Concetti Chiave
- I filamenti di actina sono composti da subunità G-actina, che si polimerizzano formando F-actina.
- La formazione del filamento inizia con un nucleo di almeno tre subunità di G-actina, facilitata dalla presenza di ATP.
- Le estremità del filamento hanno velocità di allungamento diverse: l'estremità positiva cresce più velocemente di quella negativa.
- L'idrolisi dell'ATP nelle subunità di G-actina favorisce la dissociazione dal filamento, riducendo la stabilità delle subunità lontane dal punto di allungamento.
- Il fenomeno del treadmilling descrive il movimento del filamento, con aggiunte all'estremità positiva e rimozioni da quella negativa.
Struttura e polimerizzazione dell'actina
I filamenti di actina prendono il nome di F-actina e la singola unità invece si chiama Gactina. La G-actina è formata a sua volta da 4 sottodomini, presenta al suo interno una molecola di ATP o di ADP. Per formare un filamento c’è necessità che le parti globulari vadano incontro ad un processo di polimerizzazione. Nel citosol sono sempre disponibili un certo numero di subunità di actina libere e quando si incontrano c’è la possibilità che interagiscano tra di loro e che si leghino. La singola unità cellulare ha un certo orientamento e quindi si possono legare solo in una certa direzione.
Formazione e dinamica del filamento
Per poter dare inizio alla formazione di un filamento di actina è necessario che si crei randomicamente un piccolo nucleo iniziale, costituito da almeno di 3 subunità actiniche. Questa aggregazione spontanea di subunità di G-actina avviene con notevole probabilità quando all’interno della G-actina c’è una molecola di ATP. Quando inizia questa aggregazione si forma effettivamente un filamento che tende ad allungarsi. La velocità di allungamento però non è la stessa alle due estremità, infatti, una delle due viene chiamata estremità positiva e ha maggiori probabilità di allungamento, l’altra estremità viene definita invece negativa e ha minore probabilità di allungamento. Man mano che le actine dotate di ATP si aggregano e allungano il filamento, le subunità di G-actina che sono distanti dal punto di allungamento, hanno maggiore probabilità che l’ATP al suo interno vada incontro a idrolisi e che si liberi un gruppo fosfato. Questa scissione provoca una alterazione dello stato energetico dell’intera subunità tale per cui rende molto più probabile la dissociazione della G-actina dal filamento. Una delle conseguenze di questo allungamento dinamico è che l’intero filamento si muove (dato che da una parte le subunità vengono aggiunte e dall’altra tolte) come se fosse su un tapis roulant, questo fenomeno è chiamato tread milling.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo dell'ATP nella formazione dei filamenti di actina?
- Come si differenziano le estremità di un filamento di actina durante l'allungamento?
- Che cos'è il fenomeno del tread milling nei filamenti di actina?
L'ATP all'interno della G-actina aumenta la probabilità di aggregazione spontanea delle subunità, facilitando la formazione del nucleo iniziale necessario per l'inizio del filamento.
L'estremità positiva ha maggiori probabilità di allungamento rispetto all'estremità negativa, influenzando la dinamica di crescita del filamento.
Il tread milling è il movimento dinamico del filamento, dove le subunità di actina vengono aggiunte a un'estremità e rimosse dall'altra, creando un effetto simile a un tapis roulant.
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