Co to są filamenty aktynowe?
Włókna aktynowe, znane również jako mikrofilamenty, są cienkimi włóknami nośnikowymi wytwarzanymi z łańcuchów aktyny białkowej, która jest obecna w komórkach wszystkich organizmów eukariotycznych. Chociaż włókna te pełnią wiele różnych funkcji, istnieją one przede wszystkim w celu zapewnienia wsparcia strukturalnego i transportu wewnątrzkomórkowego jako części cytoszkieletu komórkowego. Włókna aktynowe mogą również odgrywać ważną rolę w utrzymywaniu lub zmienianiu kształtów komórkowych i powodowaniu ruchu komórki. Na większą skalę aktyna odgrywa integralną rolę w procesie skurczu mięśni, bez którego działania ludzi i wielu innych organizmów byłyby całkowicie niemożliwe. Niemal wszechobecność aktyny w komórkach sprawia, że jest ona bardzo przydatna w różnych zastosowaniach badawczych koncentrujących się na cytoszkieletie i innych obszarach biologii komórkowej.
Polimeryzacja aktyny lub proces, w którym monomery aktyny białka łączą się, tworząc włókna aktyny, rozpoczyna się od procesu zwanego zarodkowaniem. Zarodkowanie zachodzi, gdy grupa trzech lub więcej monomerów aktyny, spontanicznie lub w inny sposób, grupuje się razem, tworząc podstawę, do której mogą przyłączać się inne monomery aktyny. Polimeryzacja aktyny nie tworzy pojedynczej nici liniowej; tworzy raczej filament aktynowy składający się z podwójnej helisy połączonych monomerów aktyny. Taki układ jest znacznie trwalszy niż pojedynczy pasm liniowy.
Polimeryzacja aktyny jest procesem odwracalnym, co oznacza, że włókna aktyny można rozbić na poszczególne jednostki aktyny. To sprawia, że proces jest bardzo dynamiczny, ponieważ włókna aktyny mogą szybko polimeryzować i depolimeryzować w różnych miejscach w całej komórce. Różne zmiany chemiczne w różnych częściach komórki mogą sprzyjać polimeryzacji lub depolimeryzacji, więc włókna aktyny mogą być montowane lub demontowane dość szybko, w zależności od szczególnych potrzeb komórki. Widoczna jest równowaga dynamiczna pomiędzy stężeniem monomerów aktyny i włókien, chociaż na tę równowagę mogą wpływać różne czynniki. Poniżej pewnego progowego stężenia monomerów włókna prawdopodobnie się nie utworzą, ale powyżej tego progu zarodkowanie i polimeryzacja zachodzą spontanicznie.
Aktyna, ze względu na jej niemal wszechobecność w komórkach eukariotycznych i jej istotną naturę jako części cytoszkieletu komórkowego, jest powszechnie badana w eksperymentach biologicznych. Opracowano różne metody barwienia aktyny, aby można było zaobserwować zmiany wynikające z leków lub modyfikacji genetycznych. Organizmy lub komórki mogą być genetycznie zmienione lub traktowane różnymi lekami, które wpływają na polimeryzację włókien aktyny. Takie eksperymenty są wykorzystywane do precyzyjnej klasyfikacji wielu ról filamentów aktynowych i dowiedzenia się, jak ich modyfikacja wpływa na komórki.