Actin là một loại protein cấu trúc được tìm thấy trong tất cả các tế bào nhân thực. Nó tham gia vào quá trình lắp ráp tế bào xương và cơ.
Actin là gì?
Actin là một phân tử protein có lịch sử phát triển rất lâu đời. Là một protein cấu trúc, nó có trong tế bào chất của mọi tế bào nhân thực và trong tế bào chất của tất cả các sợi cơ. Cùng với các vi ống và các sợi trung gian, nó tạo thành bộ xương tế bào của mọi tế bào dưới dạng các sợi actin. Nó cùng chịu trách nhiệm về sự hình thành cấu trúc tế bào và sự di chuyển của phân tử và các bào quan bên trong tế bào. Điều tương tự cũng áp dụng cho sự gắn kết của các tế bào thông qua các mối nối chặt chẽ hoặc các mối nối kết dính. Trong sợi cơ, actin, cùng với protein myosin, troponin và tropomyosin, tạo ra cơ bắp các cơn co thắt. Actin có thể được chia thành ba đơn vị chức năng alpha-actin, beta-actin và gamma-actin. Alpha-actin là thành phần cấu trúc của sợi cơ, trong khi beta- và gamma-actin chủ yếu được tìm thấy trong tế bào chất của tế bào. Actin là một loại protein được bảo tồn cao, xảy ra với những biến đổi rất nhỏ về trình tự axit amin trong tế bào nhân thực đơn bào. Ở người, 10% tổng số protein phân tử trong tế bào cơ bao gồm actin. Tất cả các tế bào khác vẫn chứa 1 đến 5 phần trăm phân tử này trong tế bào chất.
Chức năng, hành động và nhiệm vụ
Actin thực hiện các chức năng quan trọng trong tế bào và sợi cơ. Trong tế bào chất của tế bào, như một thành phần của bộ xương tế bào, nó tạo thành một mạng lưới ba chiều dày đặc giữ các cấu trúc tế bào lại với nhau. Tại một số điểm nhất định trong mạng lưới, các cấu trúc củng cố lẫn nhau để tạo thành các chỗ phồng màng như vi nhung mao, khớp thần kinh hoặc pseudopodia. Các mối nối kết dính và các mối nối chặt chẽ có sẵn cho các số liên lạc của ô. Nhìn chung, actin góp phần vào sự ổn định và hình dạng của tế bào và mô. Ngoài tính ổn định, actin còn cung cấp các quá trình vận chuyển bên trong tế bào. Nó liên kết chặt chẽ xuyên màng quan trọng liên quan đến cấu trúc protein để chúng vẫn ở gần nhau về mặt không gian. Với sự trợ giúp của myosins (động cơ protein), sợi actin cũng đảm nhận việc vận chuyển trong khoảng cách ngắn. Ví dụ, các túi có thể được vận chuyển đến màng. Các khoảng cách dài hơn được bao phủ bởi các vi ống với sự trợ giúp của các protein vận động kinesin và dynein. Hơn nữa, actin cũng đảm bảo khả năng vận động của tế bào. Các tế bào phải có thể di chuyển trong cơ thể nhiều lần. Điều này đặc biệt đúng trong các phản ứng miễn dịch hoặc làm lành vết thương, cũng như trong quá trình di chuyển chung hoặc thay đổi hình dạng của tế bào. Các chuyển động có thể dựa trên hai quá trình khác nhau. Đầu tiên, chuyển động có thể được kích hoạt bởi phản ứng trùng hợp có hướng và thứ hai, thông qua tương tác actin-myosin. Trong tương tác actin-myosin, sợi actin có cấu trúc như các bó sợi có chức năng giống như dây kéo với sự trợ giúp của myosin. Các sợi actin có thể hình thành tế bào phát triển ở dạng giả tế bào (filopodia và lamellipodia). Ngoài nhiều chức năng trong tế bào, actin tất nhiên còn chịu trách nhiệm về sự co cơ của cả cơ xương và cơ trơn. Những chuyển động này cũng dựa trên tương tác actin-myosin. Để đảm bảo điều này, nhiều sợi actin được liên kết với các protein khác một cách rất trật tự.
Sự hình thành, sự xuất hiện, thuộc tính và giá trị tối ưu
Như đã đề cập trước đó, actin được tìm thấy trong tất cả các sinh vật và tế bào nhân thực. Nó là một thành phần nội tại của tế bào chất và cung cấp sự ổn định của tế bào, nơi neo đậu của các protein liên quan đến cấu trúc, vận chuyển khoảng cách ngắn của các túi đến màng tế bào, và khả năng di chuyển của tế bào. Nếu không có actin, sự tồn tại của tế bào sẽ không thể thực hiện được. Có sáu biến thể actin khác nhau, được chia thành ba biến thể alpha, một biến thể beta và hai biến thể gamma. Các alpha actins tham gia vào quá trình hình thành và co cơ. Beta-actin và gamma-1-actin có tầm quan trọng lớn đối với bộ xương trong tế bào chất. Đến lượt mình, gamma-2-actin chịu trách nhiệm về cơ trơn và cơ ruột. Trong quá trình tổng hợp, actin đơn phân được hình thành đầu tiên, còn được gọi là G-actin. Protein đơn phân riêng lẻ phân tử lần lượt tập hợp dưới quá trình trùng hợp để tạo thành F-actin dạng sợi. Trong quá trình trùng hợp, một số monome hình cầu kết hợp với nhau tạo thành F-actin dạng sợi dài. Cả quá trình lắp ráp và tháo rời các chuỗi đều rất năng động. Điều này có nghĩa là giàn giáo actin có thể nhanh chóng thích ứng với các yêu cầu hiện tại. Ngoài ra, các chuyển động của tế bào cũng được đảm bảo bởi quá trình này. Những phản ứng này có thể bị ức chế bởi cái gọi là chất ức chế tế bào. Những chất này được sử dụng để ức chế quá trình trùng hợp hoặc khử phân giải. Chúng có ý nghĩa y học như thuốc trong ngữ cảnh của hóa trị.
Bệnh tật và rối loạn
Vì actin là thành phần thiết yếu của tất cả các tế bào, nhiều thay đổi cấu trúc do đột biến dẫn đến chết của sinh vật. Các đột biến trong gen mã hóa alpha-actins có thể gây ra các bệnh về cơ. Điều này đặc biệt đúng đối với alpha-1-actin. Do thực tế là alpha-2-actin chịu trách nhiệm về cơ động mạch chủ, một đột biến trong ACTA2 gen có thể gây ra lồng ngực gia đình chứng phình động mạch chủ. ACTA2 gen mã hóa alpha-2-actin. Sự đột biến của ACTC1 gen cho tim alpha-actin gây giãn nở Bệnh cơ tim. Hơn nữa, đột biến ACTB làm gen mã hóa beta-actin tế bào chất có thể gây ra tế bào lớn và tế bào B khuếch tán lymphoma. Một số bệnh tự miễn dịch có thể có mức độ cao của actin kháng thể. Đặc biệt, điều này đúng với bệnh tự miễn dịch gan viêm. Đây là một bệnh mãn tính viêm gan Dẫn đến gan xơ gan trong thời gian dài. Tại đây, một kháng thể chống lại actin cơ trơn được tìm thấy. Về mặt Chẩn đoán phân biệt, tuy nhiên, tự miễn dịch viêm gan không dễ dàng để phân biệt với viêm gan vi rút mãn tính. Điều này là bởi vì kháng thể chống lại actin cũng có thể được kích thích ở một mức độ thấp hơn trong virus mãn tính viêm gan.
