aktin

aktin egy strukturális protein, amely megtalálható az összes eukarióta sejtben. Részt vesz a citoszkeleton és az izmok szerkezetében.

Mi az aktin?

Az aktin evolúciós szempontból nagyon régi protein molekula. Strukturális fehérjeként minden eukarióta sejt citoplazmájában és az összes izomrostszaromában található.

A mikrotubulumokkal és a közbenső filamentumokkal együtt aktin filamentek formájában képezi minden sejt citoszkeletonját. Közösen felelős a sejt szerkezetének kialakításáért, valamint a molekulák és a sejt organellái sejten belüli mozgásáért. Ugyanez vonatkozik a sejtek kohéziójára is szoros kereszteződések vagy ragasztók csatlakozásain keresztül. Az izomrostokban az aktin, a miozin, troponin és tropomyosin proteinekkel együtt az izmok összehúzódásait hozza létre.

Az aktint három funkcionális egységre lehet osztani: alfa-aktin, béta-aktin és gamma-aktin. Az alfa-aktin az izomrostok szerkezeti eleme, míg a béta- és gamma-aktin elsősorban a sejtek citoplazmájában található meg. Az aktin egy nagyon konzervált protein, amely egysejtű eukarióta sejtekben fordul elő, nagyon alacsony eltérésekkel az aminosav-szekvenciában. Az emberekben az izomsejtekben levő összes proteinmolekula 10% -a aktint tartalmaz. Az összes többi sejt ennek a molekulanak 1-5% -át tartalmazza még a citoplazmában.

Funkció, hatás és feladatok

Az aktin fontos funkciókat lát el a sejtekben és az izomrostokban. A sejt citoplazmájában a citoszkeleton részeként sűrű, háromdimenziós hálózatot képez, amely a sejtszerkezeteket tartja össze.

A hálózat bizonyos pontjain a struktúrák megerősödnek, és olyan membránnyomokká válnak, mint például a mikrovillák, a szinapszisok vagy az ál állatok. Az Adherens csatlakozások és a szoros csatlakozások elérhetők a cella érintkezői számára. Összességében az aktin hozzájárul a sejtek és szövetek stabilitásához és alakjához. A stabilitás mellett az aktin biztosítja a sejten belüli szállítási folyamatokat is. Megköti a fontos szerkezetileg rokon transzmembrán fehérjéket oly módon, hogy közvetlen közelében maradjanak. A miozinok (motoros fehérjék) segítségével az aktinrostok rövid távolságra is szállítanak szállítást.

Például a vezikulák átvihetők a membránba. A hosszabb szakaszokat a mikrotubulusok veszik át a kinezin és a dynein motoros fehérjék segítségével. Az aktin a sejtek mobilitását is biztosítja. A sejteknek sok esetben képesnek kell lenniük a testben migrációra. Ez különösen vonatkozik az immunreakciókra vagy a sebgyógyulásra, valamint az általános mozgásokra vagy a sejtek alakjának megváltozására. A mozgások két különböző folyamaton alapulhatnak. Egyrészt a mozgást egy irányított polimerizációs reakció válthatja ki, másrészt az aktin-miozin kölcsönhatás révén.

Az aktin-miozin kölcsönhatás során az aktinrostok fibrill kötegekként épülnek fel, amelyek úgy működnek, mint a kötelek húzása a miozin segítségével. Az aktin szálak pseudopodia (filopodia és lamellipodia) formájában sejtek kinövését okozhatják. A sejten belüli különféle funkciói mellett az aktin természetesen felelős mind a vázizmok, mind a simaizmok izom-összehúzódásáért. Ezek a mozgások az aktin-miozin kölcsönhatáson alapulnak. Ennek biztosítása érdekében sok aktin szálak nagyon rendezett módon kapcsolódnak más fehérjékhez.

Oktatás, előfordulás, tulajdonságok és optimális értékek

Mint már említettük, az aktint minden eukarióta szervezetben és sejtben megtalálják. Ez a citoplazma szerves része, és biztosítja a sejtek stabilitását, a szerkezettel rokon fehérjék rögzítését, a vezikulák rövid távú szállítását a sejtmembránhoz és a sejtmobilitást. Aktin nélkül a sejt nem lenne képes túlélni. Hat különböző aktinvariáns létezik, amelyeket három alfavariánsra, egy bétavariánsra és két gammavariánsra osztunk.

Az alfa-aktinok részt vesznek az izmok fejlődésében és összehúzódásában. A béta-aktin és a gamma-1-aktin nagy jelentőséggel bír a citoplazma citoszkeletonjában. A gamma-2-aktin viszont felelős a simaizmokért és a bélizmokért. A szintézis során kezdetben képződnek a monomer globális aktin, amelyet G-aktinnek is neveznek. Az egyes monomer fehérjemolekulák viszont polimerizálnak, így filamentáris F-aktint képeznek.

A polimerizációs folyamat során számos gömb alakú monomer kombinálódik, hogy hosszú, szálszerű F-aktint képezzen. A láncok felépítése és lebontása egyaránt nagyon dinamikus. Ily módon az aktin-keret gyorsan adaptálható a jelenlegi követelményekhez. Ezenkívül ez a folyamat biztosítja a sejtek mozgását is. Ezeket a reakciókat az úgynevezett citoszkeletális inhibitorok gátolhatják. Ezekkel az anyagokkal a polimerizáció vagy a depolimerizáció gátolódik. Orvosi jelentőségűek gyógyszerként a kemoterápiában.

Betegségek és rendellenességek

Mivel az aktin minden sejt nélkülözhetetlen alkotóeleme, a mutációk sok szerkezeti változás a szervezet halálához vezet. Az alfa-aktinek génmutációi izomzavarokat okozhatnak. Ez különösen igaz az alfa-1-aktinra.

Annak a ténynek köszönhetően, hogy az alfa-2-aktin felelős az aorta izmakért, akkor előfordulhat egy családi mellkasi aorta aneurizma, ha az ACTA2 gén mutációt mutat. Az ACTA2 gén az alfa-2-aktint kódolja. A szív alfa-aktin mutációja az ACTC1 génben kitágult kardiomiopátiát okoz. Ezenkívül az ACTB mutációja, mint a citoplazmatikus béta-aktin génje, nagysejtű és diffúz B-sejt limfómát okozhat. Egyes autoimmun betegségekben magasabb az aktin ellenanyagok szintje.

Ez különösen vonatkozik az autoimmun májgyulladásra. Ez egy hepatitis krónikus folyamata, amely hosszú távon májcirrózishoz vezet. Itt található a simaizom aktin elleni antitest. A differenciáldiagnózis szempontjából az autoimmun hepatitist nem könnyű megkülönböztetni a krónikus vírusos hepatitistől. Mivel krónikus vírusos hepatitiszben az aktin elleni antitestek kisebb mértékben stimulálhatók is.