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Diferencia entre revisiones de «Actina»

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{RAWWWWWRRR PUTOOOSSS RAAAWWR OOOHH YEAAAH HAHAHAHAHAHAHAHAHAHAHAHAHAHAHAHAHAHAHAHAHAHAHAHAHA!
[[Archivo:Actin_with_ADP_highlighted.png|thumb|Actina G (código [[Protein Data Bank|PDB]]: 1j6z). Se representan en el [[centro activo]] las moléculas de [[adenosina trifosfato|ADP]] y el catión divalente.<ref>[http://www.pdb.org/pdb/explore/explore.do?structureId=1J6Z Uncomplexed Actin], [[Protein Data Bank]]</ref>]]
 
[[Archivo:Actin_filament_atomic_model.png|thumb|Actina F; representación de la superficie de una repetición de 13 subunidades basada en el modelo de Ken Holmes del filamento de actina.<ref name=Holmes1990>{{citation | last1 = Holmes | first1 = K.C. | last2 = Popp | first2 = D. | last3 = Gebhard | first3 = W. | last4 = Kabsch | first4 = W. | year = 1990 | title = Atomic model of the actin filament | journal = Nature | volume = 347 | issue = 6288 | pages = 44–49 | doi = 10.1038/347044a0 | url = http://www.nature.com/nature/journal/v347/n6288/abs/347044a0.html | format = w}}</ref>]]
 
La '''actina''' es una familia de [[proteína]]s globulares que forman los [[microfilamento]]s, uno de los tres componentes fundamentales del [[citoesqueleto]] de las [[célula]]s de los organismos [[eucariota]]s (también denominados eucariontes). Puede encontrarse como [[monómero]] en forma libre, denominada '''actina G''', o como parte de [[polímero]]s lineales denominados '''microfilamentos''' o '''actina F''', que son esenciales para funciones celulares tan importantes como la movilidad y la contracción de la [[célula]] durante la división celular.
 
De la importancia capital de la actina da cuenta el hecho de que en el contenido proteico de una célula supone siempre un elevado porcentaje y que su [[secuencia de aminoácidos|secuencia]] está muy [[región conservada|conservada]], es decir, que ha cambiado muy poco a lo largo de la [[evolución]]. Por ambas razones se puede decir que su [[estructura de las proteínas|estructura]] ha sido optimizada. Sobre ésta se pueden destacar dos rasgos peculiares: es una [[enzima]] que [[hidrólisis|hidroliza]] [[ATP]], la "moneda universal de la energía" de los procesos biológicos, haciéndolo muy lentamente. Pero al mismo tiempo necesita de esa [[molécula]] para mantener su integridad estructural. Adquiere su forma eficaz en un proceso de [[plegamiento de proteínas|plegamiento]] casi dedicado. Además es la que establece más [[interacciones proteína-proteína|interacciones]] con otras proteínas de cuantas se conocen, lo que le permite desempeñar las más variadas funciones que alcanzan a casi todos los aspectos de la vida celular. La [[miosina]] es un ejemplo de proteína que une actina. Otro ejemplo es la [[vilina]], que puede entrelazar la actina en haces o bien cortar los filamentos de actina, dependiendo de la concentración de catión [[calcio]] en su entorno.<ref name=biolcel/>
 
Formando microfilamentos en un proceso dinámico proporciona un andamiaje que dota a la célula de una forma con posibilidad de remodelarse rápidamente en respuesta a su entorno o a [[transducción de señal|señales]] del organismo, por ejemplo, aumentando la superficie celular para la absorción o proporcionando soporte a la [[adherencia celular|adhesión de las células]] para formar [[tejido (biología)|tejidos]]. Sobre este andamiaje se pueden anclar otras enzimas, [[orgánulo]]s como el [[cilio]], dirigir la deformación de la [[membrana celular]] externa que permite la [[endocitosis|ingestión celular]] o la [[citocinesis]]. También puede producir movimiento, bien por ella misma o ayudada de [[motor molecular|motores moleculares]]. De ese modo contribuye a procesos como el transporte intracelular de [[vesícula]]s y [[orgánulo]]s y la [[músculo|contracción muscular]], o la migración celular, importante en el [[embriogénesis|desarrollo embrionario]], reparación de heridas o invasividad del [[cáncer]]. El origen evolutivo de esta proteína se puede rastrear en las [[Célula procariota|células procariotas]], donde existen equivalentes. Por último es importante en el control de la [[expresión génica]].
 
