Актин: Разлика помеѓу преработките

 

[[Примарна структура на белковините|Секвенционирањето]] на актинот било комплетирано во 1973 година, од страна на М. Елзинга и соработниците.<ref name=":2">{{Наведено списание|last=Elzinga|first=M.|last2=Collins|first2=J. H.|last3=Kuehl|first3=W. M.|last4=Adelstein|first4=R. S.|date=1973-9|title=Complete amino-acid sequence of actin of rabbit skeletal muscle|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/4517681|journal=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|volume=70|issue=9|pages=2687–2691|issn=0027-8424|pmid=4517681}}</ref> [[Рендгенска кристалографија|Кристалната структура]] на G-актинот била објавена во 1990 година, од страна на Кабш и соработниците.<ref name=":3">{{Наведено списание|last=Kabsch|first=W.|last2=Mannherz|first2=H. G.|last3=Suck|first3=D.|last4=Pai|first4=E. F.|last5=Holmes|first5=K. C.|date=1990-09-06|title=Atomic structure of the actin:DNase I complex|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2395459|journal=Nature|volume=347|issue=6288|pages=37–44|doi=10.1038/347037a0|issn=0028-0836|pmid=2395459}}</ref> Истата година бил предложен модел за структурата на F-актинот, од страна на Холмс и соработниците.<ref>{{Наведено списание|last=Holmes|first=K. C.|last2=Popp|first2=D.|last3=Gebhard|first3=W.|last4=Kabsch|first4=W.|date=1990-09-06|title=Atomic model of the actin filament|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2395461|journal=Nature|volume=347|issue=6288|pages=44–49|doi=10.1038/347044a0|issn=0028-0836|pmid=2395461}}</ref> Во текот на следните години, процедурата на кокристализација со различни протеини била постојано користена, сè додека во 2001 година не бил добиен чист кристал на актин со врзан ADP. Сепак, сè уште не е добиена структура на F-актинот со висока резолуција по пат на рендгенска дифракција. Кристализацијата на F-актинот била можна поради употребата на [[Родамин|родамински]] конјугат, кој ја спречува полимеризацијата со блокирање на аминокиселинскиот остаток [[Цистеин|cys-374]].<ref name=":4">{{Наведено списание|last=Otterbein|first=L. R.|last2=Graceffa|first2=P.|last3=Dominguez|first3=R.|date=2001-07-27|title=The crystal structure of uncomplexed actin in the ADP state|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11474115|journal=Science (New York, N.Y.)|volume=293|issue=5530|pages=708–711|doi=10.1126/science.1059700|issn=0036-8075|pmid=11474115}}</ref>

 

== Структура ==

 

Актинот е еден од најзастапените протеини во [[Еукариоти|еукариотските клетки]], и е распространет низ целата [[цитоплазма]].<ref name=":6" /> Во [[Миоцит|миоцитите]], актинот сочинува околу 20% од вкупната протеинска маса, а во другите типови на клетки оваа вредност изнесува помеѓу 1% и 5%. Постојат повеќе типови на актин, бидејќи [[Ген|гените]] кои кодираат за актин претставуваат цела [[Генска фамилија|генска фамилија]] (кај растенијата оваа фамилија содржи повеќе од 60 елементи, вклучувајќи гени и [[Псевдоген|псевдогени]], додека кај човекот таа содржи повеќе од 30 елементи).<ref name=":1" /><ref>{{Наведено списание|last=Ponte|first=P.|last2=Gunning|first2=P.|last3=Blau|first3=H.|last4=Kedes|first4=L.|date=1983-10|title=Human actin genes are single copy for alpha-skeletal and alpha-cardiac actin but multicopy for beta- and gamma-cytoskeletal genes: 3' untranslated regions are isotype specific but are conserved in evolution|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/6646124|journal=Molecular and Cellular Biology|volume=3|issue=10|pages=1783–1791|issn=0270-7306|pmid=6646124}}</ref> Ова значи дека генетската информација на секоја единка содржи инструкции кои создаваат повеќе варијанти на актинот (наречени [[Белковинска изоформа|изоформи]]), кои имаат нешто поразлични функции. Еукариотските организми вршат [[Генска експресија|експресија]] на различни гени чии продукти се: α-актин, кој е дел од контрактилните структури; β-актин, кој се наоѓа во експанзиониот раб на клетките кои ја користат проекцијата на своите клеточни структури како начин за подвижност; и γ-актин, кој се наоѓа во филаментите на стрес влакната.<ref name=":10">{{Наведена книга|title=Molecular Cell Biology|last=Scott MP, Lodish HF, Berk A, Kaiser C, Krieger M, Bretscher A, Ploegh H, Amon A|first=|publisher=W. H. Freeman|year=2012|isbn=978-1-4292-3413-9|location=San Francisco|pages=}}</ref> Актинот има свои хомолози и во другите домени на животот; кај [[Бактерии|бактериите]] тоа е протеинот [[MreB]] (скратеница од [[Англиски јазик|англ.]], Murein region ‘e’ B), кој е способен да полимеризира во микрофиламенти;<ref name=":1" /><ref name=":5" /> додека кај [[Археи|археите]] тоа е протеинот ТаО583, кој е посличен со еукариотскиот актин.<ref>{{Наведено списание|last=Hara|first=Futoshi|last2=Yamashiro|first2=Kan|last3=Nemoto|first3=Naoki|last4=Ohta|first4=Yoshinori|last5=Yokobori|first5=Shin-ichi|last6=Yasunaga|first6=Takuo|last7=Hisanaga|first7=Shin-ichi|last8=Yamagishi|first8=Akihiko|date=2007-3|title=An actin homolog of the archaeon Thermoplasma acidophilum that retains the ancient characteristics of eukaryotic actin|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17189356|journal=Journal of Bacteriology|volume=189|issue=5|pages=2039–2045|doi=10.1128/JB.01454-06|issn=0021-9193|pmc=PMCPMC1855749|pmid=17189356}}</ref>

