Aktinfilament

Aktinfilamente sind Einzelfäden, die durch Polymerisation aus Monomeren des globulären Strukturproteins Aktin entstehen. Sie lagern sich so zusammen, dass sie eine helikal aufgebaute Struktur bilden. An ihren dünnsten Stellen besitzen sie einen Durchmesser von 6-7 nm, an ihren dicksten Stellen von etwa 9 nm. Profilin beschleunigt dabei den dynamischen Aufbau des Filaments, während Cofilin 1 destabilisierend wirkt und den Abbau fördert. Das Zusammenspiel dieser beiden Proteine ermöglicht eine flexible Anpassung des Aktinzytoskeletts an verschiedene zelluläre Anforderungen.

Aktinfilamente sind sehr variable Zellelemente, die eine Vielzahl verschiedener Aufgaben erfüllen.

Zellmorphologie

Aktinfilamente dienen vor allem der Erhaltung der Zellgestalt, indem sie unter der Zellmembran ein stabiles Netzwerk bilden. In diesem sind auch die Transmembranproteine verankert. Des Weiteren enthalten die sogenannten Mikrovilli ein zentrales Bündel aus Aktinfilamenten. Man findet sie in verschiedenen Organen (z.B. im Darm), wo sie resorptive Aufgaben erfüllen.

Zellteilung

Aktinfilamente verankern während der Mitose die Zentrosomen und erfüllen so eine wichtige Aufgabe während der Zellteilung. Sie dürfen jedoch nicht mit den Fasern des Spindelapparates verwechselt werden - dieser bildet u.a. Mikrotubuli aus.

Zellbeweglichkeit

Aktinfilamente befähigen Zellen dazu, Pseudopodien zu bilden und ermöglichen so die amöboide Beweglichkeit bestimmter Zellen (z.B. Leukozyten). Außerdem sind sie für die Membranbewegungen bei der Phagozytose veranwortlich. In Muskelzellen sind Aktinfilamente gemeinsam mit den Myosinfilamenten die molekulare Grundlage für die Kontraktion.

Aktinfilamente interagieren mit verschiedenen anderen Proteinen, um die Zell- oder Gewebestabilität zu sichern:

• Cadherine, welche die Zellkontakte in Gewebeverbänden vermitteln, interagieren mit ihrer intrazellulären Domäne über verschiedene Interaktionspartner (u.a. Catenin und Vinculin) mit den Aktinfilamenten des Zytoskeletts.
• Talin ist ein Adapterprotein, das Aktinfilamente mit den Integrinen verbindet, die den Kontakt zur extrazellulären Matrix herstellen.
• Dystrophin sorgt für die Querverbindung der Aktinfilamente in Muskelzellen (siehe auch: Duchenne-Muskeldystrophie)
• Spectrin bildet mit Aktinfilamenten ausgedehnte Netzwerke auf der Innenseite der Zellmembran.
• Villin verbindet Aktinfilamente zu kompakten Fasernbündeln.