Mis on aktiini filamendid?

Aktiinfilamendid, tuntud ka kui mikrokiud, on õhukesed tugifilamendid, mis on toodetud kõigi eukarüootsete organismide rakkudes esineva valgu aktiini ahelatest. Kuigi need filamendid täidavad paljusid erinevaid funktsioone, eksisteerivad need peamiselt struktuurse toe ja rakusisese transpordi pakkumiseks rakulise tsütoskeleti osadena. Aktiinfilamendid võivad mängida olulist rolli ka raku kuju säilitamisel või muutmisel ning raku liikumise põhjustamisel. Suuremas mastaabis on aktiinil lahutamatu osa lihaste kokkutõmbumise protsessis, ilma milleta oleks inimeste ja paljude teiste organismide tegevus täiesti võimatu. Aktiini peaaegu kõikjal esinemine rakkudes muudab selle väga kasulikuks mitmesugustes uurimisrakendustes, mis keskenduvad tsütoskeletile ja teistele rakubioloogia valdkondadele.

Aktiini polümerisatsioon ehk protsess, mille käigus valgu aktiini monomeerid ühinevad, moodustades aktiini filamente, algab protsessiga, mida nimetatakse tuuma moodustumiseks. Tuuma moodustumine toimub siis, kui kolmest või enamast aktiini monomeerist koosnev rühm spontaanselt või muul viisil rühmitub, moodustades aluse, millele võivad kinnituda teised aktiini monomeerid. Aktiini polümerisatsioon ei moodusta ühtset lineaarset ahelat; see moodustab pigem aktiini filamendi, mis koosneb seotud aktiini monomeeride topeltheeliksist. Selline paigutus on palju vastupidavam, kui oleks üks lineaarne kiud.

Aktiini polümerisatsioon on pöörduv protsess, mis tähendab, et aktiini filamente saab jagada üksikuteks aktiini ühikuteks. See muudab protsessi väga dünaamiliseks, kuna aktiini filamendid võivad raku erinevates kohtades kiiresti polümeriseerida ja depolümeriseeruda. Erinevad keemilised muutused raku erinevates osades võivad soodustada polümerisatsiooni või depolümerisatsiooni, nii et aktiini filamente saab raku konkreetsetest vajadustest lähtuvalt üsna kiiresti kokku panna või lahti võtta. Aktiini monomeeride ja filamentide kontsentratsiooni vahel kipub olema näiline dünaamiline tasakaal, kuigi seda tasakaalu võivad mõjutada mitmed tegurid. Monomeeride teatud lävikontsentratsioonist madalamal filamendid tõenäoliselt ei moodustu, kuid sellest läviväärtusest kõrgemal toimuvad tuuma moodustumine ja polümerisatsioon spontaanselt.

Aktiini, kuna see on peaaegu kõikjal eukarüootsetes rakkudes ja selle oluline olemus raku tsütoskeleti osana, uuritakse tavaliselt bioloogilistes katsetes. Aktiini värvimiseks on välja töötatud erinevaid meetodeid, et oleks võimalik jälgida ravimitest või geneetilisest muundamisest tulenevaid muutusi. Organisme või rakke saab geneetiliselt muuta või ravida erinevate ravimitega, mis mõjutavad aktiini filamentide polümerisatsiooni. Selliseid katseid kasutatakse aktiini filamentide paljude rollide täpseks klassifitseerimiseks ja uurimaks, kuidas nende muutmine rakke mõjutab.