Клеточниот актин има две форми: мономерни глобули, наречени G-актин, и полимерни филаменти, наречени F-актин (т.е. филаменти составени од повеќе G-актински мономери). F-актинот, исто така, може да се опише како микрофиламент. Две паралелни нишки од F-актин мора да ротираат за 166 степени за да можат да лежат точно една врз друга. На овој начин се создава структурата на двоен хеликс на микрофиламентите од [[Цитоскелет|цитоскелетот]]. Микрофиламентите имаат дијаметар од приближно 7 nm, а хеликсот се повторува на секои 37 nm. Секоја актинска молекула врзува молекула на ADP или ATP, која пак е врзана за [[Магнезиум|Mg⁺⁺]] катјон. Споредено со сите можни комбинации, најчестите форми на актин се ATP-G-актин и ADP-F-актин.<ref name=":7">{{Наведено списание|last=Graceffa|first=Philip|last2=Dominguez|first2=Roberto|date=2003-09-05|title=Crystal structure of monomeric actin in the ATP state. Structural basis of nucleotide-dependent actin dynamics|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12813032|journal=The Journal of Biological Chemistry|volume=278|issue=36|pages=34172–34180|doi=10.1074/jbc.M303689200|issn=0021-9258|pmid=12813032}}</ref><ref>{{Наведено списание|last=Reisler|first=E.|date=1993-2|title=Actin molecular structure and function|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8448029|journal=Current Opinion in Cell Biology|volume=5|issue=1|pages=41–47|issn=0955-0674|pmid=8448029}}</ref>

 

Комплетната [[Примарна структура на белковините|пептидна секвенца]] на G-актинот првпат била утврдена во 1973 година, од страна на Елзинга и соработниците. Таа се состои од 374 [[Аминокиселина|аминокиселински]] остатоци. N-терминалот има изразено [[Киселина|кисел]] карактер и започнува со ацетилиран [[Аспарагинска киселина|аспартатен]] остаток, каде е ацетилирана амино групата. C-терминалот има [[База (хемија)|алкален]] карактер и се состои од [[фенилаланин]] кој му претходи во секвенцата на [[Цистеин|цистеински]] остаток, кој има одреден степен на функционална значајност. Двата краја се наоѓаат во непосредна близина во рамките на поддоменот I. На позиција 73 се наоѓа невообичаениот [[Хистидин|''N''_T-метилхистидински]] остаток.<ref name=":8" />

 

Според вообичаената конвенција во [[Топологија|тополошките]] студии, протеинот е прикажан така што најголемиот домен се наоѓа на левата страна, а најмалиот домен се наоѓа на десната страна. Кај актинот, во ваква позиција, помалиот домен е поделен на два поддомени: поддомен I (долна положба, аминокиселински остатоци 1-32, 70-144 и 338-374) и поддомен II (горна положба, остатоци 33-69). Поголемиот домен е, исто така, поделен на два поддомена: поддомен III (долна положба, остатоци 145-180 и 270-337) и поддомен IV (горна положба, остатоци 181-269). Изложените делови на поддомените I и III се нарекуваат „бодликави“ краеви, додека изложените делови на поддомените II и IV се нарекуваат „шилести“ краеви. Оваа номенклатура алудира на фактот дека, поради малата маса на поддоменот II, актинот е поларен, за што во поголеми детали ќе биде дискутирано подолу во текстот. Некои автори поддомените ги именуваат Ia, Ib, IIa и IIb, соодветно.

