Thành viên:Naazulene/Actin

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

Actin là một họ protein dạng cầu có nhiều chức năng, chúng là thành phần tạo nên vi sợi trong khung xương tế bào và những sợi mảnh trong thớ cơ. Gần như trong tất cả tế bào nhân thực đều có actin, với nông độ khoảng 100 μM; khối lượng của mỗi đơn vị là cỡ 41 kDa, với đường kính 4 đến 7 nm.

Sợi actin đóng hai vai trò trong chức năng tế bào: một là vi sợi - thành phần của khung xương tế bào (bao gồm vi sợi, vi ống, sợi trung gian); hai là sợi mảnh - thành phần của bộ máy co duỗi trong mô cơ. Actin tồn tại ở hai dạng: G-actin (globular) là các đơn phân tự do; hoặc F-actin (filamentous) là sợi polymer dài và thẳng. Sự chuyển đổi qua lại giữa hai dạng là cơ sở cho các chức năng của sợi actin, từ đó là các chức năng của tế bào như thực bào hay phân chia tế bào chất.

Actin tham gia vào nhiều quá trình trong tế bào, bao gồm: co duỗi cơ, vận động tế bào, phân bào, phân chia tế bào chất, giao thông nội bào của các khoang và bào quan, tín hiệu tế bào, tạo và duy trì hình dáng và liên kết tế bào. Nhiều quá trình trong số này được thực hiện nhờ sự tương tác mật thiết và thường xuyên giữa actin và màng sinh chất.[1]

Trong động vật có xương sống, ba nhóm actin chính là alpha, beta và gamma đã được phát hiện và phân loại. Actin alpha xuất hiện trong mô cơ và là thành phần chính của bộ máy co duỗi. Actin beta và actin gamma cùng tồn tại trong hầu hết các loại tế bào và đóng vai trò thành phần của khung xương tế bào, cũng như trung gian của vận động tế bào. Người ta cho rằng những cấu trúc đa dạng mà actin có thể hình thành là do sự liên kết của tropmyosin dọc theo sợi.[2]

Sự hình thành vi sợi tạo nên một "giàn giáo" giúp tế bào thay đổi hình thái (ví dụ như tăng độ kết dính tế bào, tăng hấp thụ của màng sinh chất) để phản ứng với môi trường thay đổi hay với tín hiệu từ cơ thể. Những enzyme và bào quan khác như tiêm mao có thể được neo vào "giàn giáo" này để kiếm soát sự biến dạng của màng sinh chất, cho phép các hoạt động nhập bào và phân chia tế bào chất được thực hiện. Giào giáo actin có thể tự tạo chuyển động hoặc nhờ sự trợ giúp của động cơ phân tử. Nhờ cơ chế này, actin tham gia vào các quá trình: giao thông nội bào của các khoang và bao quan, co duỗi cơ và di cư tế bào. Ở mức độ mô và cơ thể, actin tham gia vào quá trình phát sinh phôi, quá trình chữa lành vết thương, cũng như sự phát tán của tế bào ung thư.

Nguồn gốc tiến hóa của actin có thể được tính từ tận tế bào nhân sơ, vì chúng cũng có những protein tương tự.[3] Tuy nhiên, những protein tương tự này polymer hóa thành các loại sợi có cấu trúc khác sợi actin, với cấu trúc xoắn khác, hoặc số lượng sợi tao nhiều và ít hơn.

những protein tương tự đó cấu thành các loại sợi khác, với một hoặc nhiều sợi thành phần. Liên kết giữa các sợi và những vùng liên

A cell's ability to dynamically form microfilaments provides the scaffolding that allows it to rapidly remodel itself in response to its environment or to the organism's internal signals, for example, to increase cell membrane absorption or increase cell adhesion in order to form cell tissue. Other enzymes or organelles such as cilia can be anchored to this scaffolding in order to control the deformation of the external cell membrane, which allows endocytosis and cytokinesis. It can also produce movement either by itself or with the help of molecular motors. Actin therefore contributes to processes such as the intracellular transport of vesicles and organelles as well as muscular contraction and cellular migration. It therefore plays an important role in embryogenesis, the healing of wounds, and the invasivity of cancer cells. The evolutionary origin of actin can be traced to prokaryotic cells, which have equivalent proteins. Actin homologs from prokaryotes and archaea polymerize into different helical or linear filaments consisting of one or multiple strands. However the in-strand contacts and nucleotide binding sites are preserved in prokaryotes and in archaea.[4] Lastly, actin plays an important role in the control of gene expression.

A large number of illnesses and diseases are caused by mutations in alleles of the genes that regulate the production of actin or of its associated proteins. The production of actin is also key to the process of infection by some pathogenic microorganisms. Mutations in the different genes that regulate actin production in humans can cause muscular diseases, variations in the size and function of the heart as well as deafness. The make-up of the cytoskeleton is also related to the pathogenicity of intracellular bacteria and viruses, particularly in the processes related to evading the actions of the immune system.[5]

  1. ^ Doherty GJ, McMahon HT (2008). “Mediation, modulation, and consequences of membrane-cytoskeleton interactions”. Annual Review of Biophysics. 37 (1): 65–95. doi:10.1146/annurev.biophys.37.032807.125912. PMID 18573073. S2CID 17352662.
  2. ^ Vindin H, Gunning P (tháng 8 năm 2013). “Cytoskeletal tropomyosins: choreographers of actin filament functional diversity”. Journal of Muscle Research and Cell Motility. 34 (3–4): 261–274. doi:10.1007/s10974-013-9355-8. PMC 3843815. PMID 23904035.
  3. ^ Gunning PW, Ghoshdastider U, Whitaker S, Popp D, Robinson RC (tháng 6 năm 2015). “The evolution of compositionally and functionally distinct actin filaments”. Journal of Cell Science. 128 (11): 2009–2019. doi:10.1242/jcs.165563. PMID 25788699.
  4. ^ Ghoshdastider U, Jiang S, Popp D, Robinson RC (tháng 7 năm 2015). “In search of the primordial actin filament”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (30): 9150–9151. doi:10.1073/pnas.1511568112. PMC 4522752. PMID 26178194.
  5. ^ Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (2002). “Chapter 16: The cytoskeleton”. Molecular biology of the cell. New York: Garland Science. tr. 907–982. ISBN 978-0-8153-3218-3.