แอกตินเป็นโปรตีนโครงสร้างที่พบในเซลล์ยูคาริโอตทั้งหมด มีส่วนร่วมในการประกอบโครงกระดูกและกล้ามเนื้อ
แอกตินคืออะไร?
แอกตินเป็นโมเลกุลของโปรตีนที่มีประวัติพัฒนาการที่เก่าแก่มาก ในฐานะที่เป็นโปรตีนโครงสร้างมีอยู่ในไซโตพลาสซึมของเซลล์ยูคาริโอตทุกเซลล์และในเซลล์ของเส้นใยกล้ามเนื้อทั้งหมด ร่วมกับ microtubules และเส้นใยกลางจะสร้างโครงร่างของเซลล์ทุกเซลล์ในรูปแบบของเส้นใยแอกติน เป็นผู้รับผิดชอบร่วมกันในการก่อตัวของโครงสร้างเซลล์และการเคลื่อนไหวของ โมเลกุล และออร์แกเนลล์ของเซลล์ภายในเซลล์ เช่นเดียวกับการรวมตัวกันของเซลล์ผ่านทางแยกที่แน่นหนาหรือทางแยกที่ยึดติด ในเส้นใยกล้ามเนื้อแอกตินร่วมกับ โปรตีน ไมโอซิน นิน และโทรไมโอซินสร้างกล้ามเนื้อ การหดตัว. แอกตินสามารถแบ่งออกเป็นสามหน่วยการทำงาน alpha-actin, beta-actin และ gamma-actin อัลฟา - แอกตินเป็นส่วนประกอบโครงสร้างของเส้นใยกล้ามเนื้อในขณะที่เบต้าและแกมมา - แอกตินส่วนใหญ่พบในไซโตพลาสซึมของเซลล์ แอกตินเป็นโปรตีนที่ได้รับการอนุรักษ์อย่างมากซึ่งเกิดขึ้นพร้อมกับลำดับกรดอะมิโนที่แปรผันเล็กน้อยในเซลล์ยูคาริโอตที่มีเซลล์เดียว ในมนุษย์ 10 เปอร์เซ็นต์ของโปรตีนทั้งหมด โมเลกุล ในเซลล์กล้ามเนื้อประกอบด้วยแอกติน เซลล์อื่น ๆ ทั้งหมดยังคงมี 1 ถึง 5 เปอร์เซ็นต์ของโมเลกุลนี้ในไซโทพลาสซึม
ฟังก์ชั่นการกระทำและงาน
แอกตินทำหน้าที่สำคัญในเซลล์และเส้นใยกล้ามเนื้อ ในไซโทพลาสซึมของเซลล์ซึ่งเป็นส่วนประกอบของโครงร่างโครงร่างเซลล์นั้นจะสร้างเครือข่ายสามมิติที่หนาแน่นซึ่งยึดโครงสร้างของเซลล์ไว้ด้วยกัน ในบางจุดในเครือข่ายโครงสร้างจะเสริมสร้างซึ่งกันและกันเพื่อสร้างส่วนนูนของเมมเบรนเช่น microvilli ประสาท หรือ pseudopodia Adherens ทางแยกและทางแยกที่แน่นพร้อมใช้งานสำหรับผู้ติดต่อเซลล์ โดยรวมแล้วแอกตินจึงมีส่วนช่วยในความเสถียรและรูปร่างของเซลล์และเนื้อเยื่อ นอกจากความเสถียรแล้วแอกตินยังให้กระบวนการขนส่งภายในเซลล์อีกด้วย มันยึดเมมเบรนที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างที่สำคัญอย่างแน่นหนา โปรตีน เพื่อให้พวกมันอยู่ในความใกล้ชิดเชิงพื้นที่ ด้วยความช่วยเหลือของไมโอซิน (มอเตอร์ โปรตีน) เส้นใยแอกตินยังรับช่วงการขนส่งในระยะทางสั้น ๆ ตัวอย่างเช่นถุงสามารถเคลื่อนย้ายไปยังเมมเบรน ระยะทางที่ไกลขึ้นจะถูกปกคลุมด้วย microtubules ด้วยความช่วยเหลือของโปรตีนมอเตอร์ kinesin และ dynein นอกจากนี้แอกตินยังช่วยให้เซลล์เคลื่อนที่ได้อีกด้วย เซลล์ต้องสามารถโยกย้ายภายในร่างกายได้หลายครั้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างปฏิกิริยาภูมิคุ้มกันหรือ การรักษาบาดแผลเช่นเดียวกับในระหว่างการเคลื่อนไหวทั่วไปหรือการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของเซลล์ การเคลื่อนไหวสามารถขึ้นอยู่กับสองกระบวนการที่แตกต่างกัน ประการแรกการเคลื่อนไหวสามารถถูกกระตุ้นโดยปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันที่กำหนดและประการที่สองผ่านปฏิสัมพันธ์ของแอกติน - ไมโอซิน ในปฏิสัมพันธ์ของแอกติน - ไมโอซินเส้นใยแอกตินมีโครงสร้างเป็นกลุ่มของเส้นใยที่ทำหน้าที่เหมือนเชือกลากด้วยความช่วยเหลือของไมโอซิน เส้นใยแอกตินสามารถสร้างผลพลอยได้ของเซลล์ในรูปแบบของเทียม (ฟิโลโปเดียและลาเมลลิโพเดีย) นอกเหนือจากการทำงานหลายอย่างภายในเซลล์แล้วแอกตินยังมีหน้าที่ในการหดตัวของกล้ามเนื้อของทั้งกล้ามเนื้อโครงร่างและกล้ามเนื้อเรียบ การเคลื่อนไหวเหล่านี้ขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์ของแอกติน - ไมโอซิน เพื่อให้แน่ใจว่าสิ่งนี้เส้นใยแอกตินจำนวนมากจะเชื่อมโยงกับโปรตีนอื่น ๆ อย่างเป็นระเบียบ