 

 

F-актинскиот полимер се смета дека има структурен поларитет поради фактот што сите подединици на микрофиламентот се насочени кон истиот крај. Одовде конвенцијата за именување: крајот што поседува актинска подединица чие место за врзување на ATP е изложено се нарекува „(-) крај“, додека спротивниот крај, каде местото за врзување на ATP е насочено кон соседниот мономер, се нарекува „(+) крај“.<ref name=":10" /> Термините „шилест“ и „бодликав“, кои се однесуваат на двата краја на микрофиламентите, произлегуваат од нивниот изглед под [[Преносна електронска микроскопија|преносна електронска микроскопија]], кога примероците се испитуваат после техника на подготовка наречена „декорација“. Овој метод се состои од додавање на [[Миозин|миозински]] S1 фрагменти на ткиво кое е фиксирано со [[Танинска киселина|танинска киселина]]. Овој миозин формира поларни врски со актинските мономери, што доведува до конфигурација која изгледа како стрела со перјаница долж нејзината оска, каде оската е актинот, а перјаницата е миозинот. Според оваа логика, крајот на микрофиламентот кој нема протрудирачки миозин е наречен врвот на стрелата (- крај), а другиот крај е бодликавиот крај (+ крај).<ref>{{Наведено списание|last=Begg|first=D. A.|last2=Rodewald|first2=R.|last3=Rebhun|first3=L. I.|date=1978-12|title=The visualization of actin filament polarity in thin sections. Evidence for the uniform polarity of membrane-associated filaments|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/569662|journal=The Journal of Cell Biology|volume=79|issue=3|pages=846–852|issn=0021-9525|pmc=PMCPMC2110270|pmid=569662}}</ref> S1 фрагментот е составен од домените на главата и вратот на миозинот II. Во физиолошки услови, G-актинот (мономерна форма) се трансформира во F-актин (полимерна форма) со помош на ATP, каде улогата на ATP е од суштинско значење.

 

=== Склопување ===

 

За препознавање на актинот и тубулинот се користат различни подединици, иако постои мало преклопување. Кај актинот, подединиците кои се врзуваат со префолдинот се веројатно PFD3 и PFD4, кои се врзуваат на две места: едното е помеѓу остатоците 60-79, а другото е помеѓу остатоците 170-198. Актинот бива препознаен, „натоварен“ и „испорачан“ до цитозолниот шаперонин (CCT) во отворена конформација.<ref name=":11" /> Кога актинот е испорачан, контактот е толку краткотраен што не се формира терцијарен комплекс, а префолдинот веднаш се ослободува.<ref>{{Наведено списание|last=Simons|first=C. Torrey|last2=Staes|first2=An|last3=Rommelaere|first3=Heidi|last4=Ampe|first4=Christophe|last5=Lewis|first5=Sally A.|last6=Cowan|first6=Nicholas J.|date=2004-02-06|title=Selective contribution of eukaryotic prefoldin subunits to actin and tubulin binding|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14634002|journal=The Journal of Biological Chemistry|volume=279|issue=6|pages=4196–4203|doi=10.1074/jbc.M306053200|issn=0021-9258|pmid=14634002}}</ref>

