Aktiin on struktuurvalk, mida leidub kõigis eukarüootsetes rakkudes. Ta osaleb tsütoskeleti ja lihase kokkupanekus.
Mis on aktiin?
Aktiin on valgumolekul, millel on väga vana arengulugu. Struktuurvalguna esineb see iga eukarüootse raku tsütoplasmas ja kõigi lihaskiudude sarkoomis. Koos mikrotuubulite ja vahepealsete niitidega moodustab see iga raku tsütoskeleti aktiinifilamentide kujul. Ta vastutab ühiselt rakustruktuuri moodustumise ja selle liikumise eest molekulid ja raku organellid. Sama kehtib rakkude ühtekuuluvuse kohta kitsaste ristmike kaudu või kinnitub ristmikel. Lihaskiududes sisaldab aktiin koos aktiiniga valgud müosiin, troponiin ja tropomüosiin, tekitab lihaseid kokkutõmbeid. Aktiini võib jagada kolmeks funktsionaalseks ühikuks: alfa-aktiin, beeta-aktiin ja gammaaktiin. Alfa-aktiin on lihaskiudude struktuuriline komponent, beeta- ja gammaaktiinit leidub peamiselt rakkude tsütoplasmas. Aktiin on kõrgelt konserveerunud valk, mis esineb ainerakulistes eukarüootsetes rakkudes aminohapete järjestuse väga varieeruvate muutustega. Inimestel 10 protsenti kogu valgust molekulid lihasrakkudes koosnevad aktiinist. Kõik ülejäänud rakud sisaldavad seda molekuli tsütoplasmas endiselt 1–5 protsenti.
Funktsioon, tegevus ja ülesanded
Aktiin täidab rakkudes ja lihaskiududes olulisi funktsioone. Raku tsütoplasmas moodustab see tsütoskeleti komponendina tiheda, kolmemõõtmelise võrgu, mis hoiab rakustruktuure koos. Võrgu teatud punktides tugevdavad struktuurid üksteist, moodustades membraanipunnid, näiteks mikrovillid, sünapside või pseudopoodiad. Rakukontaktide jaoks on saadaval adherensiühendused ja tihedad ristmikud. Kokkuvõttes aitab aktiin seega kaasa rakkude ja kudede stabiilsusele ja kujule. Lisaks stabiilsusele tagab aktiin rakusisesed transpordiprotsessid. See seob tihedalt olulist struktuuriliselt seotud transmembraani valgud nii et nad jäävad ruumilisse lähedusse. Müosiinide abil (mootor valgud) võtavad aktiinikiud transpordi üle ka väikeste vahemaade tagant. Näiteks võib vesiikulid transportida membraanile. Suuremad vahemaad läbivad mikrotuubulid motoorvalkude kinesiini ja dyneiini abil. Lisaks tagab aktiin ka rakkude liikuvuse. Rakud peavad olema võimelised mitmel korral kehas migreeruma. See kehtib eriti immuunreaktsioonide ajal või haavade paranemist, samuti rakkude üldiste liikumiste või muutuste ajal. Liigutused võivad põhineda kahel erineval protsessil. Esiteks võib liikumise käivitada suunatud polümerisatsioonireaktsioon ja teiseks aktiini-müosiini koostoime kaudu. Aktiini ja müosiini koostoimes on aktiinikiud struktureeritud fibrillide kimpudena, mis toimivad müosiini abil nagu tõmbetrossid. Aktiinifilamentid võivad moodustada rakkude väljakasvu pseudopoodide (filopoodiad ja lamellipoodid) kujul. Lisaks raku paljudele funktsioonidele vastutab aktiin loomulikult nii skeletilihaste kui ka silelihaste lihaste kokkutõmbumise eest. Need liikumised põhinevad ka aktiini ja müosiini koostoimel. Selle tagamiseks on paljud aktiinifilamentid väga korralikult seotud teiste valkudega.
Moodustumine, esinemine, omadused ja optimaalsed väärtused
Nagu varem mainitud, leidub aktiini kõigis eukarüootsetes organismides ja rakkudes. See on tsütoplasma sisemine komponent ja tagab rakkude stabiilsuse, struktuurselt seotud valkude kinnistumise, vesiikulite lühikese vahemaa transportimise rakumembraanja rakkude liikuvus. Aktiinita poleks rakkude ellujäämine võimalik. Aktiinivariante on kuus, mis on jagatud kolmeks alfa-variandiks, üheks beeta- ja kaheks gammavariantiks. Alfaaktiinid on seotud lihaste moodustumise ja kokkutõmbumisega. Beetaaktiinil ja gamma-1-aktiinil on tsütoplasmas oleva tsütoskeleti jaoks suur tähtsus. Gamma-2-aktiin vastutab omakorda silelihaste ja soolelihaste eest. Sünteesi käigus moodustub kõigepealt monomeeriline globulaarne aktiin, mida tuntakse ka kui G-aktiini. Individuaalne monomeerne valk molekulid omakorda polümerisatsiooni all kokku, moodustades niitja F-aktiini. Polümerisatsiooniprotsessi käigus moodustavad mitmed kerajad monomeerid pika filamentse F-aktiini. Nii kettide kokkupanek kui ka lahti võtmine on väga dünaamilised. See tähendab, et aktiinitellingute saab kiiresti kohandada vastavalt praegustele nõuetele. Lisaks tagab see protsess ka rakkude liikumise. Neid reaktsioone saab pärssida nn tsütoskeleti inhibiitoritega. Neid aineid kasutatakse kas polümerisatsiooni või depolümerisatsiooni pärssimiseks. Neil on meditsiiniline tähendus kui ravimid kontekstis keemiaravi.
Haigused ja häired
Kuna aktiin on kõigi rakkude oluline komponent, on paljud mutatsioonist tingitud struktuurimuutused viima organismi surmani. Alfa-aktiine kodeerivate geenide mutatsioonid võivad põhjustada lihasehaigusi. See kehtib eriti alfa-1-aktiini kohta. Tulenevalt asjaolust, et alfa-2-aktiin vastutab aordilihase eest, on mutatsioon ACTA2-s geen võib põhjustada perekondlikku rindkere aordi aneurüsm. ACTA2 geen kodeerib alfa-2-aktiini. ACTC mutatsioon1 geen südame alfa-aktiin põhjustab laienenud kardiomüopaatia. Lisaks võib ACTB kui tsütoplasmaatilist beeta-aktiini kodeeriva geeni mutatsioon põhjustada suuri rakke ja difuusseid B-rakke lümfoom. Mõned autoimmuunhaigused võib olla aktiinitaseme tõus antikehade. Eelkõige kehtib see autoimmuunse kohta maks põletik. See on krooniline hepatiidi mis viib maks tsirroos pikas perspektiivis. Siit leitakse silelihase aktiini vastane antikeha. Seoses diferentsiaaldiagnoos, aga autoimmuunne hepatiidi ei ole nii lihtne eristada kroonilisest viirushepatiidist. See on sellepärast, et antikehade Aktiini vastu võib vähemal määral stimuleerida ka kroonilise viiruse korral hepatiidi.
