Ce sunt filamentele de actină?

Filamentele de actină, cunoscute și sub denumirea de microfilamente, sunt filamente subțiri de sprijin produse din lanțurile proteinei actină, care este prezentă în celulele tuturor organismelor eucariote. În timp ce aceste filamente îndeplinesc multe funcții diferite, ele există în primul rând pentru a oferi suport structural și transport intracelular ca părți ale citoscheletului celular. Filamentele de actină pot juca, de asemenea, roluri majore în menținerea sau modificarea formelor celulare și în determinarea mișcării celulei. La o scară mai mare, actina joacă un rol esențial în procesul de contracție musculară, fără de care acțiunile oamenilor și ale multor alte organisme ar fi complet imposibile. Aproape ubicuitatea actinei în celule o face foarte utilă pentru o varietate de aplicații de cercetare care se concentrează pe citoschelet și alte domenii ale biologiei celulare.

Polimerizarea actinei, sau procesul prin care monomerii proteinei actinei se combină pentru a forma filamente de actină, începe cu un proces numit nucleare. Nuclearea are loc atunci când un grup de trei sau mai mulți monomeri de actină, spontan sau altfel, se grupează împreună, formând o bază pe care alți monomeri de actină se pot atașa. Polimerizarea actinei nu formează o singură catenă liniară; formează, mai degrabă, un filament de actină constând dintr-o dublă helix de monomeri de actină legați. Un astfel de aranjament este mult mai durabil decât ar fi un singur fir liniar.

Polimerizarea actinei este un proces reversibil, ceea ce înseamnă că filamentele de actină pot fi descompuse în unități individuale de actină. Acest lucru face ca un proces foarte dinamic, deoarece filamentele de actină se pot polimeriza și depolimeriza rapid în diferite locații în întreaga celulă. Diverse modificări chimice în diferite părți ale unei celule pot promova polimerizarea sau depolimerizarea, astfel încât filamentele de actină pot fi asamblate sau dezasamblate destul de rapid în funcție de nevoile particulare ale celulei. Tinde să existe un echilibru dinamic aparent între concentrația de monomeri și filamente de actină, deși o varietate de factori pot afecta acest echilibru. Sub un anumit prag de concentrație de monomeri, filamentele probabil nu se vor forma, dar peste acest prag, nuclearea și polimerizarea au loc spontan.

Actina, din cauza ubicuității sale aproape în celulele eucariote și a naturii sale esențiale ca parte a citoscheletului celular, este studiată în mod obișnuit în experimentele biologice. Au fost dezvoltate diferite metode de vopsire a actinei, astfel încât să poată fi observate modificări rezultate din medicamente sau modificări genetice. Organismele sau celulele pot fi modificate genetic sau tratate cu diferite medicamente care afectează polimerizarea filamentelor de actină. Astfel de experimente sunt folosite pentru a clasifica cu precizie numeroasele roluri ale filamentelor de actină și pentru a afla cum modificarea acestora afectează celulele.