CCT потоа покренува секвенцијално склопување на актинот преку формирање на врски со неговите подединици, наместо едноставно да го затвори во својата празнина.<ref>{{Наведено списание|last=Martín-Benito|first=Jaime|last2=Grantham|first2=Julie|last3=Boskovic|first3=Jasminka|last4=Brackley|first4=Karen I.|last5=Carrascosa|first5=José L.|last6=Willison|first6=Keith R.|last7=Valpuesta|first7=José M.|date=2007-3|title=The inter-ring arrangement of the cytosolic chaperonin CCT|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17304242|journal=EMBO reports|volume=8|issue=3|pages=252–257|doi=10.1038/sj.embor.7400894|issn=1469-221X|pmc=PMCPMC1808031|pmid=17304242}}</ref> За оваа цел поседува специфични области за препознавање во својот апикален β-домен. Првата фаза на склопувањето се состои од препознавањето на остатоците 245-249. Потоа други детерминанти воспоставуваат контакти.<ref>{{Наведено списание|last=Neirynck|first=Katrien|last2=Waterschoot|first2=Davy|last3=Vandekerckhove|first3=Joël|last4=Ampe|first4=Christophe|last5=Rommelaere|first5=Heidi|date=2006-01-06|title=Actin interacts with CCT via discrete binding sites: a binding transition-release model for CCT-mediated actin folding|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16300788|journal=Journal of Molecular Biology|volume=355|issue=1|pages=124–138|doi=10.1016/j.jmb.2005.10.051|issn=0022-2836|pmid=16300788}}</ref> И актинот и тубулинот се врзуваат за CCT во отворени конформации, во отсуство на ATP. Во случајот на актинот, две подединици се врзани за време на секоја конформациска промена, додека кај тубулинот врзувањето е за четири подединици. Актинот има специфични врзувачки подединици кои стапуваат во интеракција со δ и β-CCT подединиците или со δ-CCT и ε-CCT. По врзувањето на AMP-PNP за CCT, супстратите влегуваат во празнината на шаперонинот. Исто така, во случајот на актинот, се чини дека [[CAP1|CAP протеинот]] е потребен како кофактор во последните фази на неговото склопување.<ref name=":12" />

 

=== Каталитички механизам на ATPазата ===

Актинот е [[Аденозинтрифосфатаза|ATPаза]], односно [[ензим]] кој [[Хидролиза|хидролизира]] ATP. Оваа група на ензими се карактеризираат со мала брзина на каталитичката реакција. Познато е дека оваа ATPаза е „активна“, т.е. нејзината брзина се зголемува за околу 40.000 пати кога актинот е дел од филамент.<ref name=":13" /> Референтната вредност за оваа брзина на хидролиза во идеални услови е околу 0,3 s^-1. Неорганскиот фосфат останува врзан за актинот, веднаш до ADP молекулата, релативно долго време, сè додека не се ослободи кооперативно од внатрешноста на филаментот.<ref name=":14">{{Наведено списание|last=Vavylonis|first=Dimitrios|last2=Yang|first2=Qingbo|last3=O'Shaughnessy|first3=Ben|date=2005-06-14|title=Actin polymerization kinetics, cap structure, and fluctuations|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15939882|journal=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|volume=102|issue=24|pages=8543–8548|doi=10.1073/pnas.0501435102|issn=0027-8424|pmc=PMCPMC1150824|pmid=15939882}}</ref><ref>{{Наведено списание|last=Katkar|first=Harshwardhan H.|last2=Davtyan|first2=Aram|last3=Durumeric|first3=Aleksander E. P.|last4=Hocky|first4=Glen M.|last5=Schramm|first5=Anthony C.|last6=De La Cruz|first6=Enrique M.|last7=Voth|first7=Gregory A.|date=2018-10-16|title=Insights into the Cooperative Nature of ATP Hydrolysis in Actin Filaments|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30249402|journal=Biophysical Journal|volume=115|issue=8|pages=1589–1602|doi=10.1016/j.bpj.2018.08.034|issn=1542-0086|pmc=PMCPMC6260209|pmid=30249402}}</ref>

