اکتین: عملکرد و بیماری ها

اکتین یک پروتئین ساختاری است که در تمام سلولهای یوکاریوتی یافت می شود. در مونتاژ اسکلت سلولی و عضله شرکت می کند.

اکتین چیست؟

اکتین یک مولکول پروتئین با سابقه رشد بسیار قدیمی است. به عنوان یک پروتئین ساختاری ، در سیتوپلاسم هر سلول یوکاریوتی و در سارکومر تمام رشته های عضلانی وجود دارد. همراه با میکروتوبول ها و رشته های میانی ، اسکلت سلولی هر سلول را به صورت رشته های اکتین تشکیل می دهد. این امر به طور مشترک مسئول تشکیل ساختار سلول و حرکت آن است مولکول ها و اندامکهای سلول درون سلول. همین امر در مورد انسجام سلولها از طریق اتصالات تنگ یا اتصالات چسبنده اعمال می شود. در فیبرهای عضلانی ، اکتین همراه با پروتئین ها میوزین ، تروپونین و تروپومیوزین ، عضله تولید می کند انقباضات. اکتین را می توان به سه واحد عملکردی آلفا-اکتین ، بتا-اکتین و گاما-اکتین تقسیم کرد. آلفا اکتین جز structural ساختاری فیبرهای عضلانی است ، در حالی که بتا و گاما اکتین عمدتا در سیتوپلاسم سلول ها یافت می شود. اکتین یک پروتئین بسیار محافظت شده است که با تغییرات بسیار کمی در توالی اسیدهای آمینه در سلولهای یوکاریوتی تک سلولی وجود دارد. در انسان ، 10 درصد از کل پروتئین مولکول ها در سلولهای عضلانی از اکتین تشکیل شده است. تمام سلولهای دیگر هنوز حاوی 1 تا 5 درصد از این مولکول در سیتوپلاسم هستند.

عملکرد ، عملکرد و وظایف

اکتین عملکردهای مهمی را در سلول ها و فیبرهای عضلانی انجام می دهد. در سیتوپلاسم سلول ، به عنوان یک جز the از اسکلت سلولی ، یک شبکه سه بعدی متراکم تشکیل می دهد که ساختارهای سلولی را در کنار هم نگه می دارد. در نقاط خاصی از شبکه ، ساختارها یکدیگر را تقویت کرده و برآمدگی های غشایی مانند میکروویلی ، سیناپس یا pseudopodia. اتصالات Adherens و اتصالات تنگ برای تماس با سلول در دسترس هستند. به طور کلی ، اکتین به ثبات و شکل سلول ها و بافت ها کمک می کند. علاوه بر ثبات ، اکتین فرآیندهای انتقال درون سلول را نیز فراهم می کند. این محفظه مهم را از نظر سازه ای مهم پیوند می دهد پروتئین ها به طوری که آنها در مجاورت مکانی باقی بمانند. با کمک میوزین (موتور پروتئین ها) ، الیاف اکتین همچنین حمل و نقل را در فواصل کوتاه انجام می دهند. به عنوان مثال ، وزیکول ها می توانند به غشا منتقل شوند. فواصل طولانی تر توسط میکروتوبول ها با کمک پروتئین های حرکتی کینسین و دینئین پوشانده می شوند. علاوه بر این ، اکتین همچنین تحرک سلول را تضمین می کند. سلول ها باید بتوانند در موارد مختلف در داخل بدن مهاجرت کنند. این امر به ویژه در هنگام واکنش های ایمنی یا التیام زخم، و همچنین هنگام حرکات عمومی یا تغییر در شکل سلول ها. حرکات می تواند بر اساس دو فرایند مختلف باشد. اول ، حرکت را می توان با یک واکنش پلیمریزاسیون کارگردانی آغاز کرد و دوم ، از طریق فعل و انفعال اکتین و میوزین. در فعل و انفعال اکتین و میوزین ، الیاف اکتین به صورت دسته ای از فیبریل ها ساخته می شوند که مانند طناب های کششی با کمک میوزین عمل می کنند. رشته های اکتین می توانند رشد سلول را به شکل pseudopodia (filopodia و lamellipodia) ایجاد کنند. اکتین علاوه بر عملکردهای فراوان درون سلول ، مسئول انقباض عضلانی عضله اسکلتی و عضله صاف است. این حرکات نیز بر اساس فعل و انفعال اکتین و میوزین است. برای اطمینان از این امر ، بسیاری از رشته های اکتین به شکل بسیار منظمی با پروتئین های دیگر در ارتباط هستند.

