aktin

aktin tüm ökaryotik hücrelerde bulunan yapısal bir proteindir. Hücre iskeleti ve kasların yapısına katılır.

Aktin nedir

Aktin, evrimsel olarak çok eski bir protein molekülüdür. Yapısal bir protein olarak, her ökaryotik hücrenin sitoplazmasında ve tüm kas liflerinin sarkomerinde bulunur.

Mikrotübüller ve ara liflerle birlikte aktin lifleri şeklinde her hücrenin hücre iskeletini oluşturur. Hücre yapısının oluşumundan ve hücre içindeki moleküllerin ve hücre organellerinin hareketinden ortaklaşa sorumludur. Aynısı, hücrelerin sıkı bağlantılar veya yapışan bağlantılar yoluyla kohezyonu için de geçerlidir. Kas liflerinde aktin, miyozin, troponin ve tropomiyosin proteinleri ile birlikte kas kasılmalarını oluşturur.

Aktin, alfa-aktin, beta-aktin ve gama-aktin olmak üzere üç fonksiyonel üniteye ayrılabilir. Alfa-aktin, kas liflerinin yapısal bileşenidir, beta ve gama-aktin esas olarak hücrelerin sitoplazmasında bulunur. Aktin, amino asit dizisinde çok küçük sapmalarla tek hücreli ökaryotik hücrelerde meydana gelen çok korunmuş bir proteindir. İnsanlarda kas hücrelerindeki tüm protein moleküllerinin yüzde 10'u aktin'den oluşur. Diğer tüm hücreler hala sitoplazmada bu molekülün yüzde 1 ila 5'ini içerir.

İşlev, efekt ve görevler

Aktin, hücrelerde ve kas liflerinde önemli işlevleri yerine getirir. Hücrenin sitoplazmasında, hücre iskeletinin bir parçası olarak, hücresel yapıları bir arada tutan yoğun, üç boyutlu bir ağ oluşturur.

Ağın belirli noktalarında, yapılar mikrovillus, sinaps veya psödopodi gibi membran çıkıntıları oluşturacak şekilde güçlenir. Hücre kontakları için Adherens Bağlantıları ve Sıkı Bağlantılar mevcuttur. Genel olarak aktin, hücrelerin ve dokuların stabilitesine ve şekline katkıda bulunur. Kararlılığa ek olarak aktin, hücre içindeki taşıma süreçlerini de sağlar. Yapısal olarak ilişkili önemli transmembran proteinlerini birbirine bağlar, böylece birbirine yakın kalırlar. Miyozinlerin (motor proteinler) yardımıyla aktin lifleri de kısa mesafelerde nakil gerçekleştirirler.

Örneğin veziküller, membrana taşınabilir. Motor proteinleri olan kinesin ve dynein yardımıyla mikrotübüller daha uzun esnemeler alır. Aktin ayrıca hücre hareketliliğini sağlar. Hücreler birçok durumda vücut içinde göç edebilmelidir. Bu özellikle bağışıklık reaksiyonları veya yara iyileşmesi için olduğu kadar genel hareketler veya hücrelerin şeklindeki değişiklikler için de geçerlidir. Hareketler iki farklı sürece dayalı olabilir. Bir yandan, hareket, yönlendirilmiş bir polimerizasyon reaksiyonu ve diğer yandan aktin-miyozin etkileşimi yoluyla tetiklenebilir.

Aktin-miyozin etkileşiminde aktin lifleri, miyozin yardımıyla ipleri çekmek gibi işlev gören fibril demetleri olarak oluşturulur. Aktin filamentleri, psödopodi (filopodia ve lamellipodi) şeklinde hücre büyümelerine neden olabilir. Aktin, hücre içindeki çeşitli işlevlerinin yanı sıra, hem iskelet kaslarının hem de düz kasların kasılmasından tabii ki sorumludur. Bu hareketler aynı zamanda aktin-miyozin etkileşimine de dayanmaktadır. Bunu sağlamak için birçok aktin filamenti diğer proteinlere çok düzenli bir şekilde bağlanır.

Eğitim, oluşum, özellikler ve optimum değerler

Daha önce de belirtildiği gibi aktin, tüm ökaryotik organizmalarda ve hücrelerde bulunur. Sitoplazmanın doğal bir parçasıdır ve hücrelerin stabilitesini, yapısal olarak ilgili proteinlerin sabitlenmesini, veziküllerin hücre zarına kısa mesafeli taşınmasını ve hücre hareketliliğini sağlar. Aktin olmadan hücre hayatta kalamazdı. Üç alfa varyantına, bir beta varyantına ve iki gama varyantına bölünmüş altı farklı aktin varyantı vardır.

Alfa aktinler, kasların gelişimi ve kasılmasında rol oynar. Beta-aktin ve gama-1-aktin, sitoplazmadaki hücre iskeleti için büyük önem taşır. Gama-2-aktin ise düz kaslardan ve bağırsak kaslarından sorumludur. Sentez sırasında başlangıçta G-aktin olarak da bilinen monomerik küresel aktin oluşur. Tek tek monomerik protein molekülleri de ipliksi bir F-aktin oluşturmak üzere polimerize olur.

Polimerizasyon işlemi sırasında, birkaç küresel monomer birleşerek uzun, iplik benzeri bir F-aktin oluşturur. Zincirlerin hem yapımı hem de parçalanması çok dinamiktir. Bu şekilde aktin çerçevesi, mevcut gereksinimlere hızlı bir şekilde uyarlanabilir. Ayrıca bu işlem hücre hareketlerini de sağlar. Bu reaksiyonlar, hücre iskeleti inhibitörleri tarafından inhibe edilebilir. Bu maddelerle, polimerizasyonlar veya depolimerizasyonlar önlenir. Kemoterapi bağlamında tıbbi ürünler olarak tıbbi öneme sahiptirler.

Hastalıklar ve Bozukluklar

Aktin, tüm hücrelerin önemli bir bileşeni olduğundan, mutasyonların neden olduğu birçok yapısal değişiklik, organizmanın ölümüne yol açar. Alfa aktinler için genlerdeki mutasyonlar kas bozukluklarına neden olabilir. Bu özellikle alfa-1-aktin için geçerlidir.

Aort kaslarından alfa-2-aktin sorumlu olduğu için, ACTA2 geni mutasyona uğrarsa ailesel torasik aort anevrizması meydana gelebilir. ACTA2 geni, alfa-2-aktin için kodlar. Kardiyak alfa aktin için ACTC1 genindeki bir mutasyon, dilate kardiyomiyopatiye neden olur. Ayrıca, sitoplazmik beta-aktin için bir gen olarak ACTB'nin bir mutasyonu, büyük hücreli ve yaygın B hücreli lenfomaya neden olabilir. Bazı otoimmün hastalıklar, yüksek seviyelerde aktin antikorlarına sahip olabilir.

Bu, özellikle otoimmün karaciğer iltihabı için geçerlidir. Uzun vadede karaciğer sirozuna yol açan kronik bir hepatit seyridir. Burada düz kas aktinine karşı bir antikor bulunur. Ayırıcı tanı açısından, otoimmün hepatiti kronik viral hepatitten ayırt etmek o kadar kolay değildir. Çünkü kronik viral hepatitte aktine karşı antikorlar da daha az oranda uyarılabilir.