Aktyna jest jednym z białek najpowszechniej występujących w komórkach eukariotycznych i najbardziej zachowanych w toku ewolucji. Stanowi podstawowe białko cytoszkieletu i aparatu skurczu mięśni, a ostatnimi laty naukowcy wciąż poznają coraz nowsze właściwości tego związku.
Aktyna – charakterystyka
U ludzi aktyna jest kodowana przez 6 różnych genów, z czego dwa z nich, ACTB i ACTG1, kodują tzw. cytoplazmatyczne aktyny. To kurczliwe białko tworzące filamenty cienkie miofibryli oraz mikrofilamenty. Wraz z miozyną buduje aktomiozynę. Aktyna występuje w dwóch postaciach:
- w postaci fibrylarnej (włókienkowej) – aktyna F;
- w postaci globularnej – aktyna G (która w obecności jonów magnezu przechodzi w formę F).
Aktyna znajduje się w dużych ilościach w cytoplazmie praktycznie wszystkich komórek eukariotycznych, gdzie jest elementem cytoszkieletu, biorącym udział m.in. w utrzymywaniu kształtu oraz ruchach komórki. Znaleźć ją można także w jądrze komórkowym.
Aktyna – funkcje
Aktyna wraz z miozyną tworzy aktomiozynę, która jest niezbędna podczas skurczu mięśni szkieletowych oraz skurczu mięśni gładkich. W mięśniach aktyna tworzy filamenty cienkie, które są zbudowane z dwóch spiralnie skręconych łańcuchów aktyny G. Filamenty te wiążą się z miozyną – białkiem motorycznym. W konsekwencji tego miejsce ma przesuwanie się filamentów cienkich względem grubych, co prowadzi do skurczu mięśni. Skurcz mięśni jest procesem złożonym i wymaga udziału wielu innych cząsteczek, takich jak ATP i jony wapnia.
Ciekawostką jest, że aktyna występuje także w jądrze komórkowym, gdzie pełni istotną rolę w fundamentalnych procesach jądrowych oraz współtworzy nukleoszkielet warunkujący utrzymanie kształtu i integralności jądra komórkowego. Aktyna jest również niezbędna do tworzenia kompleksu transkrypcyjnego RNA, inicjacji oraz transkrypcji.
Przebieg skurczu mięśnia
Przebieg skurczu mięśnia można przedstawić krok po kroku następująco:
- impuls nerwowy powoduje zmiany w obrębie błony komórkowej włókna mięśniowego;
- następuje uwolnienie jonów wapnia do cytoplazmy, co z kolei powoduje zmianę umiejscowienia główek miozyny przy obecności ATP;
- ruch główek miozyny sprawia, że filamenty aktynowe przesuwają się, a sarkomer skraca;
- skurcze poszczególnych sarkomerów sumują się i dochodzi do skurczu całego włókna mięśniowego.
Warto wspomnieć, że skurcz włókna mięśniowego wymaga nakładu energii w postaci ATP. Taką energią mogą być: fosfokreatyna, glukoza, glikogen, kwasy tłuszczowe. Może także powstać w procesach oddychania beztlenowego, czego konsekwencją są tak popularne zakwasy po intensywnych treningach (nie mylić z DOMS).
Aktyna a miozyna – różnice
Cząsteczki aktyny są mniejsze i cieńsze, przybierające postać kuleczek, natomiast cząsteczki miozyny są szersze i masywne, dzięki czemu mogą spełniać swoje motoryczne funkcje. Także ich masa cząsteczkowa jest większa. Filamenty aktynowe występują w organizmie liczniej niż ma to miejsce w przypadku miozyny, a ich powierzchnia jest gładka, co odróżnia je od szorstkiej miozyny. W włóknach aktynowych nie ma mostków krzyżowych, które znajdują się zaś w cząsteczkach miozyny. Podczas pracy aktyna nie wiąże się z cząsteczkami ATP, jak czyni to miozyna. Dodatkowo włókna aktynowe poruszają się przez strefę H, gdy się kurczą, zaś filamenty miozyny nie przemieszczają się do strefy H podczas skurczu.
Polecane produkty:
|
Koenzym Q10 kapsułki
Koenzym Q10 to jeden z najważniejszych antyoksydantów. Nie tylko tylko chroni organizm przed wolnymi rodnikami. Bierze on również udział w każdej, podstawowej funkcji komórki ... Zobacz więcej... |
Bibliografia
- Ganong W., Fizjologia, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2008.
- Moraczewska J., Filamenty cienkie i mikrofilamenty – funkcjonalne kompleksy aktyny z tropomiozyną, Problemy Nauk Biologicznych, 1/2018.
- Nowak J., Rędowicz M., Aktyna i miozyna w jądrze komórkowym, Problemy Nauk Biologicznych, 1/2018.