Точните молекуларни детали на каталитичкиот механизам сè уште не се потполно разјаснети. Иако има многу дебати на ова прашање, се чини сигурно дека „затворената“ конформација е потребна за хидролиза на ATP, а се смета дека аминокиселинските остатоци кои се вклучени во овој процес се придвижуваат на соодветното растојание.<ref name=":13" /> [[Глутаминска киселина|Глутаминската киселина]] Glu137 е еден од клучните остатоци и се наоѓа во поддоменот I. Нејзината функција е да ја врзе молекулата на вода која [[Нуклеофил|нуклеофилно]] ја напаѓа γ-фосфатната врска на ATP, додека нуклеотидот е силно врзан за поддомените III и IV. Бавноста на каталитичкиот процес се должи на големото растојание и искривената положба на молекулата на вода во однос на реактантот. Многу е веројатно дека конформационата промена меѓу G и F формите на актинот, како резултат на ротација на домените, го поместува остатокот Glu137 поблиску, овозможувајќи ја хидролизата на ATP. Овој модел сугерира дека полимеризацијата и функцијата на ATPазата веднаш стануваат независни една од друга.<ref name=":5" /><ref name=":9" /> Трансформацијата од „отворена“ во „затворена“ состојба помеѓу G и F формите на актинот и нејзините импликации на релативното придвижување на неколку клучни остатоци се карактеризирани во [[Молекуларна динамика|молекуларната динамика]] и [[QM/MM]] симулациите.<ref>{{Наведено списание|last=McCullagh|first=Martin|last2=Saunders|first2=Marissa G.|last3=Voth|first3=Gregory A.|date=2014-09-17|title=Unraveling the mystery of ATP hydrolysis in actin filaments|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25181471|journal=Journal of the American Chemical Society|volume=136|issue=37|pages=13053–13058|doi=10.1021/ja507169f|issn=1520-5126|pmc=PMCPMC4183606|pmid=25181471}}</ref><ref>{{Наведено списание|last=Saunders|first=Marissa G.|last2=Voth|first2=Gregory A.|date=2011-10-14|title=Water molecules in the nucleotide binding cleft of actin: effects on subunit conformation and implications for ATP hydrolysis|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21856312|journal=Journal of Molecular Biology|volume=413|issue=1|pages=279–291|doi=10.1016/j.jmb.2011.07.068|issn=1089-8638|pmid=21856312}}</ref>

 

 

Типичниот ген за актин има околу 100-нуклеотиден 5’ UTR (aнгл. ''5′ untranslated region:'' [[5’-нетранслатирана област]]), 1200-нуклеотиден транслатиран регион и 200-нуклеотиден 3’ UTR (aнгл. ''3′ untranslated region'': [[3’-нетранслатирана област]]). Повеќето актински гени поседуваат [[Интрон|интрони]].

Сите несферични прокариоти поседуваат гени кои кодираат хомолози на актинот (како што е [[MreB]]). Овие гени изгледа дека се важни за одржување на формата на прокариотската клетка. Генот ParM, кој се наоѓа во [[Плазмид|плазмидите]], кодира за протеин сличен на актинот чија полимерна форма е динамички нестабилна, а има особина да изврши раздвојување на плазмидската [[ДНК]] во клетките-ќерки за време на клеточната делба. Овој механизам на раздвојување на плазмидската ДНК е аналоген на улогата на [[Микротубула|микротубулите]] во процесот на [[митоза]] кај еукариотите.<ref>{{Наведено списание|last=Garner|first=Ethan C.|last2=Campbell|first2=Christopher S.|last3=Weibel|first3=Douglas B.|last4=Mullins|first4=R. Dyche|date=2007-03-02|title=Reconstitution of DNA segregation driven by assembly of a prokaryotic actin homolog|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17332412|journal=Science (New York, N.Y.)|volume=315|issue=5816|pages=1270–1274|doi=10.1126/science.1138527|issn=1095-9203|pmc=PMCPMC2851738|pmid=17332412}}</ref>

 

Факторите за нуклеација се неопходни за да се стимулира полимеризацијата на актинот. Еден таков фактор за нуклеација е [[Arp2/3 комплекс|Arp2/3 комплексот]], кој имитира димер на G-актинот, со цел да ја стимулира нуклеацијата (или формирањето на првиот тример) на мономерниот G-актин. Комплексот Arp2/3 се врзува и за актински филаменти под агол од 70°, за да поттикне формирање на нови актински гранки од веќе постоечките актински филаменти. Arp2/3-посредуваната нуклеација е неопходна за одвивањето на насочената клеточна миграција.<ref>{{Наведено списание|last=Suraneni|first=Praveen|last2=Fogelson|first2=Ben|last3=Rubinstein|first3=Boris|last4=Noguera|first4=Philippe|last5=Volkmann|first5=Niels|last6=Hanein|first6=Dorit|last7=Mogilner|first7=Alex|last8=Li|first8=Rong|date=2015-03-01|title=A mechanism of leading-edge protrusion in the absence of Arp2/3 complex|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25568333|journal=Molecular Biology of the Cell|volume=26|issue=5|pages=901–912|doi=10.1091/mbc.E14-07-1250|issn=1939-4586|pmc=PMCPMC4342026|pmid=25568333}}</ref>

 

