Aktin

Aktin adalah protein struktural yang ditemukan di semua sel eukariotik. Ini berpartisipasi dalam struktur sitoskeleton dan otot.

Apa itu aktin

Aktin adalah molekul protein yang sangat tua secara evolusioner. Sebagai protein struktural, ia terkandung dalam sitoplasma setiap sel eukariotik dan di sarkomer semua serat otot.

Bersama dengan mikrotubulus dan filamen perantara, ia membentuk sitoskeleton setiap sel dalam bentuk filamen aktin. Ini bertanggung jawab bersama untuk pembentukan struktur sel dan pergerakan molekul dan organel sel di dalam sel. Hal yang sama berlaku untuk kohesi sel melalui sambungan rapat atau sambungan perekat. Dalam serat otot, aktin, bersama dengan protein myosin, troponin, dan tropomyosin, menciptakan kontraksi otot.

Aktin dapat dibagi menjadi tiga unit fungsional alfa-aktin, beta-aktin, dan gamma-aktin. Alpha-aktin adalah komponen struktural serat otot, sedangkan beta dan gamma-aktin terutama ditemukan di sitoplasma sel. Aktin adalah protein yang sangat kekal, yang terjadi pada sel eukariotik uniseluler dengan deviasi yang sangat kecil dalam urutan asam amino. Pada manusia, 10 persen dari semua molekul protein dalam sel otot terdiri dari aktin. Semua sel lain masih mengandung 1 hingga 5 persen molekul ini di dalam sitoplasma.

Fungsi, efek & tugas

Aktin memenuhi fungsi penting dalam sel dan serat otot. Di dalam sitoplasma sel, sebagai bagian dari sitoskeleton, ia membentuk jaringan tiga dimensi padat yang menyatukan struktur seluler.

Pada titik-titik tertentu dalam jaringan, struktur menguat membentuk tonjolan membran seperti mikrovili, sinapsis atau pseudopodia. Adherens Junctions dan Tight Junctions tersedia untuk kontak sel. Secara keseluruhan, aktin berkontribusi pada stabilitas dan bentuk sel dan jaringan. Selain stabilitas, aktin juga memastikan proses transportasi di dalam sel. Ini mengikat protein transmembran yang terkait secara struktural penting sehingga mereka tetap dekat. Dengan bantuan miosin (protein motorik), serat aktin juga melakukan pengangkutan dalam jarak pendek.

Misalnya, vesikel dapat diangkut ke membran. Peregangan yang lebih lama diambil alih oleh mikrotubulus dengan bantuan protein motorik kinesin dan dynein. Aktin juga memastikan mobilitas sel. Sel harus dapat bermigrasi di dalam tubuh pada banyak kesempatan. Ini berlaku khususnya untuk reaksi kekebalan atau penyembuhan luka serta pergerakan umum atau perubahan bentuk sel. Gerakan dapat didasarkan pada dua proses berbeda. Di satu sisi, gerakan dapat dipicu oleh reaksi polimerisasi terarah dan, di sisi lain, melalui interaksi aktin-miosin.

Dalam interaksi aktin-miosin, serat aktin dibangun sebagai bundel fibril yang berfungsi seperti menarik tali dengan bantuan miosin. Filamen aktin dapat menyebabkan pertumbuhan sel berupa pseudopodia (filopodia dan lamellipodia). Selain fungsinya yang beragam di dalam sel, aktin tentu saja bertanggung jawab atas kontraksi otot kedua otot rangka dan otot polos. Gerakan ini juga didasarkan pada interaksi aktin-miosin. Untuk memastikan hal ini, banyak filamen aktin terkait dengan protein lain dengan cara yang sangat teratur.

Pendidikan, kejadian, properti & nilai optimal

Seperti yang telah disebutkan, aktin ditemukan di semua organisme dan sel eukariotik. Ini adalah bagian yang melekat dari sitoplasma dan memastikan stabilitas sel, penahan protein yang terkait secara struktural, transportasi jarak pendek vesikel ke membran sel dan motilitas sel. Tanpa aktin, sel tidak akan mampu bertahan hidup. Terdapat enam varian aktin berbeda, yang terbagi menjadi tiga varian alfa, satu varian beta, dan dua varian gamma.

Aktin alfa terlibat dalam perkembangan dan kontraksi otot. Beta-aktin dan gamma-1-aktin sangat penting untuk sitoskeleton di sitoplasma. Gamma-2-aktin, pada gilirannya, bertanggung jawab atas otot polos dan otot usus. Selama sintesis, aktin globular monomerik, yang juga dikenal sebagai G-aktin, awalnya terbentuk. Molekul protein monomer individu, pada gilirannya, berpolimerisasi untuk membentuk aktin F filamen.

Selama proses polimerisasi, beberapa monomer bola bergabung membentuk aktin F seperti benang yang panjang. Baik konstruksi maupun kerusakan rantai sangat dinamis. Dengan cara ini, kerangka aktin dapat dengan cepat disesuaikan dengan kebutuhan saat ini. Selain itu, proses ini juga memastikan pergerakan sel. Reaksi ini dapat dihambat oleh apa yang disebut inhibitor sitoskeletal. Dengan zat ini, baik polimerisasi atau depolimerisasi dihambat. Mereka memiliki kepentingan medis sebagai produk obat dalam konteks kemoterapi.

Penyakit & Gangguan

Karena aktin merupakan komponen penting dari semua sel, banyak perubahan struktural yang disebabkan oleh mutasi menyebabkan kematian organisme. Mutasi pada gen aktin alfa dapat menyebabkan gangguan otot. Ini terutama berlaku untuk alfa-1-aktin.

Karena fakta bahwa alfa-2-aktin bertanggung jawab atas otot aorta, aneurisma aorta toraks familial dapat terjadi jika gen ACTA2 bermutasi. Kode gen ACTA2 untuk alfa-2-aktin. Mutasi pada gen ACTC1 untuk aktin alfa jantung menyebabkan kardiomiopati dilatasi. Selain itu, mutasi ACTB sebagai gen untuk beta-aktin sitoplasma dapat menyebabkan limfoma sel B sel besar dan difus. Beberapa penyakit autoimun dapat menyebabkan peningkatan kadar antibodi aktin.

Ini berlaku khususnya untuk peradangan hati autoimun. Ini adalah hepatitis kronis, yang menyebabkan sirosis hati dalam jangka panjang. Di sini antibodi melawan aktin otot polos ditemukan. Dalam hal diagnosis banding, hepatitis autoimun tidak mudah dibedakan dari hepatitis virus kronis. Karena pada hepatitis virus kronis, antibodi melawan aktin juga dapat dirangsang pada tingkat yang lebih rendah.