Τι είναι η Actin;

Η ακτίνη είναι μια πρωτεΐνη που βρίσκεται μέσα στα κύτταρα όλων των ζωντανών όντων των οποίων τα κύτταρα περιέχουν έναν πυρήνα συνδεδεμένο με τη μεμβράνη. Η πρωτεΐνη είναι συστατικό δύο ειδών κυτταρικών νημάτων: των μικρονημάτων και των λεπτών νημάτων. Τα μικρονημάτια συμβάλλουν στον κυτταροσκελετό – μια δομή στο εσωτερικό των κυτταρικών μεμβρανών που βοηθά το κύτταρο να διατηρήσει το σχήμα του. Λεπτά νήματα, τα οποία βρίσκονται στα μυϊκά κύτταρα, εμπλέκονται στη σύσπαση των μυών.

Ο τρόπος με τον οποίο τα νήματα ακτίνης διευκολύνουν τη συστολή των μυών μπορεί να εξηγηθεί χρησιμοποιώντας τη θεωρία του συρόμενου νήματος. Μέσα σε κάθε μυϊκό κύτταρο, αυτές οι πρωτεϊνικές αλυσίδες σχηματίζουν παθητικά λεπτά νημάτια που λειτουργούν σε συνδυασμό με παχιά νημάτια μυοσίνης – μια πρωτεΐνη κινητήρα ή κίνησης που παράγει τη δύναμη της μυϊκής συστολής. Για να γίνει αυτό, τα νημάτια μυοσίνης ολισθαίνουν εμπρός και πίσω κατά μήκος των νημάτων ακτίνης μέσα σε μια μονάδα μέσα στο μυϊκό κύτταρο, που ονομάζεται σαρκομέριο. Κάθε μυϊκό κύτταρο μπορεί να περιέχει εκατοντάδες χιλιάδες σαρκομερή – μια δομή που μοιάζει με ταινία που διαστέλλεται και συστέλλεται ως μονάδα καθώς τα νημάτια ακτίνης και μυοσίνης γλιστρούν το ένα δίπλα στο άλλο. Είναι οι λωρίδες των σαρκομερίων που δίνουν στους μύες τη γραμμωτή τους όψη.

Κάτω από το μοντέλο συρόμενου νήματος, τα νημάτια μυοσίνης εναλλάσσονται με νήματα ακτίνης σε οριζόντιες γραμμές, όπως και οι κόκκινες και άσπρες ρίγες στην αμερικανική σημαία. Οι πρωτεΐνες μυοσίνης ολισθαίνουν κατά μήκος της ακτίνης, απελευθερώνοντας ιόντα ασβεστίου που επιτρέπουν στην κεφαλή κάθε πρωτεΐνης μυοσίνης να συνδεθεί σε μια θέση στο νήμα ακτίνης. Μόλις η μυοσίνη προσδεθεί σε αυτές τις θέσεις – όπως ένα πλήρωμα κωπηλατών σε ένα κρανίο που τραβάει τα κουπιά τους ταυτόχρονα – η μυοσίνη τραβάει τα δύο νημάτια το ένα δίπλα στο άλλο, με αποτέλεσμα μια συνολική βράχυνση του σαρκομερίου. Αυτή η συλλογική βράχυνση γίνεται δυνατή με την υδρόλυση της τριφωσφορικής αδενοσίνης (ATP) – της κύριας πηγής ενέργειας του σώματος για πολλές κυτταρικές λειτουργίες – και έχει ως αποτέλεσμα τη συστολή του μυϊκού κυττάρου.

Μόλις τα νημάτια ακτίνης και μυοσίνης συνδεθούν και συμβεί το εγκεφαλικό επεισόδιο – τραβώντας τα νημάτια ακτίνης προς το κέντρο του σαρκομερίου – οι κεφαλές της μυοσίνης αποσπώνται και το ATP επαναφορτίζεται σε αυτά τα νημάτια, προκαλώντας στη συνέχεια το επόμενο εγκεφαλικό επεισόδιο των νημάτων. Η πρωτεΐνη τροπομυοσίνη θα μπορούσε να καλύψει τα νήματα της ακτίνης και να μπλοκάρει τις θέσεις δέσμευσης. Αυτή η διαδικασία θα εμπόδιζε τη δέσμευση της μυοσίνης και θα είχε ως αποτέλεσμα τη χαλάρωση των μυών. Αυτός ο μηχανισμός σύνδεσης και ολίσθησης των νηματίων μυοσίνης και ακτίνης είναι επίσης ο τρόπος με τον οποίο λαμβάνει χώρα η κυτταροκίνηση, ή η κυτταρική διαίρεση, με τη δράση του νήματος ολίσθησης να έχει ως αποτέλεσμα το τσίμπημα ενός κυττάρου στα δύο κατά τη μίτωση.