F-актинот е истовремено јак и динамичен. За разлика од другите видови на [[Полимер|полимери]], како што е [[ДНК]], чии составни делови се врзани меѓу себе со јаки [[Ковалентна врска|ковалентни врски]], мономерите на актинските филаменти се врзани со послаби, нековалентни врски. Проблемот на малата јачина на овие врски е решен со формирање на латерални врски со соседните мономери. Од друга страна, предноста на слабите врски е што краевите на филаментите се динамични, па можат лесно да ослободат или да инкорпорираат мономер. Ова значи дека филаментите можат брзо да се реорганизираат и, на тој начин, да ја променат клеточната структура како одговор на одредени надворешни сигнали. Овој процес, заедно со биохемискиот механизам кој го покренува, е познат како „динамика на агрегација“.<ref>{{Наведена книга|title=Chapter 16: The cytoskeleton. Molecular biology of the cell|last=Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P|first=|publisher=Garland Science|year=2002|isbn=978-0-8153-3218-3|location=New York|pages=907–982}}</ref>

 

 

Се чини дека ниските нивоа на актин во јадрото се многу важни, бидејќи актинот има во секвенцата два сигнала за експорт од јадрото. Микроинјектираниот актин бргу се отстранува од јадрото. Експортот на актинот од јадрото се врши на два начина: преку [[XPO1|експортин 1]] (EXP1) и преку [[XPO6|експортин 6]] (Exp6).<ref>{{Наведено списание|last=Wada|first=A.|last2=Fukuda|first2=M.|last3=Mishima|first3=M.|last4=Nishida|first4=E.|date=1998-03-16|title=Nuclear export of actin: a novel mechanism regulating the subcellular localization of a major cytoskeletal protein|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9501085|journal=The EMBO journal|volume=17|issue=6|pages=1635–1641|doi=10.1093/emboj/17.6.1635|issn=0261-4189|pmc=PMCPMC1170511|pmid=9501085}}</ref><ref>{{Наведено списание|last=Stüven|first=Theis|last2=Hartmann|first2=Enno|last3=Görlich|first3=Dirk|date=2003-11-03|title=Exportin 6: a novel nuclear export receptor that is specific for profilin.actin complexes|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14592989|journal=The EMBO journal|volume=22|issue=21|pages=5928–5940|doi=10.1093/emboj/cdg565|issn=0261-4189|pmid=14592989}}</ref>

Специфични модификации, како што е SUMOлацијата (посттранслациона модификација во која SUMO протеин (од [[англ.]] Small Ubiquitin-like Modifier) ковалентно се врзува за протеинот кој се модифицира), овозможуваат задржување на актинот во јадрото. Било демонстрирано дека мутација која ја спречува SUMOлацијата предизвикува брз експорт на β-актинот од клеточното јадро.<ref name=":19">{{Наведено списание|last=Hofmann|first=Wilma A.|last2=Arduini|first2=Alessandro|last3=Nicol|first3=Samantha M.|last4=Camacho|first4=Carlos J.|last5=Lessard|first5=James L.|last6=Fuller-Pace|first6=Frances V.|last7=de Lanerolle|first7=Primal|date=2009-07-27|title=SUMOylation of nuclear actin|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19635839|journal=The Journal of Cell Biology|volume=186|issue=2|pages=193–200|doi=10.1083/jcb.200905016|issn=1540-8140|pmc=PMCPMC2717643|pmid=19635839}}</ref>

 

 

Во јадрото на соматските клетки не можат да се набљудуваат актински филаменти со помош на оваа техника.<ref>{{Наведено списание|last=Pederson|first=Thoru|last2=Aebi|first2=Ueli|date=2002-10|title=Actin in the nucleus: what form and what for?|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/12490148|journal=Journal of Structural Biology|volume=140|issue=1-3|pages=3–9|issn=1047-8477|pmid=12490148}}</ref> Тестот за инхибиција на ДНКаза I, кој е досега единствениот тест што овозможува квантификација на полимеризираниот актин директно во биолошки примероци, има покажано дека ендогениот јадрен актин се јавува главно во мономерна форма.<ref name=":21" />

Точно контролираното ниво на актинот во јадрото на клетките, кое е пониско отколку во цитоплазмата, го спречува формирањето на актински филаменти. Полимеризацијата е, исто така, намалена преку ограничениот пристап до актинските мономери, кои се врзани во комплекси со актин-врзувачки протеини, главно кофилин.<ref name=":20" />

 

 

