Concetti Chiave
- I filamenti di actina, noti come F-actina, sono formati da subunità chiamate G-actina, che contengono ATP o ADP e sono composte da 4 sottodomini.
- La formazione di un filamento di actina inizia con l'aggregazione casuale di almeno 3 subunità G-actina, particolarmente favorevole in presenza di ATP.
- Il filamento di actina si allunga in modo asimmetrico, con l'estremità positiva che ha una maggiore probabilità di allungarsi rispetto all'estremità negativa.
- L'idrolisi dell'ATP nelle subunità di G-actina distanti dall'estremità allungante aumenta la probabilità di dissociazione dal filamento.
- Il fenomeno del tread milling descrive il movimento dinamico del filamento, dove le subunità vengono aggiunte a un'estremità e rimosse dall'altra, simile a un tapis roulant.
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 la differenza tra G-actina e F-actina?
- Come avviene la formazione di un filamento di actina?
- Cosa si intende per "tread milling" nel contesto dei filamenti di actina?
La G-actina è la singola unità globulare di actina, mentre la F-actina è il filamento polimerizzato che si forma attraverso la polimerizzazione delle G-actine. La G-actina contiene una molecola di ATP o ADP e si aggrega per formare il filamento.
La formazione di un filamento di actina inizia con la creazione casuale di un nucleo iniziale di almeno 3 subunità di G-actina, che avviene con maggiore probabilità in presenza di ATP. Questo nucleo dà origine a un filamento che si allunga, con un'estremità positiva che ha maggiori probabilità di allungamento rispetto all'estremità negativa.
Il "tread milling" è un fenomeno in cui il filamento di actina si muove come su un tapis roulant, poiché le subunità di G-actina vengono aggiunte a un'estremità (positiva) mentre vengono rimosse dall'altra estremità (negativa), creando un dinamismo continuo nel filamento.