Actin

Actin é uma proteína estrutural encontrada em todas as células eucarióticas. Ele participa da estrutura do citoesqueleto e dos músculos.

O que é actina

A actina é uma molécula de proteína evolutivamente muito antiga. Como uma proteína estrutural, está contida no citoplasma de todas as células eucarióticas e no sarcômero de todas as fibras musculares.

Junto com os microtúbulos e filamentos intermediários, ele forma o citoesqueleto de todas as células na forma de filamentos de actina. É conjuntamente responsável pela formação da estrutura celular e pelo movimento de moléculas e organelas celulares dentro da célula. O mesmo se aplica à coesão das células via tight junctions ou aderentes junctions. Nas fibras musculares, a actina, junto com as proteínas miosina, troponina e tropomiosina, cria as contrações musculares.

A actina pode ser dividida em três unidades funcionais alfa-actina, beta-actina e gama-actina. A alfa-actina é o componente estrutural das fibras musculares, enquanto a beta e a gama-actina são encontradas principalmente no citoplasma das células. A actina é uma proteína muito conservada, que ocorre em células eucarióticas unicelulares com desvios muito pequenos na sequência de aminoácidos. Em humanos, 10% de todas as moléculas de proteína nas células musculares consistem em actina. Todas as outras células ainda contêm 1 a 5 por cento dessa molécula no citoplasma.

Função, efeito e tarefas

A actina cumpre funções importantes nas células e fibras musculares. No citoplasma da célula, como parte do citoesqueleto, forma uma rede tridimensional densa que mantém as estruturas celulares unidas.

Em certos pontos da rede, as estruturas se fortalecem para formar protuberâncias de membrana, como microvilosidades, sinapses ou pseudópodes. Os Adherens Junctions e Tight Junctions estão disponíveis para os contatos da célula. Em geral, a actina contribui para a estabilidade e a forma das células e tecidos. Além da estabilidade, a actina também garante os processos de transporte dentro da célula. Ele se liga a proteínas transmembrana estruturalmente relacionadas, de modo que permaneçam próximas. Com a ajuda de miosinas (proteínas motoras), as fibras de actina também realizam o transporte em curtas distâncias.

Por exemplo, as vesículas podem ser transportadas para a membrana. Os trechos mais longos são assumidos pelos microtúbulos com a ajuda das proteínas motoras cinesina e dineína. A actina também garante a mobilidade celular. As células devem ser capazes de migrar dentro do corpo em muitas ocasiões. Isso se aplica em particular às reações imunológicas ou à cicatrização de feridas, bem como aos movimentos gerais ou mudanças na forma das células. Os movimentos podem ser baseados em dois processos diferentes. Por um lado, o movimento pode ser desencadeado por uma reação de polimerização direcionada e, por outro lado, por meio da interação actina-miosina.

Na interação actina-miosina, as fibras de actina são construídas como feixes de fibrilas que funcionam como cordas de puxar com a ajuda da miosina. Os filamentos de actina podem causar crescimento celular na forma de pseudópodes (filópodes e lamelipódios). Além de suas diversas funções dentro da célula, a actina é certamente responsável pela contração muscular dos músculos esqueléticos e dos músculos lisos. Esses movimentos também são baseados na interação actina-miosina. Para garantir isso, muitos filamentos de actina são ligados a outras proteínas de uma maneira muito ordenada.

Educação, ocorrência, propriedades e valores ideais

Como já mencionado, a actina é encontrada em todos os organismos e células eucarióticos. É uma parte inerente do citoplasma e garante a estabilidade das células, a ancoragem de proteínas estruturalmente relacionadas, o transporte de vesículas para a membrana celular em curta distância e a motilidade celular. Sem actina, a célula não seria capaz de sobreviver. Existem seis variantes diferentes de actina, que são divididas em três variantes alfa, uma variante beta e duas variantes gama.

As alfa actinas estão envolvidas no desenvolvimento e na contração dos músculos. A beta-actina e a gama-1-actina são de grande importância para o citoesqueleto no citoplasma. A gama-2-actina, por sua vez, é responsável pelos músculos lisos e intestinais. Durante a síntese, a actina globular monomérica, também conhecida como G-actina, é formada inicialmente. As moléculas de proteína monomérica individuais, por sua vez, polimerizam para formar uma F-actina filamentar.

Durante o processo de polimerização, vários monômeros esféricos se combinam para formar uma longa F-actina semelhante a um fio. Tanto a construção como a decomposição das correntes são muito dinâmicas. Desta forma, a estrutura de actina pode ser rapidamente adaptada aos requisitos atuais. Além disso, esse processo também garante os movimentos das células. Essas reações podem ser inibidas pelos chamados inibidores do citoesqueleto. Com essas substâncias, tanto a polimerização quanto a despolimerização são inibidas. Eles são de importância médica como medicamentos no contexto da quimioterapia.

Doenças e distúrbios

Como a actina é um componente essencial de todas as células, muitas mudanças estruturais causadas por mutações levam à morte do organismo. Mutações em genes para alfa actinas podem causar distúrbios musculares. Isso é especialmente verdadeiro para a alfa-1-actina.

Devido ao fato de que a alfa-2-actina é responsável pelos músculos da aorta, um aneurisma da aorta torácica familiar pode ocorrer se o gene ACTA2 sofrer mutação. O gene ACTA2 codifica a alfa-2-actina. Uma mutação no gene ACTC1 para alfa actina cardíaca causa cardiomiopatia dilatada. Além disso, uma mutação de ACTB como um gene para a beta-actina citoplasmática pode causar linfoma de células grandes e linfoma difuso de células B. Algumas doenças autoimunes podem ter níveis elevados de anticorpos contra a actina.

Isto aplica-se em particular à inflamação autoimune do fígado. É um curso crônico de hepatite, que leva à cirrose hepática em longo prazo. Aqui, um anticorpo contra a actina do músculo liso é encontrado. Em termos de diagnóstico diferencial, a hepatite autoimune não é tão fácil de diferenciar da hepatite viral crônica. Porque na hepatite viral crônica, os anticorpos contra a actina também podem ser estimulados em menor grau.