شکل گیری ، وقوع ، خصوصیات و مقادیر بهینه

همانطور که قبلاً ذکر شد ، اکتین در تمام موجودات و سلولهای یوکاریوتی یافت می شود. این یک جز component ذاتی سیتوپلاسم است و ثبات سلول ، لنگر انداختن پروتئین های مرتبط با ساختار ، انتقال وزیکول از راه دور به غشای سلولی، و تحرک سلول. بدون اکتین ، زنده ماندن سلول امکان پذیر نیست. شش نوع مختلف اکتین وجود دارد که به سه نوع آلفا ، یک نوع بتا و دو نوع گاما تقسیم می شوند. آلفا اکتین ها در شکل گیری و انقباض عضلات نقش دارند. بتا اکتین و گاما 1 اکتین از اهمیت زیادی برای اسکلت سلولی در سیتوپلاسم برخوردار هستند. گاما-2-اکتین نیز به نوبه خود وظیفه عضلات صاف و عضلات روده را بر عهده دارد. در طی سنتز ، ابتدا اکتین کروی مونومر تشکیل می شود که به آن G-actin نیز می گویند. پروتئین مونومر فردی مولکول ها به نوبه خود تحت پلیمریزاسیون جمع می شوند تا F-actin رشته ای ایجاد کنند. در طی فرآیند پلیمریزاسیون ، چندین مونومر کروی با هم ترکیب می شوند و یک F-actin رشته ای طولانی را تشکیل می دهند. هر دو مونتاژ و جدا کردن زنجیره ها بسیار پویا هستند. این بدان معنی است که داربست اکتین می تواند به سرعت با نیازهای فعلی سازگار شود. علاوه بر این ، حرکات سلول نیز با این فرآیند تضمین می شود. این واکنش ها را می توان به اصطلاح مهارکننده های اسکلت سلولی مهار کرد. این مواد برای جلوگیری از پلیمریزاسیون یا دپلیمریزاسیون استفاده می شوند. آنها دارای اهمیت دارویی هستند داروهای در چارچوب شیمی درمانی.

بیماری ها و اختلالات

از آنجا که اکتین یک جز essential اساسی در تمام سلول ها است ، بسیاری از تغییرات ساختاری ناشی از جهش است رهبری به مرگ ارگانیسم. جهش در ژن های رمزگذار آلفا اکتین ها می تواند باعث بیماری های عضلانی شود. این امر به ویژه در مورد آلفا-1-اکتین صادق است. با توجه به اینکه آلفا-2-اکتین مسئول عضله آئورت است ، جهشی در ACTA2 ژن می تواند قفسه سینه خانوادگی ایجاد کند آنوریسم آئورت. ACTA2 ژن آلفا-2-اکتین را رمزگذاری می کند. جهش ACTC1 ژن برای آلفا اکتین قلبی باعث گشاد شدن می شود کاردیومیوپاتی. علاوه بر این ، جهش ACTB به عنوان ژن رمزگذار سیتوپلاسمی بتا اکتین می تواند سلول بزرگ و سلول B منتشر کند لنفوم. برخی از بیماری های خود ایمنی ممکن است دارای سطح بالایی از اکتین باشد آنتی بادی. به طور خاص ، این در مورد خود ایمنی صدق می کند کبد التهاب. این یک مزمن است هپاتیت که منجر به کبد سیروز در دراز مدت. در اینجا ، آنتی بادی علیه اکتین عضله صاف یافت می شود. به لحاظ تشخیص های افتراقی، با این حال ، خودایمن است هپاتیت تشخیص آن از هپاتیت ویروسی مزمن آسان نیست. این بخاطر این است که آنتی بادی در برابر اکتین نیز ممکن است در ویروسی مزمن به میزان کمتری تحریک شود هپاتیت.