אקטין

אקטין הוא חלבון מבני שנמצא בכל התאים האוקריוטים. הוא משתתף במבנה הציטוס-שלד והשרירים.

מה זה אקטין

אקטין הוא מולקולת חלבון ותיקה מאוד. כחלבון מבני, הוא כלול בציטופלסמה של כל תא אוקריוטי ובסרקומר של כל סיבי השריר.

יחד עם צינורות המיקרו וחוטי ביניים הוא יוצר את השלד הציטוס של כל תא בצורה של חוטי אקטין. זה אחראי במשותף להיווצרות מבנה התא ולתנועה של מולקולות ואברוני תאים בתוך התא. כך גם לגבי לכידות התאים דרך צמתים הדוקים או צמתים דבקים. בסיבי השריר, אקטין, יחד עם החלבונים מיוזין, טרופונין וטרופומיוזין, יוצרים את התכווצויות השרירים.

ניתן לחלק את האקטין לשלוש היחידות התפקודיות אלפא-אקטין, בטא-אקטין וגמא-אקטין. אלפא-אקטין הוא המרכיב המבני של סיבי השריר, ואילו בטא וגמא-אקטין נמצאים בעיקר בציטופלזמה של התאים. אקטין הוא חלבון שמור מאוד, המופיע בתאים אוקראוטיים חד-תאיים עם סטיות קטנות מאוד ברצף חומצות האמינו. אצל בני אדם, 10 אחוז מכל מולקולות החלבון בתאי השריר מורכבים מאקטין. כל שאר התאים עדיין מכילים 1 עד 5 אחוז מהמולקולה הזו בציטופלזמה.

פונקציה, אפקט ומשימות

אקטין ממלא תפקידים חשובים בתאים ובסיבי השריר. בציטופלסמה של התא, כחלק משלד הציטוס, הוא יוצר רשת צפופה, תלת מימדית, המחזיקה את המבנים התאיים זה בזה.

בנקודות מסוימות ברשת, המבנים מתחזקים ויוצרים בליטות קרום כמו מיקרו-ווילי, סינפסות או פסאודופודיה. צומת Adherens וצמתים הדוקים זמינים עבור אנשי הקשר עם התא. בסך הכל, אקטין תורם ליציבותם ולצורתם של תאים ורקמות. בנוסף ליציבות, האקטין מבטיח גם את תהליכי ההובלה בתוך התא. זה קושר חלבונים טרנסמברנריים חשובים למבנה כך שיישארו בסמיכות. בעזרת מיוזינים (חלבונים מוטוריים) סיבי האקטין מבצעים גם הובלה לאורך מרחקים קצרים.

לדוגמה, ניתן להעביר את שלפוחית ​​הקרום. מתיחות ארוכות יותר משתלטות על ידי המיקרו-צינורות בעזרת החלבונים המוטוריים קינזין ודינין. אקטין גם מבטיח ניידות תאים. תאים חייבים להיות מסוגלים לנדוד בתוך הגוף בהזדמנויות רבות. זה תקף במיוחד לתגובות חיסוניות או ריפוי פצעים כמו גם לתנועות כלליות או שינויים בצורת התאים. התנועות יכולות להיות מבוססות על שני תהליכים שונים. מצד אחד, התנועה יכולה להיות מופעלת על ידי תגובת פילמור מכוונת ומצד שני באמצעות אינטראקציה אקטין-מיוזין.

באינטראקציה אקטין-מיוזין, סיבי האקטין בנויים כצרורות פיבריל המתפקדים כמו משיכת חבלים בעזרת מיוזין. חוטי אקטין יכולים לגרום לצמיחת תאים בצורה של פסאודופודיה (פילופודיה ולמליפודיה). בנוסף לתפקידיו המגוונים בתא, אקטין אחראי כמובן על התכווצות השרירים הן של שרירי השלד והן של השרירים החלקים. תנועות אלה מבוססות גם על אינטראקציה אקטין-מיוזין. כדי להבטיח זאת, חוטי אקטין רבים קשורים לחלבונים אחרים בצורה מאוד מסודרת.

חינוך, התרחשות, תכונות וערכים מיטביים

כאמור, אקטין נמצא בכל האורגניזמים והתאים האוקריוטים. זהו חלק מובנה מהציטופלזמה ומבטיח את היציבות של התאים, עיגון של חלבונים הקשורים למבנה, הובלת המרחב הקצר של קרום התא לקרום התא ותנועתיות התאים. ללא אקטין, התא לא היה מסוגל לשרוד. יש שש גרסאות אקטין שונות, המחולקות לשלוש גרסאות אלפא, גרסת בטא אחת ושתי גרסאות גמא.

האלפא אקטינים מעורבים בהתפתחות והתכווצות השרירים. Beta-actin ו- gamma-1-actin הם בעלי חשיבות רבה עבור הציטוס שלד בציטופלזמה. גמא -2 אקטין, בתורו, אחראי לשרירים החלקים ולשרירי המעיים. במהלך הסינתזה נוצר בתחילה אקטין כדורי מונומרי, המכונה גם G-actin. מולקולות החלבון המונומריות האינדיבידואליות, בתורן, מפילסמות ליצירת F- אקטין נימה.

במהלך הפילמור, מונומרים כמה כדורים משתלבים יחד ליצירת F- אקטין F ארוך. גם הבנייה וגם פירוק השרשראות דינאמיים מאוד. בדרך זו ניתן להתאים במהירות את מסגרת האקטין לדרישות העכשוויות. בנוסף, תהליך זה מבטיח גם תנועות תאים. ניתן לעכב את התגובות הללו על ידי מה שמכונה מעכבי ציטוס-שלד. עם חומרים אלה, מעכבים פולימריזציות או דפילולימרציות. יש להם חשיבות רפואית כמוצרי רפואה בהקשר של כימותרפיה.

מחלות והפרעות

מכיוון שהאקטין הוא מרכיב חיוני בכל התאים, שינויים מבניים רבים הנגרמים על ידי מוטציות מובילים למוות של האורגניזם. מוטציות בגנים לאלפאין יכולים לגרום להפרעות שרירים. זה נכון במיוחד לגבי אלפא 1 אקטין.

בשל העובדה שאלפא-2-אקטין אחראי לשרירי אבי העורקים, מפרצת אבי העורקים החזה האשתי יכולה להתרחש אם מוטע הגן ACTA2. הגן ACTA2 קודי לאלפא -2 אקטין. מוטציה בגן ACTC1 בגין אלפא אקטין לבבי גורמת לקרדיומיופתיה מורחבת. יתרה מזו, מוטציה של ACTB כגן לטיפול בציטופלזמה בטא-אקטין יכולה לגרום לתאי B גדולים של תאי B ומפוזרים. בכמה מחלות אוטואימוניות יכולות להיות רמות גבוהות של נוגדני אקטין.

זה תקף במיוחד לדלקת כבד אוטואימונית. זהו מסלול כרוני של דלקת כבד, אשר מוביל לשחמת כבד בטווח הארוך. כאן נמצא נוגדן כנגד אקטין של שריר חלק. מבחינת אבחנה דיפרנציאלית, הפטיטיס האוטואימונית לא כל כך קל להבדיל מדלקת כבד נגיפית כרונית. מכיוון שבדלקת כבד נגיפית כרונית, ניתן לעורר גם נוגדנים כנגד אקטין במידה פחותה.