aktin je strukturni protein koji se nalazi u svim eukariotskim stanicama. Sudjeluje u strukturi citoskeleta i mišića.
Što je aktin
Aktin je evolucijski vrlo stara molekula proteina. Kao strukturni protein, sadrži se u citoplazmi svake eukariotske stanice i u sarkomerama svih mišićnih vlakana.
Zajedno s mikrotubulima i intermedijarnim nitima formira citoskelet svake stanice u obliku aktinskih filamenata. Zajednički je odgovoran za formiranje stanične strukture i kretanje molekula i organskih stanica u stanici. Isto se odnosi i na koheziju stanica preko uskih spojeva ili adhezija. U mišićnim vlaknima aktin zajedno s proteinima miozinom, troponinom i tropomiozinom stvara kontrakcije mišića.
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 nalaze uglavnom u citoplazmi stanica. Aktin je vrlo konzerviran protein koji se javlja u jednoćelijskim eukariotskim stanicama s vrlo malim odstupanjima u nizu aminokiselina. U ljudi se 10 posto svih proteinskih molekula u mišićnim stanicama sastoji od aktina. Sve ostale stanice još uvijek sadrže 1 do 5 posto ove molekule u citoplazmi.
Funkcija, efekt i zadaće
Aktin ispunjava važne funkcije u stanicama i mišićnim vlaknima. U citoplazmi stanice, kao dio citoskeleta, stvara gustu, trodimenzionalnu mrežu koja drži stanične strukture zajedno.
Na određenim mjestima u mreži strukture se ojačavaju i tvore membranske ispupče poput mikrovila, sinapsi ili pseudopodije. Adhens Junction i Tight Junctions dostupni su za kontakte u ćeliji. Sveukupno, aktin doprinosi stabilnosti i obliku stanica i tkiva. Pored stabilnosti, aktin osigurava i transportne procese u stanici. Veže važne strukturno povezane transmembranske proteine tako da ostanu u neposrednoj blizini. Uz pomoć miozina (motornih proteina), aktinska vlakna također obavljaju prijevoz na kratkim udaljenostima.
Na primjer, vezikule se mogu transportirati do membrane. Mikrotubule preuzimaju dulje strije uz pomoć motoričkih proteina kinezina i dinineina. Aktin također osigurava mobilnost stanica. Stanice moraju biti u mogućnosti da se migriraju unutar tijela u više navrata. To se posebno odnosi na imunološke reakcije ili zacjeljivanje rana, kao i na opće pokrete ili promjene u obliku stanica. Pokreti se mogu temeljiti na dva različita procesa. S jedne strane, pokret se može pokrenuti reakcijom reakcije polimerizacije, a s druge strane, interakcijom aktin-miozin.
U interakciji aktin-miozin, vlakna aktina grade se kao vlaknasti snopovi koji djeluju poput povlačenja užadi uz pomoć miozina. Aktinski filamenti mogu uzrokovati rast stanica u obliku pseudopodije (filopodija i lamelipodija). Pored raznolikih funkcija unutar stanice, aktin je naravno odgovoran za mišićnu kontrakciju i skeletnih mišića i glatkih mišića. Ti se pokreti također temelje na interakciji aktin-miozin. Da bi se to osiguralo, mnogi aktinski filamenti su na vrlo uredan način povezani s drugim proteinima.
Obrazovanje, pojava, svojstva i optimalne vrijednosti
Kao što je već spomenuto, aktin se nalazi u svim eukariotskim organizmima i stanicama. To je inherentni dio citoplazme i osigurava stabilnost stanica, sidrenje strukturno povezanih proteina, transport vezikula na kratke udaljenosti i staničnu pokretljivost. Bez aktina stanica ne bi mogla opstati. Postoji šest različitih aktinskih varijanti koje su podijeljene u tri alfa varijante, jednu beta varijantu i dvije gama varijante.
Alfa aktini su uključeni u razvoj i kontrakciju mišića. Beta-aktin i gama-1-aktin od velikog su značaja za citoskelet u citoplazmi. Gama-2-aktin je zauzvrat odgovoran za glatke mišiće i crijevne mišiće. Tijekom sinteze u početku se formira monomerni globularni aktin, koji je također poznat kao G-aktin. Pojedinačne monomerne molekule proteina zauzvrat se polimeriziraju kako bi tvorile filamentni F-aktin.
Tijekom procesa polimerizacije, nekoliko sfernih monomera kombinira se u oblik dugog navojastog F-aktina. I konstrukcija i kvar lanca vrlo su dinamični. Na taj se način aktinski okvir može brzo prilagoditi trenutnim zahtjevima. Pored toga, ovaj proces osigurava i kretanje stanica. Ove se reakcije mogu inhibirati takozvanim inhibitorima citoskeleta. Sa tim tvarima inhibira se ili polimerizacija ili depolimerizacija. Oni su od medicinskog značaja kao lijekovi u kontekstu kemoterapije.
Bolesti i poremećaji
Budući da je aktin bitna komponenta svih stanica, mnoge strukturne promjene uzrokovane mutacijama dovode do smrti organizma. Mutacije u genima za alfa aktina mogu uzrokovati poremećaj mišića. To se posebno odnosi na alfa-1-aktin.
Zbog činjenice da je alfa-2-aktin odgovoran za mišiće aorte, može se pojaviti obiteljska aneurizma torakalne aorte ako je mutacija gena ACTA2. ACTA2 gen kodira za alfa-2-aktin. Mutacija gena ACTC1 za srčani alfa aktin uzrokuje dilatiranu kardiomiopatiju. Nadalje, mutacija ACTB-a kao gena za citoplazmatski beta-aktin može uzrokovati velikocelični i difuzni B-stanični limfom. Neke autoimune bolesti mogu imati povišenu razinu protutijela na aktin.
To se posebno odnosi na autoimunu upalu jetre. To je kronični tijek hepatitisa, koji dugoročno dovodi do ciroze jetre. Ovdje je pronađeno antitijelo protiv aktina glatkih mišića. U pogledu diferencijalne dijagnoze, autoimuni hepatitis nije tako lako razlikovati od kroničnog virusnog hepatitisa. Jer kod kroničnog virusnog hepatitisa, antitijela protiv aktina mogu se potaknuti i u manjoj mjeri.