การก่อตัวการเกิดคุณสมบัติและค่าที่เหมาะสม
ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้แอกตินพบได้ในสิ่งมีชีวิตและเซลล์ยูคาริโอตทั้งหมด เป็นส่วนประกอบที่อยู่ภายในของไซโตพลาสซึมและให้ความเสถียรของเซลล์การยึดเกาะของโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างการขนส่งถุงระยะสั้นไปยัง เยื่อหุ้มเซลล์และการเคลื่อนที่ของเซลล์ หากไม่มีแอกตินการอยู่รอดของเซลล์จะเป็นไปไม่ได้ มีสายพันธุ์แอกตินที่แตกต่างกันหกแบบซึ่งแบ่งออกเป็นตัวแปรอัลฟาสามแบบหนึ่งตัวแปรเบต้าและตัวแปรแกมมาสองตัว อัลฟาแอกตินมีส่วนเกี่ยวข้องกับการสร้างและการหดตัวของกล้ามเนื้อ เบต้า - แอกตินและแกมมา -1 - แอกตินมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อโครงร่างเซลล์ในไซโตพลาสซึม ในทางกลับกัน Gamma-2-actin มีหน้าที่สร้างกล้ามเนื้อเรียบและกล้ามเนื้อในลำไส้ ในระหว่างการสังเคราะห์ monomeric globular actin จะเกิดขึ้นก่อนซึ่งเรียกอีกอย่างว่า G-actin โปรตีนโมโนเมอริกแต่ละตัว โมเลกุล ในทางกลับกันจะรวมตัวกันภายใต้พอลิเมอไรเซชันเพื่อสร้าง F-actin แบบเส้นใย ในระหว่างกระบวนการพอลิเมอไรเซชันโมโนเมอร์ทรงกลมหลายตัวรวมกันเพื่อสร้าง F-actin ที่มีเส้นใยยาวทั้งการประกอบและการแยกชิ้นส่วนของโซ่มีความไดนามิกมาก ซึ่งหมายความว่าโครงของแอกตินสามารถปรับให้เข้ากับความต้องการในปัจจุบันได้อย่างรวดเร็ว นอกจากนี้กระบวนการนี้ยังทำให้มั่นใจได้ว่าการเคลื่อนไหวของเซลล์ ปฏิกิริยาเหล่านี้สามารถยับยั้งได้โดยสิ่งที่เรียกว่าสารยับยั้งเซลล์โครงร่าง สารเหล่านี้ถูกใช้เพื่อยับยั้งการเกิดโพลีเมอไรเซชันหรือการดีโพลิเมอไรเซชัน มีความสำคัญทางยาเช่นกัน ยาเสพติด ในบริบทของ ยาเคมีบำบัด.
โรคและความผิดปกติ
เนื่องจากแอกตินเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของเซลล์ทั้งหมดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างหลายอย่างที่เกิดจากการกลายพันธุ์ นำ ถึงแก่ความตายของสิ่งมีชีวิต การกลายพันธุ์ในยีนที่เข้ารหัสแอลฟา - แอกตินอาจทำให้เกิดโรคกล้ามเนื้อ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ alpha-1-actin เนื่องจากความจริงที่ว่า alpha-2-actin มีหน้าที่รับผิดชอบต่อกล้ามเนื้อหลอดเลือดซึ่งเป็นการกลายพันธุ์ใน ACTA2 ยีน อาจทำให้เกิดทรวงอกในครอบครัวได้ หลอดเลือดโป่งพอง. ACTA2 ยีน เข้ารหัส alpha-2-actin การกลายพันธุ์ของ ACTC1 ยีน สำหรับการเต้นของหัวใจ alpha-actin ทำให้เกิดการขยายตัว cardiomyopathy. นอกจากนี้การกลายพันธุ์ของ ACTB เนื่องจากยีนที่เข้ารหัส cytoplasmic beta-actin อาจทำให้เกิดเซลล์ขนาดใหญ่และแพร่กระจาย B-cell โรคมะเร็งต่อมน้ำเหลือง. บาง โรคภูมิต้านตนเอง อาจมีระดับแอคตินสูงขึ้น แอนติบอดี. โดยเฉพาะอย่างยิ่งนี่เป็นเรื่องจริงสำหรับภูมิต้านตนเอง ตับ แผลอักเสบ. ซึ่งเป็นอาการเรื้อรัง ตับอักเสบ ที่นำไปสู่ ตับ โรคตับแข็งในระยะยาว ที่นี่พบแอนติบอดีต่อแอกตินของกล้ามเนื้อเรียบ ในแง่ของ การวินิจฉัยแยกโรคอย่างไรก็ตามแพ้ภูมิตัวเอง ตับอักเสบ ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะแยกความแตกต่างจากไวรัสตับอักเสบเรื้อรัง นี้เป็นเพราะ แอนติบอดี การต่อต้านแอกตินอาจได้รับการกระตุ้นในระดับที่น้อยกว่าในไวรัสเรื้อรัง ตับอักเสบ.