Нивото на актински изоформи, како во цитоплазмата така и во јадрото, може да се промени; на пример, како одговор на стимулација од клеточниот раст.<ref>{{Наведено списание|last=Spencer|first=Virginia A.|date=2011-9|title=Nuclear actin: A key player in extracellular matrix-nucleus communication|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22046450|journal=Communicative & Integrative Biology|volume=4|issue=5|pages=511–512|doi=10.4161/cib.4.5.16256|issn=1942-0889|pmc=PMCPMC3204115|pmid=22046450}}</ref>

Истражувањата на јадрениот актин главно се фокусирани на бета изоформата.<ref>{{Наведено списание|last=Zhao|first=K.|last2=Wang|first2=W.|last3=Rando|first3=O. J.|last4=Xue|first4=Y.|last5=Swiderek|first5=K.|last6=Kuo|first6=A.|last7=Crabtree|first7=G. R.|date=1998-11-25|title=Rapid and phosphoinositol-dependent binding of the SWI/SNF-like BAF complex to chromatin after T lymphocyte receptor signaling|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9845365|journal=Cell|volume=95|issue=5|pages=625–636|issn=0092-8674|pmid=9845365}}</ref><ref name=":22">{{Наведено списание|last=Hofmann|first=Wilma A.|last2=Stojiljkovic|first2=Ljuba|last3=Fuchsova|first3=Beata|last4=Vargas|first4=Gabriela M.|last5=Mavrommatis|first5=Evangelos|last6=Philimonenko|first6=Vlada|last7=Kysela|first7=Katarina|last8=Goodrich|first8=James A.|last9=Lessard|first9=James L.|date=2004-11|title=Actin is part of pre-initiation complexes and is necessary for transcription by RNA polymerase II|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15502823|journal=Nature Cell Biology|volume=6|issue=11|pages=1094–1101|doi=10.1038/ncb1182|issn=1465-7392|pmid=15502823}}</ref><ref name=":23">{{Наведено списание|last=Hu|first=Ping|last2=Wu|first2=Si|last3=Hernandez|first3=Nouria|date=2004-12-15|title=A role for beta-actin in RNA polymerase III transcription|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15574586|journal=Genes & Development|volume=18|issue=24|pages=3010–3015|doi=10.1101/gad.1250804|issn=0890-9369|pmid=15574586}}</ref><ref name=":24">{{Наведено списание|last=Philimonenko|first=Vlada V.|last2=Zhao|first2=Jian|last3=Iben|first3=Sebastian|last4=Dingová|first4=Hana|last5=Kyselá|first5=Katarína|last6=Kahle|first6=Michal|last7=Zentgraf|first7=Hanswalter|last8=Hofmann|first8=Wilma A.|last9=de Lanerolle|first9=Primal|date=2004-12|title=Nuclear actin and myosin I are required for RNA polymerase I transcription|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15558034|journal=Nature Cell Biology|volume=6|issue=12|pages=1165–1172|doi=10.1038/ncb1190|issn=1465-7392|pmid=15558034}}</ref> Меѓутоа, употребата на антитела за различни актински изоформи овозможува идентификација не само на бета изоформата во јадрото, туку и на:

 

==== Преглед на мускулната контракција ====

[[Податотека:Sarcomere.svg|мини|288x288пкс|Структура на саркомер, основна морфолошка и функционална единица на скелетните мускули која содржи актин.]]

Кај контрактилните снопови ([[стрес влакна]]), актин-врзувачкиот протеин алфа-[[актинин]] го одделува секој тенок филамент на растојание од околу 35 nm. Зголеменото растојание им овозможува на дебелите филаменти да навлезат во просторот помеѓу тенките филаменти и да стапуваат во интеракција со нив, што може да доведе до деформација или контракција. Кај деформацијата, едниот крај на миозинот е врзан за [[Клеточна мембрана|цитоплазматската мембрана]], додека другиот крај „чекори“ кон (+) крајот на актинскиот филамент. Силата генерирана од овој процес делува да ја повлече мембраната и да ѝ ја промени формата во однос на клеточниот кортекс. Кај контракцијата, миозинската молекула обично е врзана за два различни филамента. Во овој случај, и двата миозински краја истовремено „чекорат“ кон (+) краевите на нивните соодветни актински филаменти, лизгајќи ги на тој начин поблиску еден до друг. Ова резултира со скратување (контракција) на актинскиот сноп (но не и на самиот актински филамент).

