Aktin je strukturni protein koji se nalazi u svim eukariotskim stanicama. Sudjeluje u sastavljanju citoskeleta i mišića.
Što je aktin?
Aktin je proteinska molekula s vrlo starom poviješću razvoja. Kao strukturni protein, prisutan je u citoplazmi svake eukariotske stanice i u sarkomeru svih mišićnih vlakana. Zajedno s mikrotubulama i srednjim nitima tvori citoskelet svake stanice u obliku aktinskih filamenata. Zajednički je odgovoran za stvaranje stanične strukture i kretanje molekule i stanične organele unutar stanice. Isto se odnosi i na koheziju stanica putem uskih spojeva ili adherantnih spojeva. U mišićnim vlaknima, aktin, zajedno s proteini miozin, troponina i tropomiozin, stvara mišiće trudovi. Aktin se može podijeliti u tri funkcionalne jedinice alfa-aktin, beta-aktin i gama-aktin. Alfa-aktin je strukturna komponenta mišićnih vlakana, dok se beta i gama-aktin uglavnom nalaze u citoplazmi stanica. Aktin je visoko konzervirani protein koji se javlja s vrlo malim varijacijama u aminokiselinskom slijedu u jednostaničnim eukariotskim stanicama. U ljudi 10 posto svih bjelančevina molekule u mišićnim stanicama sastoje se od aktina. Sve ostale stanice još uvijek sadrže 1 do 5 posto ove molekule u citoplazmi.
Funkcija, radnja i zadaci
Aktin obavlja važne funkcije u stanicama i mišićnim vlaknima. U citoplazmi stanice, kao komponenta citoskeleta, tvori gustu trodimenzionalnu mrežu koja drži stanične strukture na okupu. U određenim točkama mreže, strukture se međusobno ojačavaju kako bi stvorile ispupčenja membrane kao što su mikrovili, sinapse ili pseudopodije. Adrens spojevi i uski spojevi dostupni su za kontakt stanica. Sveukupno, aktin na taj način doprinosi stabilnosti i obliku stanica i tkiva. Osim stabilnosti, aktin osigurava i transportne procese unutar stanice. Čvrsto veže važnu strukturno povezanu transmembranu proteini tako da ostaju u prostornoj blizini. Uz pomoć miozina (motor proteini), aktinska vlakna također preuzimaju transport na kratkim udaljenostima. Na primjer, vezikule se mogu transportirati do membrane. Veće udaljenosti prelaze mikrotubule uz pomoć motornih proteina kinesin i dynein. Nadalje, aktin također osigurava pokretljivost stanica. Stanice moraju često moći migrirati unutar tijela. To se posebno odnosi na imunološke reakcije ili zarastanje rana, kao i tijekom općih pokreta ili promjena oblika stanica. Pokreti se mogu temeljiti na dva različita procesa. Prvo, kretanje može biti potaknuto usmjerenom reakcijom polimerizacije, a drugo interakcijom aktin-miozin. U interakciji aktin-miozin, aktinska vlakna strukturirana su kao snopovi fibrila koji funkcioniraju poput vučnih užadi uz pomoć miozina. Aktinski filamenti mogu stvarati stanične izrasline u obliku pseudopodija (filopodija i lamelipodija). Uz brojne funkcije unutar stanice, aktin je naravno odgovoran za kontrakciju mišića i koštanog mišića i glatkih mišića. Ti se pokreti također temelje na interakciji aktin-miozin. Da bi se to osiguralo, mnogi aktinski filamenti vrlo su uredno povezani s drugim proteinima.
Formiranje, pojava, svojstva i optimalne vrijednosti
Kao što je ranije spomenuto, aktin se nalazi u svim eukariotskim organizmima i stanicama. Unutarnja je komponenta citoplazme i osigurava staničnu stabilnost, sidrište strukturno povezanih proteina, transport vezikula na kratke udaljenosti do stanična membrana, i pokretljivost stanica. Bez aktina opstanak stanica ne bi bio moguć. Postoji šest različitih inačica aktina, koje su podijeljene u tri alfa varijante, jednu beta varijantu i dvije gama varijante. Alfa aktini sudjeluju u stvaranju i kontrakciji mišića. Beta-aktin i gama-1-aktin imaju veliku važnost za citoskelet u citoplazmi. Gama-2-aktin je pak odgovoran za glatke mišiće i crijevne mišiće. Tijekom sinteze prvo nastaje monomerni globularni aktin, koji je poznat i kao G-aktin. Pojedinačni monomerni protein molekule zauzvrat se okupljaju pod polimerizacijom da tvore nitasti F-aktin. Tijekom procesa polimerizacije nekoliko globularnih monomera kombinira se da bi stvorio dugi nitasti F-aktin. I sklop i demontaža lanaca vrlo su dinamični. To znači da se aktinska skela može brzo prilagoditi trenutnim zahtjevima. Osim toga, ovim procesom osiguravaju se i pokreti stanica. Te reakcije mogu inhibirati takozvani inhibitori citoskeleta. Te se tvari koriste za inhibiciju polimerizacije ili depolimerizacije. Imaju ljekovito značenje kao droge u kontekstu kemoterapija.
Bolesti i poremećaji
Budući da je aktin bitna komponenta svih stanica, mnoge strukturne promjene uzrokovane mutacijom dovesti do smrti organizma. Mutacije gena koji kodiraju alfa-aktine mogu uzrokovati bolesti mišića. To se posebno odnosi na alfa-1-aktin. Zbog činjenice da je alfa-2-aktin odgovoran za aortni mišić, mutacija u ACTA2 gen mogu uzrokovati obiteljske torakalne aneurizma aorte. ACTA2 gen kodira alfa-2-aktin. Mutacija ACTC1 gen jer srčani alfa-aktin uzrokuje proširenje kardiomiopatija. Nadalje, mutacija ACTB kao gena koji kodira citoplazmatski beta-aktin može uzrokovati velike i difuzne B-stanice limfoma. Neki autoimune bolesti mogu imati povišenu razinu aktina antitijela. To posebno vrijedi za autoimune jetra upala. Ovo je kronično hepatitis što dovodi do jetra dugoročno ciroza. Ovdje je pronađeno antitijelo protiv aktina glatkih mišića. U smislu diferencijalna dijagnoza, međutim, autoimuna hepatitis nije tako lako razlikovati od kroničnog virusnog hepatitisa. Ovo je zbog antitijela protiv aktina također se može stimulirati u manjoj mjeri kod kroničnih virusnih hepatitis.
