La struttura della cellula eucariotica è
sostenuta da una rete di filamenti proteici
che formano il citoscheletro.
È anche responsabile di movimenti della
cellula stessa che avvengono usando ATP.
Tre tipi di proteine che polimerizzano
formando strutture filamentose:
-Microfilamenti di actina
-Microtubuli
-Filamenti intermedi
Microfilamenti e microtubuli sono simili in
tutte le cellule eucariotiche, mentre i
filamenti interni sono diversi. La dinamicità
caratterizza solo microfilamenti e
microtubuli, poiché i filamenti intermedi
sono statici.
Actina—>Proteina globulare di 375
amminoacidi. Nel citosol ce n’è un discreto
quantitativo in forma libera; presenta una
incisura (dominio) a cui sono associate una
molecola di ATP e un catione bivalente. Altri
domini per interazioni con altre proteine. La
g-actina è una ATPasi. Polimerizza in lunghe
catene lineari unite in coppie e formanti una
spirale: microfilamenti o F-actina (legami
idrofobici e altri non covalenti). La lunghezza
del polimero è variabile, anche tutta la
cellula. I monomeri vengono incorporati nei
filamenti solo se sono legati all’ATP.
Poiché i monomeri sono orientati tutti nella
stessa direzione il filamento risulta
polarizzato (non nel senso di carica) cioè le
due estremità sono diverse e dette estremità
+ e -. Le estremità + sono rivolte verso la
membrana.
POLIMERIZZA ZIONE: PROCESSO A TAPPE
-FASE L ENTA: formazione del primo dimero.
Fase di latenza. Polimerizzazione controllata.
FASE DI CR ESC ITA: con l’aggiunta del terzo
monomero si forma un centro di nucleazione
che provoca l’aumento della velocità di
polimerizzazione che avviene con l’aggiunta
di monomeri ad entrambe le estremità. Dopo
l’incorporazione della G-actina nel filamento
l’ATP viene idrolizzata ad ADP. La velocità di
incorporazione dei monomeri è dieci volte
superiore all’estremità +, che è a crescita
rapida, mentre la – è a crescita lenta. Questo
avviene perché all’estremità + è più veloce
l’incorporazione dei monomeri rispetto
all’idrolisi dell’ATP, mentre a quella – i
monomeri vengono aggiunti più lentamente
rispetto all’idrolisi di ATP. ATP stabilizza i
legami dei monomeri all’estremità +
formando una zona che si può definire
cappuccio di G-actina con l’ATP. L’ATP si
idrolizza più velocemente ad ADP
all’estremità- destabilizzandola facendo
prevalere la depolimerizzazione.
-FASE DI EQU IL IBR IO: in questa fase
dinamica non c’è allungamento del filamento
ma c’è scambio costante di monomeri fra le
estremità del filamento e i monomeri in
soluzione. In questa situazione si assiste ad
un continuo flusso di G-actina lungo il
filamento da + a – detto mulinello.
La concentrazione di monomeri nel citosol
alla quale si raggiunge l’equilibrio è detta
concentrazione critica: se la concentrazione
è superiore il filamento si allunga, se è
inferiore depolimerizza.
ISOFORME DI ACTINA
Esistono più isoforme di actina codificate da
più geni (6 nell’uomo) con piccole differenze
strutturali ma stesso ruolo biologico; ad
esempio, le isoforme muscolari sono diverse
da quelle citoplasmatiche delle altre cellule.
Anche nelle piante esistono più isoforme di
actina.
ABP= ACTIN BINDING PROTEIN proteine
associate all’actina che ne modificano il
comportamento. Alcune proteine associate
all’actina agiscono sulla G-actina impedendo
o promuovendo la polimerizzazione.
CITOSCHELETRO
MICROFIL AMENT I: POLIMERI
DI ACT INA (G-ACT INA)
