Wat zijn Actin-filamenten?
Actin filamenten, ook bekend als microfilamenten, zijn dunne ondersteunende filamenten geproduceerd uit ketens van het eiwit actine, die aanwezig is in de cellen van alle eukaryotische organismen. Hoewel deze filamenten veel verschillende functies vervullen, bestaan ze voornamelijk om structurele ondersteuning en intracellulair transport te bieden als delen van het cellulaire cytoskelet. Actin filamenten kunnen ook een belangrijke rol spelen bij het handhaven of wijzigen van cellulaire vormen en bij het laten bewegen van een cel. Op grotere schaal speelt actine een integrale rol in het proces van spiercontractie, zonder welke de acties van mensen en vele andere organismen volledig onmogelijk zouden zijn. De bijna alomtegenwoordigheid van actine in cellen maakt het zeer nuttig voor een verscheidenheid aan onderzoekstoepassingen gericht op het cytoskelet en andere gebieden van cellulaire biologie.
De polymerisatie van actine, of het proces waarbij monomeren van het eiwit actine combineren om actinefilamenten te vormen, begint met een proces dat nucleatie wordt genoemd. Nucleatie vindt plaats wanneer een groep van drie of meer actinemonomeren, spontaan of anderszins, samen groepeert en een base vormt waaraan andere actinemonomeren kunnen hechten. De polymerisatie van actine vormt geen enkele lineaire streng; het vormt eerder een actinefilament bestaande uit een dubbele helix van gekoppelde actinemonomeren. Een dergelijke opstelling is veel duurzamer dan een enkele lineaire streng zou zijn.
Actinepolymerisatie is een omkeerbaar proces, wat betekent dat actinefilamenten kunnen worden onderverdeeld in afzonderlijke eenheden actine. Dit zorgt voor een zeer dynamisch proces, omdat actinefilamenten op verschillende locaties in de cel snel kunnen polymeriseren en depolymeriseren. Verschillende chemische veranderingen in verschillende delen van een cel kunnen polymerisatie of depolymerisatie bevorderen, zodat actinefilamenten vrij snel kunnen worden geassembleerd of gedemonteerd op basis van de specifieke behoeften van de cel. Er is meestal een schijnbaar dynamisch evenwicht tussen de concentratie van actinemonomeren en filamenten, hoewel een verscheidenheid aan factoren dit evenwicht kan beïnvloeden. Onder een bepaalde drempelconcentratie van monomeren zullen filamenten zich waarschijnlijk niet vormen, maar boven die drempel treden spontaan nucleatie en polymerisatie op.
Actine, vanwege zijn bijna alomtegenwoordigheid in eukaryotische cellen en zijn essentiële aard als onderdeel van het cellulaire cytoskelet, wordt vaak bestudeerd in biologische experimenten. Er zijn verschillende methoden ontwikkeld om actine te verven zodat veranderingen als gevolg van geneesmiddelen of genetische modificatie kunnen worden waargenomen. Organismen of cellen kunnen genetisch worden veranderd of worden behandeld met verschillende geneesmiddelen die de polymerisatie van actinefilamenten beïnvloeden. Dergelijke experimenten worden gebruikt om de vele rollen van actinefilamenten precies te classificeren en om te leren hoe het veranderen ervan cellen beïnvloedt.