Актин - белок не только для мышц

Белок актин широко известен в узких кругах. Кажется ещё в школе учат, проходя мышцы, актин-миозиновую систему: тонкие и толстые нити, которые скользят друг по другу, за счёт чего происходит сокращение мышц.

Как всегда беру материалы (но не знания) из Вики, но русскоязычная значительно беднее, английской.

На рисунке актин обозначен синими значками, причём обозначен весьма точно. Дело в том, что в мышцах он представлен полимерами, состоящими из многочисленных мономеров округлой формы. Мономеры актина, глобулы, принято называть G-actin, а полимер, фибриллярный актин - F-actin. Есть ещё олигомерные формы - это короткие цепочки, недотягивающие до фибриллярного полимера, но о них потом.

Актин есть во всех типах мышц у всех животных. Возьмите очень специфичные летательные мышцы насекомых или гладкую мускулатуру стенки сосудов человека - везде найдёте актин, причём крайне схожий между собой.

Дело в том, что говоря "актин" обычно подразумевают целое семейство белков, очень близких по последовательности аминокислот. Аминокислотная последовательность актина очень консервативна, то есть практически не меняется очень долгое время и у далёких видов они практически совпадают. Так у человека и пекарских дрожжей сходство последовательности белка 95%. Однако, если в процессе эволюции образуются копии одного и того же белка, то постепенно различия в этих генах накапливаются. У млекопитающих шесть генов актина, которые объединяются в три класса: α (альфа)-, β (бета)- и γ (гамма)-актины. В мышцах синтезируется α-актин, который был открыт первым и, соответственно, лучше всего изучен.

Обычно на мышцах знания об актине и заканчиваются. При этом, на самом деле, актин выполняет ещё огромное количество других важных функций в клетках. Как говорится: мышце есть не везде, а актин - везде! Так зачем он везде нужен?

Прежде всего скажем, что актин, система актиновых филаментов - это один из трёх элементов цитоскелета клетки, который присутствует во всех клетках. Цитоскелет выполняет опорную функцию, структурную. Так актин входит в субмембранный, подмембранный комплекс эритроцитов, который поддерживает их двояковогнутую форму.

В эпителиальных клетках кишечного эпителия актин создаёт каркас многочисленных микроворсинок, благодаря которых клетки и защищаются и повышают площадь поверхности для ускорения всасывания. У амёб и других ползающих клеток типа макрофагов актин участвует в формировании псевдоподий.

Так же, прежде всего в эпителиальных клетках, актин является каркасом опоясывающих десмосом - механические контакты клеток, которые делают ткань прочной, не дают эпителию распадаться на отдельные клетки. Прочие клетки крепятся к субстрату с помощью фокусных контактов, которые заякориваются пучками актиновых филаментов - стресс-фибриллами.

Зелёным цветом покрашен актин, красным - один из белков фокального контакта.

Что ещё делает актин? Он нужен при делении клеток - под мембраной образуется кольцо актина, которое сокращается и перетягивает клетку пополам. По актиновым филаментам с помощью моторных белков осуществляется цитоплазматический транспорт различных молекул.

Кроме того, актин нужен в ядре, хотят тут его функции изучены значительно хуже. Олигомеры нужны для синтеза РНК и ДНК - используются как рельсы. В крупных ядрах актин выполняют нуклеоскелетную функцию - поддерживает форму ядра, так же как обычно это делает с клеткой в целом.

Про ядерный актин я могу рассказать много, так что отложим это до следующего раза.