Actine

Actine est une protéine structurelle présente dans toutes les cellules eucaryotes. Il participe à la structure du cytosquelette et des muscles.

Qu'est-ce que l'actine

L'actine est une molécule de protéine très ancienne sur le plan de l'évolution. En tant que protéine structurelle, elle est contenue dans le cytoplasme de chaque cellule eucaryote et dans le sarcomère de toutes les fibres musculaires.

Avec les microtubules et les filaments intermédiaires, il forme le cytosquelette de chaque cellule sous forme de filaments d'actine. Il est conjointement responsable de la formation de la structure cellulaire et du mouvement des molécules et des organites cellulaires au sein de la cellule. Il en est de même pour la cohésion des cellules via des jonctions serrées ou adhérentes. Dans les fibres musculaires, l'actine, associée aux protéines myosine, troponine et tropomyosine, crée les contractions musculaires.

L'actine peut être divisée en trois unités fonctionnelles alpha-actine, bêta-actine et gamma-actine. L'alpha-actine est le composant structurel des fibres musculaires, tandis que la bêta et la gamma-actine se trouvent principalement dans le cytoplasme des cellules. L'actine est une protéine très conservée, qui se produit dans les cellules eucaryotes unicellulaires avec de très petits écarts dans la séquence d'acides aminés. Chez l'homme, 10% de toutes les molécules de protéines dans les cellules musculaires sont constituées d'actine. Toutes les autres cellules contiennent encore 1 à 5 pour cent de cette molécule dans le cytoplasme.

Fonction, effet et tâches

L'actine remplit des fonctions importantes dans les cellules et les fibres musculaires. Dans le cytoplasme de la cellule, en tant que partie du cytosquelette, il forme un réseau tridimensionnel dense qui maintient les structures cellulaires ensemble.

En certains points du réseau, les structures se renforcent pour former des renflements membranaires tels que des microvillosités, des synapses ou des pseudopodes. Les jonctions Adherens et les jonctions serrées sont disponibles pour les contacts de cellule. Dans l'ensemble, l'actine contribue à la stabilité et à la forme des cellules et des tissus. Outre la stabilité, l'actine assure également les processus de transport au sein de la cellule. Il lie d'importantes protéines transmembranaires structurellement apparentées afin qu'elles restent à proximité. A l'aide de myosines (protéines motrices), les fibres d'actine effectuent également un transport sur de courtes distances.

Par exemple, les vésicules peuvent être transportées vers la membrane. Des étirements plus longs sont pris en charge par les microtubules à l'aide des protéines motrices kinésine et dynéine. Actin assure également la mobilité cellulaire. Les cellules doivent pouvoir migrer à l'intérieur du corps à de nombreuses reprises. Cela s'applique en particulier aux réactions immunitaires ou à la cicatrisation des plaies ainsi qu'aux mouvements généraux ou aux changements de forme des cellules. Les mouvements peuvent être basés sur deux processus différents. D'une part, le mouvement peut être déclenché par une réaction de polymérisation dirigée et, d'autre part, via l'interaction actine-myosine.

Dans l'interaction actine-myosine, les fibres d'actine sont constituées de faisceaux de fibrilles qui fonctionnent comme des cordes à tirer à l'aide de la myosine. Les filaments d'actine peuvent provoquer des excroissances cellulaires sous forme de pseudopodes (filopodes et lamellipodes). En plus de ses diverses fonctions au sein de la cellule, l'actine est bien sûr responsable de la contraction musculaire des muscles squelettiques et des muscles lisses. Ces mouvements sont également basés sur l'interaction actine-myosine. Pour garantir cela, de nombreux filaments d'actine sont liés à d'autres protéines de manière très ordonnée.

Éducation, occurrence, propriétés et valeurs optimales

Comme déjà mentionné, l'actine se trouve dans tous les organismes et cellules eucaryotes. Il fait partie intégrante du cytoplasme et assure la stabilité des cellules, l'ancrage des protéines structurellement apparentées, le transport à courte distance des vésicules vers la membrane cellulaire et la motilité cellulaire. Sans actine, la cellule ne pourrait pas survivre. Il existe six variantes d'actine différentes, qui sont divisées en trois variantes alpha, une variante bêta et deux variantes gamma.

Les alpha actines sont impliquées dans le développement et la contraction des muscles. La bêta-actine et la gamma-1-actine sont d'une grande importance pour le cytosquelette dans le cytoplasme. La gamma-2-actine, à son tour, est responsable des muscles lisses et des muscles intestinaux. Au cours de la synthèse, de l'actine globulaire monomère, également connue sous le nom de G-actine, est initialement formée. Les molécules de protéines monomères individuelles, à leur tour, polymérisent pour former une F-actine filamentaire.

Pendant le processus de polymérisation, plusieurs monomères sphériques se combinent pour former une longue F-actine filiforme. Tant la construction que la répartition des chaînes sont très dynamiques. De cette manière, le cadre d'actine peut être rapidement adapté aux exigences actuelles. De plus, ce processus assure également les mouvements des cellules. Ces réactions peuvent être inhibées par les soi-disant inhibiteurs du cytosquelette. Avec ces substances, les polymérisations ou les dépolymérisations sont inhibées. Ils ont une importance médicale en tant que médicaments dans le cadre de la chimiothérapie.

Maladies et troubles

L'actine étant un composant essentiel de toutes les cellules, de nombreux changements structurels provoqués par des mutations entraînent la mort de l'organisme. Les mutations des gènes des alpha actines peuvent provoquer des troubles musculaires. Cela est particulièrement vrai pour l'alpha-1-actine.

En raison du fait que l'alpha-2-actine est responsable des muscles aortiques, un anévrisme de l'aorte thoracique familial peut survenir si le gène ACTA2 est muté. Le gène ACTA2 code pour l'alpha-2-actine. Une mutation du gène ACTC1 pour l'alpha-actine cardiaque provoque une cardiomyopathie dilatée. De plus, une mutation de l'ACTB en tant que gène de la bêta-actine cytoplasmique peut provoquer un lymphome diffus à grandes cellules B. Certaines maladies auto-immunes peuvent avoir des niveaux élevés d'anticorps d'actine.

Cela s'applique en particulier à l'inflammation auto-immune du foie. C'est une évolution chronique de l'hépatite, qui conduit à une cirrhose hépatique à long terme. On trouve ici un anticorps contre l'actine des muscles lisses. En termes de diagnostic différentiel, l'hépatite auto-immune n'est pas si facile à différencier de l'hépatite virale chronique. Parce que dans l'hépatite virale chronique, les anticorps contre l'actine peuvent également être stimulés dans une moindre mesure.