Un buen número de [[enfermedad]]es tienen como base [[Mutación|alteraciones genéticas]] en [[alelo]]s de los [[gen]]es que gobiernan la producción de la actina o de sus proteínas asociadas, siendo también esencial en el proceso de [[infección]] de algunos [[microorganismo]]s [[patógeno]]s. Las mutaciones en los distintos genes de actina presentes en humanos ocasionan [[miopatía]]s, variaciones en el tamaño y la función [[corazón|cardiaca]] y [[sordera]]. Los componentes del citoesqueleto también tienen relación con la patogenicidad de [[bacteria]]s intracelulares y [[virus]], especialmente en procesos relacionados con la evasión de la respuesta del [[sistema inmune]].<ref name="alberts">{{cita libro| autor = Alberts ''et al''| título = Biología molecular de la célula| año = 2004| editorial = Barcelona: Omega| id = ISBN 54-282-1351-8}}</ref>
 
== Historia ==
[[Archivo:GyorgyiNIH.jpg|thumb|right|El [[premio Nobel]] [[Albert von Szent-Györgyi Nagyrápolt|Szent-Györgyi]], codescubridor con Brúnó Straub de la actina.]]
La actina fue observada experimentalmente por primera vez en [[1887]] por [[W.D. Halliburton]], quien extrajo una [[proteína]] [[músculo|muscular]] que coagulaba preparaciones de [[miosina]], denominándolo "fermento de la miosina".<ref name="Halliburton">{{cita publicación| autor =Halliburton, W.D. | título =On muscle plasma | año =1887 | publicación = J. Physio. | número =8}}</ref> No obstante, Halliburton fue incapaz de efectuar la caracterización de sus observaciones, y por ello el descubrimiento se atribuye a Brúnó F. Straub, entonces un joven [[bioquímica|bioquímico]] que trabajaba en el laboratorio de [[Albert Szent-Györgyi]] en el Instituto de química médica de la [[Universidad de Szeged]], en [[Hungría]].
 
En [[1942]], Straub desarrolló una nueva técnica para la [[extracción]] de proteínas musculares que le permitía aislar cantidades sustanciales de actina relativamente [[sustancia química|pura]]. Este método es el mismo que esencialmente se utiliza en los [[laboratorio]]s actualmente. Szent-Györgyi había descrito previamente una forma más [[viscosidad|viscosa]] de miosina, producida por extracciones lentas en músculo, como "miosina activada" y puesto que la proteína de Straub producía el efecto activador, la denominó ''actina''. La viscosidad disminuía si se añadía [[ATP]] a la mezcla de ambas proteínas, conocida como ''actomiosina''. El trabajo de ambos no pudo ser publicado en los países occidentales debido al ambiente bélico de la [[Segunda Guerra Mundial]], saliendo a la luz en [[1945]] cuando fue publicado como suplemento de ''Acta Physiologica Scandinavica''.<ref name="Szent_Gyorgyi">Szent-Gyorgyi, A. (1945) Studies on muscle. Acta Physiol Scandinav 9 (suplemento. 25)</ref> Straub continuó trabajando en la actina hasta [[1950]], publicando que podía unirse al [[Adenosín trifosfato|ATP]] y que, durante la [[polímero|polimerización]] de la proteína para formar [[microfilamento]]s, se [[hidrólisis|hidrolizaba]] a ADP + [[ácido fosfórico|P<sub>i</sub>]], el cual permanecía unido al microfilamento. Straub sugirió que esta [[reacción química|reacción]] desempeñaba un papel en la contracción muscular, pero esto sólo es cierto en el caso del [[músculo liso]] y no fue verificado experimentalmente hasta [[2001]].<ref name="Straub">{{cita publicación| autor =Straub, F.B. y Feuer, G.| título =Adenosinetriphosphate the functional group of actin.| año =1950 | publicación = Biochim.Biophys. Acta.| id = PMID 2673365}}</ref><ref name="Bárány">{{cita publicación| autor =Bárány, M., Barron, J.T., Gu, L., y Bárány, K.| título =Exchange of the actin-bound nucleotide in intact arterial smooth muscle | año =[[2001]] | publicación = J. Biol. Chem. | volumen =276 | número =51 | id = PMID 11602582}}</ref>
 
