Actina

Actina es una proteína estructural que se encuentra en todas las células eucariotas. Participa en la estructura del citoesqueleto y los músculos.

Que es la actina

La actina es una molécula de proteína evolutivamente muy antigua. Como proteína estructural, está contenida en el citoplasma de cada célula eucariota y en el sarcómero de todas las fibras musculares.

Junto con los microtúbulos y los filamentos intermedios, forma el citoesqueleto de cada célula en forma de filamentos de actina. Es conjuntamente responsable de la formación de la estructura celular y del movimiento de moléculas y orgánulos celulares dentro de la célula. Lo mismo se aplica a la cohesión de las células a través de uniones estrechas o uniones adherentes. En las fibras musculares, la actina, junto con las proteínas miosina, troponina y tropomiosina, crea las contracciones musculares.

La actina se puede dividir en tres unidades funcionales alfa-actina, beta-actina y gamma-actina. La alfa-actina es el componente estructural de las fibras musculares, mientras que la beta y la gamma-actina se encuentran principalmente en el citoplasma de las células. La actina es una proteína muy conservada, que se presenta en células eucariotas unicelulares con muy pequeñas desviaciones en la secuencia de aminoácidos. En los seres humanos, el 10 por ciento de todas las moléculas de proteínas en las células musculares consisten en actina. Todas las demás células todavía contienen del 1 al 5 por ciento de esta molécula en el citoplasma.

Función, efecto y tareas

La actina cumple funciones importantes en células y fibras musculares. En el citoplasma de la célula, como parte del citoesqueleto, forma una densa red tridimensional que mantiene unidas las estructuras celulares.

En ciertos puntos de la red, las estructuras se fortalecen para formar protuberancias de membrana como microvellosidades, sinapsis o pseudópodos. Adherens Junctions y Tight Junctions están disponibles para los contactos celulares. En general, la actina contribuye a la estabilidad y forma de células y tejidos. Además de la estabilidad, la actina también asegura los procesos de transporte dentro de la célula. Se une a importantes proteínas transmembrana relacionadas estructuralmente para que permanezcan en estrecha proximidad. Con la ayuda de miosinas (proteínas motoras), las fibras de actina también llevan a cabo el transporte en distancias cortas.

Por ejemplo, las vesículas se pueden transportar a la membrana. Los microtúbulos absorben tramos más largos con la ayuda de las proteínas motoras kinesina y dineína. La actina también asegura la movilidad celular. Las células deben poder migrar dentro del cuerpo en muchas ocasiones. Esto se aplica en particular a las reacciones inmunitarias o la cicatrización de heridas, así como a los movimientos generales o cambios en la forma de las células. Los movimientos pueden basarse en dos procesos diferentes. Por un lado, el movimiento puede desencadenarse mediante una reacción de polimerización dirigida y, por otro lado, mediante la interacción actina-miosina.

En la interacción actina-miosina, las fibras de actina se forman como haces de fibrillas que funcionan como tirar de cuerdas con la ayuda de miosina. Los filamentos de actina pueden causar excrecencias celulares en forma de pseudópodos (filopodios y lamelipodios). Además de sus diversas funciones dentro de la célula, la actina es, por supuesto, responsable de la contracción muscular tanto de los músculos esqueléticos como de los músculos lisos. Estos movimientos también se basan en la interacción actina-miosina. Para garantizar esto, muchos filamentos de actina están unidos a otras proteínas de manera muy ordenada.

Educación, ocurrencia, propiedades y valores óptimos

Como ya se mencionó, la actina se encuentra en todos los organismos y células eucariotas. Es una parte inherente del citoplasma y asegura la estabilidad de las células, el anclaje de proteínas relacionadas estructuralmente, el transporte de vesículas a corta distancia a la membrana celular y la motilidad celular. Sin actina, la célula no podría sobrevivir. Hay seis variantes de actina diferentes, que se dividen en tres variantes alfa, una variante beta y dos variantes gamma.

Las alfa actinas están involucradas en el desarrollo y contracción de los músculos. La beta-actina y la gamma-1-actina son de gran importancia para el citoesqueleto en el citoplasma. La gamma-2-actina, a su vez, es responsable de los músculos lisos y los músculos intestinales. Durante la síntesis, se forma inicialmente actina globular monomérica, que también se conoce como actina G. Las moléculas de proteína monoméricas individuales, a su vez, se polimerizan para formar una F-actina filamentosa.

Durante el proceso de polimerización, varios monómeros esféricos se combinan para formar una F-actina larga, similar a un hilo. Tanto la construcción como la rotura de las cadenas son muy dinámicas. De esta manera, el marco de actina se puede adaptar rápidamente a los requisitos actuales. Además, este proceso también asegura los movimientos celulares. Estas reacciones pueden inhibirse mediante los denominados inhibidores citoesqueléticos. Con estas sustancias se inhiben tanto las polimerizaciones como las despolimerizaciones. Tienen importancia médica como medicamentos en el contexto de la quimioterapia.

Enfermedades y trastornos

Dado que la actina es un componente esencial de todas las células, muchos cambios estructurales causados ​​por mutaciones conducen a la muerte del organismo. Las mutaciones en los genes de las alfa actinas pueden causar trastornos musculares. Esto es especialmente cierto para la alfa-1-actina.

Debido al hecho de que la alfa-2-actina es responsable de los músculos aórticos, puede ocurrir un aneurisma aórtico torácico familiar si el gen ACTA2 está mutado. El gen ACTA2 codifica la alfa-2-actina. Una mutación en el gen ACTC1 de la alfa actina cardíaca causa miocardiopatía dilatada. Además, una mutación de ACTB como gen de la beta-actina citoplásmica puede causar linfoma de células B difuso y de células grandes. Algunas enfermedades autoinmunes pueden tener niveles elevados de anticuerpos de actina.

Esto se aplica en particular a la inflamación hepática autoinmune. Es un curso crónico de hepatitis, que conduce a la cirrosis hepática a largo plazo. Aquí se encuentra un anticuerpo contra la actina del músculo liso. En términos de diagnóstico diferencial, la hepatitis autoinmune no es tan fácil de diferenciar de la hepatitis viral crónica. Porque en la hepatitis viral crónica, los anticuerpos contra actina también pueden estimularse en menor medida.