 

==== Улога на актинот во мускулната контракција ====

Хеликсниот F-актински филамент кој влегува во составот на мускулите содржи молекула на [[тропомиозин]], која е обвиткана околу него. За време на фазата на релаксација, тропомиозинот ги покрива активните места на актинот, така што не може да се одвива интеракцијата помеѓу актинот и миозинот за создавање на мускулна контракција. За тропомиозинската нишка се врзуваат [[Тропонин|тропонините]], кои имаат три полимери: [[тропонин I]], [[тропонин T]] и [[тропонин C]].<ref name=":25" /> Регулаторната функција на тропомиозинот зависи од неговата интеракција со тропонинот, во присуство на Ca⁺⁺ јони.<ref>{{Наведена книга|url=https://books.google.mk/books?id=OEFvw6RRgBoC&redir_esc=y|title=Cardiología clínica|last=Luna|first=Antoni Bayés de|date=2002|publisher=Elsevier España|isbn=9788445811795|language=es}}</ref>

И актинот и миозинот се вклучени во мускулната контракција, а тие сочинуваат 90% од вкупната протеинска содржина на [[Мускул|мускулите]].<ref name=":28">{{Наведена книга|url=https://books.google.mk/books?id=OCWP08sZok4C&redir_esc=y|title=Bioquímica médica|last=Baynes|first=John W.|last2=Dominiczak|first2=Marek H.|date=2005-12|publisher=Elsevier|isbn=9788481748666|language=es}}</ref> Целокупниот процес е инициран од надворешен сигнал, главно преку акционен потенцијал кој го стимулира мускулот. Циклусот на контракција и релаксација ги содржи следните чекори:<ref>{{Наведена книга|title=Eckert animal physiology: mechanisms and adaptations|last=Eckert R, Randall D, Burggren WW, French K|first=|publisher=W.H. Freeman and CO|year=2002|isbn=978-0-7167-3863-3|location=New York|pages=}}</ref>

 

[[Податотека:MreB.png|мини|265x265пкс|Структура на бактерискиот актински хомолог MreB]]

Цитоскелетот на сите еукариотски организми ги содржи актинот и тубулинот како основни градбени единици. На пример, протеинот кој е кодиран од [[ACTG2]] генот кај луѓето е еквивалентен на [[Хомологија (биологија)|хомолозите]] присутни кај стаорците и глувците, со сличност во [[Нуклеотидна низа|нуклеотидната секвенца]] од дури 92%.<ref>{{Наведено списание|last=Miwa|first=T.|last2=Manabe|first2=Y.|last3=Kurokawa|first3=K.|last4=Kamada|first4=S.|last5=Kanda|first5=N.|last6=Bruns|first6=G.|last7=Ueyama|first7=H.|last8=Kakunaga|first8=T.|date=1991-6|title=Structure, chromosome location, and expression of the human smooth muscle (enteric type) gamma-actin gene: evolution of six human actin genes|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1710027|journal=Molecular and Cellular Biology|volume=11|issue=6|pages=3296–3306|issn=0270-7306|pmid=1710027}}</ref> Сепак, постојат големи разлики со еквивалентите во прокариотите ([[FtsZ]] и [[MreB]]), каде сличноста помеѓу нуклеотидните секвенци е помеѓу 40-50% кај различните видови на [[бактерии]] и [[археи]]. Според некои автори прародителската форма на денешниот еукариотски актин повеќе наликувала на бактерискиот актински хомолог MreB.<ref>{{Наведено списание|last=Erickson|first=Harold P.|date=2007-7|title=Evolution of the cytoskeleton|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17563102|journal=BioEssays: News and Reviews in Molecular, Cellular and Developmental Biology|volume=29|issue=7|pages=668–677|doi=10.1002/bies.20601|issn=0265-9247|pmc=PMCPMC2630885|pmid=17563102}}</ref>

Некои автори истакнуваат дека однесувањето на актинот, тубулинот и [[Хистон|хистонот]] (протеин вклучен во стабилизацијата и регулацијата на ДНК) се слични во нивната способност да врзуваат [[Нуклеотид|нуклеотиди]] и во нивната способност да го користат [[Брауново движење|Брауновото движење]]. Се претпоставува дека сите овие типови на протеини споделуваат заеднички предок.<ref>{{Наведено списание|last=Gardiner|first=J.|last2=McGee|first2=P.|last3=Overall|first3=R.|last4=Marc|first4=J.|date=2008|title=Are histones, tubulin, and actin derived from a common ancestral protein?|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18615236|journal=Protoplasma|volume=233|issue=1-2|pages=1–5|doi=10.1007/s00709-008-0305-z|issn=0033-183X|pmid=18615236}}</ref>