La [[secuencia de aminoácidos]] fue completada por Elzinga y colaboradores en [[1973]],<ref name="Elzinga">{{Citation | title = Complete amino-acid sequence of actin of rabbit skeletal muscle | url = http://www.pnas.org/cgi/reprint/70/9/2687.pdf | year = 1973 | journal = Proceedings of the National Academy of Sciences | pages = 2687–2691 | volume = 70 | issue = 9 | last1 = Elzinga| first1 = M. | last2 = Collins| first2 = J.H. | last3 = Kuehl| first3 = W.M. | last4 = Adelstein | first4 = R.S. | accessdate = 29 de junio de 2009}}</ref> y la [[Cristalografía de rayos X|estructura cristalográfica]] de la actina G fue determinada en [[1990]] por Kabsch y colaboradores, aunque se trataba de un cocristal en el que formaba un complejo con la [[desoxirribonucleasa I]],<ref name="Kabsch">{{cita publicación| autor =Kabsch W, Mannherz HG, Suck D, Pai EF, Holmes KC.| título =Atomic structure of the actin:DNase I complex. | año =1990 | publicación = [[Nature]] | volumen =347 | número =6288 | id = PMID 2395459}}</ref> siendo propuesto un modelo el mismo año para la actina F por Holmes y sus colaboradores.<ref name="Holmes">{{cita publicación| autor =Holmes KC, Popp D, Gebhard W, Kabsch W| título =Atomic model of the actin filament | año =1990 | publicación = [[Nature]] | volumen =347 | número =6288 | id = PMID 2395461}}</ref> Este procedimiento de cocristalización con diferentes proteínas fue empleado repetidamente durante los siguientes años, hasta que en [[2001]] se logró cristalizar la proteína aislada junto con ADP. Fue posible gracias al empleo de un [[conjugado]] de [[rodamina]] que impedía la polimerización bloqueando el aminoácido [[cisteína|cys-374]].<ref name="dominguez">{{cita publicación| apellido =Domínguez|nombre=R| coautores =Otterbein LR, Graceffa P| año =2001 | mes =Julio | título =The crystal structure of uncomplexed actin in the ADP state |volumen =293 | número =5530 | páginas =708-11| pmid =11474115| idioma =inglés}}</ref> Ese mismo año se produjo el fallecimiento de Christine Oriol-Audit, la investigadora que en [[1977]] consiguió cristalizar por primera vez la actina en ausencia de ABP's. Los cristales resultaron demasiado pequeños para la tecnología de la época.<ref name="Oriol">{{cita publicación| apellido =Oriol | nombre =C | coautores=Dubord, C y Landon, F |año=1977 | mes =enero | título =Crystallization of native striated-muscle actin | publicación =FEBS Lett. | volumen=73 | número=1 | páginas=89-91| pmid=320040 | idioma=inglés}}</ref>
 
Aunque actualmente no existe un modelo de alta resolución de la forma filamentosa, el equipo de Sawaya realizó en [[2008]] una aproximación más exacta basándose en múltiples cristales de [[dímero]]s de actina que contactan en diferentes lugares.<ref>{{cita publicación| autor =Sawaya MR, Kudryashov DS, Pashkov I, Adisetiyo H, Reisler E, Yeates TO.| título =Multiple crystal structures of actin dimers and their implications for interactions in the actin filament | año =2008 | publicación = Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. |id = PMID 18391412}} </ref> Este modelo fue refinado por el propio autor y por Lorenz. Otros enfoques, como el uso de [[microscopía crioelectrónica]] o [[radiación]] [[sincrotrón]] han permitido recientemente aumentar el nivel de resolución y comprender con mayor profundidad la naturaleza de las interacciones y los cambios conformacionales implicados en la formación del filamento de actina.<ref name="Narita">{{cita publicación| apellido =Narita | coautores=Takeda S, Yamashita A, Maéda Y. | año=2006 | mes =noviembre | título =Structural basis of actin filament capping at the barbed-end: a cryo-electron microscopy study | publicación =Embo J | volumen=25 | número=23 | páginas=5626-33| doi 10.1038/sj.emboj.7601395| url=http://www.nature.com/emboj/journal/v25/n23/pdf/7601395a.pdf | idioma=inglés | formato =[[PDF]] | fechaacceso=[[27 de junio]] de [[2009]]}}</ref><ref name="Toshiro"/>
 
