Que sont les filaments d'actine?
Les filaments d'actine, également appelés microfilaments, sont de minces filaments de support produits à partir de chaînes de la protéine actine, présente dans les cellules de tous les organismes eucaryotes. Bien que ces filaments remplissent de nombreuses fonctions différentes, ils existent principalement pour fournir un support structurel et un transport intracellulaire en tant que parties du cytosquelette cellulaire. Les filaments d'actine peuvent également jouer un rôle majeur dans le maintien ou la modification de formes cellulaires et dans le déplacement d'une cellule. À plus grande échelle, l'actine joue un rôle essentiel dans le processus de contraction musculaire, sans lequel l'action de l'homme et de nombreux autres organismes serait totalement impossible. La quasi-omniprésence de l'actine dans les cellules le rend très utile pour diverses applications de recherche axées sur le cytosquelette et d'autres domaines de la biologie cellulaire.
La polymérisation de l'actine, ou le processus par lequel les monomères de la protéine actine se combinent pour former des filaments d'actine, commence par un processus appelé nucléation. La nucléation se produit lorsqu'un groupe de trois monomères d'actine ou plus, spontanément ou non, se regroupe pour former une base sur laquelle d'autres monomères d'actine peuvent se fixer. La polymérisation de l'actine ne forme pas un seul brin linéaire; il forme plutôt un filament d'actine constitué d'une double hélice de monomères d'actine liés. Un tel arrangement est beaucoup plus durable qu'un simple brin linéaire.
La polymérisation de l'actine est un processus réversible, ce qui signifie que les filaments d'actine peuvent être décomposés en unités individuelles d'actine. Cela rend le processus très dynamique, car les filaments d'actine peuvent polymériser et se dépolymériser rapidement à différents endroits de la cellule. Diverses modifications chimiques dans différentes parties d'une cellule peuvent favoriser la polymérisation ou la dépolymérisation, de sorte que les filaments d'actine peuvent être assemblés ou désassemblés assez rapidement en fonction des besoins particuliers de la cellule. Il semble y avoir un équilibre dynamique apparent entre la concentration de monomères et de filaments d’actine, bien que divers facteurs puissent influer sur cet équilibre. En dessous d'un certain seuil de concentration en monomères, les filaments ne se formeront probablement pas, mais au-dessus de ce seuil, la nucléation et la polymérisation se produisent spontanément.
L'actine, en raison de sa quasi-omniprésence dans les cellules eucaryotes et de son caractère essentiel dans le cytosquelette cellulaire, est couramment étudiée dans le cadre d'expérimentations biologiques. Différentes méthodes ont été développées pour colorer l'actine de manière à pouvoir observer les modifications dues aux médicaments ou aux modifications génétiques. Les organismes ou les cellules peuvent être génétiquement modifiés ou traités avec différents médicaments qui affectent la polymérisation des filaments d'actine. Ces expériences permettent de classer avec précision les nombreux rôles des filaments d’actine et d’apprendre comment leur altération affecte les cellules.