras kartu.
Tam tikruose tinklo taškuose struktūros sustiprėja ir formuojasi membranos išsipūtimai, tokie kaip mikrovile, sinapsė ar pseudopodija. „Adherens“ jungtys ir „sandarūs jungtys“ yra prieinami ląstelių kontaktams. Apskritai, aktinas prisideda prie ląstelių ir audinių stabilumo ir formos. Be stabilumo, aktinas taip pat užtikrina transportavimo procesus ląstelėje. Tai suriša svarbius struktūriškai susijusius transmembraninius baltymus, kad jie liktų arti. Miozinų (motorinių baltymų) dėka aktino skaidulos taip pat transportuoja nedidelius atstumus.
Pavyzdžiui, vezikulės gali būti gabenamos į membraną. Ilgesnius ruožus mikrotubuliai perima motorinių baltymų kinezino ir dyneino pagalba. Aktinas taip pat užtikrina ląstelių mobilumą. Ląstelės turi sugebėti migruoti kūne daugybę kartų. Tai ypač pasakytina apie imunines reakcijas ar žaizdų gijimą, taip pat dėl bendrų judesių ar ląstelių formos pokyčių. Judesiai gali būti pagrįsti dviem skirtingais procesais. Viena vertus, judesį gali sukelti nukreipta polimerizacijos reakcija ir, kita vertus, aktino ir miozino sąveika.
Aktino ir miozino sąveikoje aktino pluoštai kaupiasi kaip pluoštų pluoštai, kurie veikia kaip virvės traukimas miozino pagalba. Aktino gijos gali sukelti ląstelių išnirimą pseudopodijos (filopodijos ir lamellipodijos) pavidalu. Be įvairių funkcijų ląstelėje, aktinas, be abejo, yra atsakingas ir už griaučių, ir lygiųjų raumenų raumenų susitraukimus. Šie judesiai taip pat pagrįsti aktino ir miozino sąveika. Norėdami tai užtikrinti, daugelis aktino gijų yra labai tvarkingai sujungti su kitais baltymais.
Išsilavinimas, atsiradimas, savybės ir optimalios vertės
Kaip jau minėta, aktinas randamas visuose eukariotų organizmuose ir ląstelėse. Tai yra neatskiriama citoplazmos dalis ir užtikrina ląstelių stabilumą, struktūriškai susijusių baltymų įtvirtinimą, trumpalaikį pūslelių transportavimą į ląstelės membraną ir ląstelės judrumą. Be aktino ląstelė negalėtų išgyventi. Yra šeši skirtingi aktino variantai, kurie yra suskirstyti į tris alfa variantus, vieną beta variantą ir du gama variantus.
Alfa aktinai dalyvauja kuriant ir sutraukiant raumenis. Beta-aktinas ir gama-1-aktinas turi didelę reikšmę citoplazmoje esančiam citoskeletui. Gama-2-aktinas, savo ruožtu, yra atsakingas už lygiuosius ir žarnyno raumenis. Sintezės metu iš pradžių susidaro monomerinis rutulinis aktinas, dar žinomas kaip G-aktinas. Atskiros monomerinės baltymo molekulės savo ruožtu polimerizuojasi, sudarydamos gijinį F-aktiną.
Polimerizacijos proceso metu keli sferiniai monomerai susijungia ir sudaro ilgą, į siūlą panašų F-aktiną. Grandinių konstrukcija ir nutrūkimas yra labai dinamiški. Tokiu būdu aktino struktūrą galima greitai pritaikyti prie dabartinių reikalavimų. Be to, šis procesas taip pat užtikrina ląstelių judėjimą. Šias reakcijas gali slopinti vadinamieji citoskeleto inhibitoriai. Šiomis medžiagomis slopinama polimerizacija arba depolimerizacija. Jie yra mediciniškai svarbūs kaip vaistai chemoterapijos srityje.
Ligos ir sutrikimai
Kadangi aktinas yra svarbus visų ląstelių komponentas, dėl daugelio mutacijų sukeltų struktūrinių pokyčių organizmas žūsta. Alfa aktinų genų mutacijos gali sukelti raumenų sutrikimus. Tai ypač pasakytina apie alfa-1-aktiną.
Dėl to, kad alfa-2-aktinas yra atsakingas už aortos raumenis, gali įvykti šeiminė krūtinės ląstos aortos aneurizma, jei mutavus ACTA2 geną. ACTA2 genas koduoja alfa-2-aktiną. Širdies alfa aktino mutacija ACTC1 gene sukelia išsiplėtusią kardiomiopatiją. Be to, ACTB, kaip citoplazminio beta-aktino geno mutacija, gali sukelti didelių ląstelių ir difuzinę B ląstelių limfomą. Kai kurios autoimuninės ligos gali turėti padidėjusį aktino antikūnų kiekį.
Tai visų pirma taikoma autoimuniniam kepenų uždegimui. Tai lėtinė hepatito eiga, ilgainiui sukelianti kepenų cirozę. Čia randamas antikūnas prieš lygiųjų raumenų aktiną. Kalbant apie diferencinę diagnozę, autoimuninį hepatitą nėra taip lengva atskirti nuo lėtinio virusinio hepatito. Kadangi sergant lėtiniu virusiniu hepatitu, antikūnai prieš aktiną taip pat gali būti stimuliuojami mažesniu mastu.
