Kaj so aktinski filamenti?

Aktinski filamenti, znani tudi kot mikrofilamenti, so tanki podporni filamenti, proizvedeni iz verig proteina aktina, ki je prisoten v celicah vseh evkariontskih organizmov. Medtem ko ti filamenti opravljajo številne različne funkcije, obstajajo predvsem zato, da zagotavljajo strukturno podporo in znotrajcelični transport kot deli celičnega citoskeleta. Aktinski filamenti lahko igrajo tudi pomembno vlogo pri ohranjanju ali spreminjanju celičnih oblik in pri povzročanju premikanja celice. V večjem obsegu je aktin sestavni del procesa krčenja mišic, brez katerega bi bilo delovanje ljudi in mnogih drugih organizmov popolnoma nemogoče. Zaradi skoraj vseprisotnosti aktina v celicah je zelo uporaben za različne raziskovalne aplikacije, ki se osredotočajo na citoskelet in druga področja celične biologije.

Polimerizacija aktina ali proces, s katerim se monomeri proteinskega aktina združijo v aktinske filamente, se začne s procesom, imenovanim nukleacija. Nukleacija se pojavi, ko se skupina treh ali več aktinskih monomerov, spontano ali drugače, združi in tvori bazo, na katero se lahko vežejo drugi aktinski monomeri. Polimerizacija aktina ne tvori ene same linearne verige; namesto tega tvori aktinski filament, sestavljen iz dvojne vijačnice povezanih aktinskih monomerov. Takšna ureditev je veliko bolj trpežna, kot bi bila ena sama linearna nit.

Polimerizacija aktina je reverzibilen proces, kar pomeni, da se aktinski filamenti lahko razgradijo na posamezne enote aktina. To omogoča zelo dinamičen proces, saj se aktinski filamenti lahko hitro polimerizirajo in depolimerizirajo na različnih lokacijah po celi celici. Različne kemične spremembe v različnih delih celice lahko spodbujajo polimerizacijo ali depolimerizacijo, zato je aktinske filamente mogoče sestaviti ali razstaviti precej hitro glede na posebne potrebe celice. Običajno obstaja navidezno dinamično ravnotežje med koncentracijo aktinskih monomerov in filamentov, čeprav lahko na to ravnotežje vplivajo različni dejavniki. Pod določeno mejno koncentracijo monomerov se filamenti verjetno ne bodo tvorili, nad tem pragom pa se nukleacija in polimerizacija zgodita spontano.

Aktin se zaradi njegove skoraj vseprisotnosti v evkariontskih celicah in njegove bistvene narave kot dela celičnega citoskeleta pogosto preučuje v bioloških eksperimentih. Razvite so bile različne metode za barvanje aktina, tako da je mogoče opazovati spremembe, ki so posledica zdravil ali genske spremembe. Organizme ali celice je mogoče gensko spremeniti ali zdraviti z različnimi zdravili, ki vplivajo na polimerizacijo aktinskih filamentov. Takšni poskusi se uporabljajo za natančno razvrstitev številnih vlog aktinskih filamentov in za učenje, kako njihova sprememba vpliva na celice.