== Estructura ==
 
La actina es una de las proteínas más abundantes entre los [[eucariota]]s y se encuentra presente en todo el citoplasma.<ref name=biolcel/> De hecho, en las [[fibra muscular|fibras musculares]] representa el 20% en peso de proteína celular total y, en otras células animales, oscila entre el 1 y el 5%. No obstante, no existe un único tipo de actina, sino que sus [[gen]]es codificantes se encuentran definidos por una [[familia multigénica]] (familia que, en plantas, alberga más de 60 elementos, entre genes y [[seudogén|pseudogenes]] y, en humanos, más de 30).<ref name=Ponte1983>{{citation | last1 = Ponte | first1 = P. | last2 = Gunning | first2 = P. | last3 = Blau | first3 = H. | last4 = Kedes | first4 = L. | year = 1983 | title = Human actin genes are single copy for alpha-skeletal and alpha-cardiac actin but multicopy for β- and γ-cytoskeletal genes: 3' untranslated regions are isotype specific but are conserved in evolution| journal = Molecular and Cellular Biology | volume = 3 | issue = 10 | pages = 1783–1791 | url = http://mcb.asm.org/cgi/content/abstract/3/10/1783}}</ref> Esto significa que la información genética de cada individuo posee instrucciones para generar variantes de la actina (denominadas [[isoforma]]s) que poseerán funciones ligeramente distintas. De este modo, los organismos eucariotas [[expresión génica|expresan]] distintos genes que dan lugar a: la actina α, que se encuentra en estructuras contráctiles; la actina β, en el borde en expansión de las células que emplean la proyección de estructuras celulares como método de movilidad; y la actina γ, en los filamentos de las [[fibra de estrés|fibras de estrés]].<ref name="lodish">{{cita libro| autor = Lodish et al.| título = Biología celular y molecular| año = 2005| editorial = Buenos Aires: Médica Panamericana| id = ISBN 950-06-1974-3}}</ref> Además de las similitudes existentes entre las isoformas de un organismo, también existe una [[evolución biológica|conservación evolutiva]] en cuanto a estructura y función entre organismos de incluso [[dominio (biología)|dominios]] distintos al [[eucariota]]: en [[bacteria]]s se conoce el homólogo [[MreB]], una proteína que es capaz de polimerizar en microfilamentos;<ref name="Toshiro"/> y en [[arquea]]s existe un representante (Ta0583) aún más similar a las actinas de eucariotas.<ref>Futoshi Hara, Kan Yamashiro, Naoki Nemoto, Yoshinori Ohta, Shin-ichi Yokobori, Takuo Yasunaga, Shin-ichi Hisanaga, and Akihiko Yamagishi. (2007): [http://jb.asm.org/cgi/content/abstract/189/5/2039 An Actin Homolog of the Archaeon Thermoplasma acidophilum That Retains the Ancient Characteristics of Eukaryotic Actin]. Journal of Bacteriology, p. 2039-2045, Vol. 189, No. 5 doi:10.1128/JB.01454-06</ref>
 
La actina se presenta en la célula en dos formas: como monómeros globulares denominados actina G y como polímeros filamentosos denominados actina F (es decir, filamentos compuestos de multitud de monómeros de actina G). La actina F puede denominarse también microfilamento. A cada hebra de actina se une una molécula de [[adenosín trifosfato]] (ATP) o de [[adenosín difosfato]] (ADP) a su vez asociada a un catión [[magnesio|Mg<sup>2+</sup>]]. De las distintas combinaciones posibles entre las formas de actina y el nucleótido trifosfato, en la célula predominan la actina G-ATP y la actina F-ADP.<ref name=Graceffa2003>{{citation | last1 = Graceffa | first1 = Philip | last2 = Dominguez | first2 = Roberto | year = 2003 | title = Crystal Structure of Monomeric Actin in the ATP State: STRUCTURAL BASIS OF NUCLEOTIDE-DEPENDENT ACTIN DYNAMICS | journal = Journal of Biological Chemistry | volume = 278 | issue = 36 | pages = 34172–34180 | doi = 10.1074/jbc.M303689200 | url = http://www.jbc.org/cgi/content/full/278/36/34172 | pmid = 12813032}}</ref><ref name=Reisler1993>{{citation | last = Reisler | first = E. | year = 1993 | title = Actin molecular structure and function | journal = Curr Opin Cell Biol | volume = 5 | issue = 1 | pages = 41–7 | doi = 10.1016/S0955-0674(05)80006-7 | url = http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8448029}}</ref>
 
=== Actina G ===
 
En cuanto a su estructura molecular, la actina G posee una apariencia globular al [[microscopio electrónico de barrido]]; no obstante, mediante [[cristalografía de rayos X]] puede apreciarse que está compuesta de dos lóbulos separados por una hendidura; la estructura conforma el ''pliegue ATPasa'', un centro de [[catálisis enzimática]] capaz de unir el ATP y Mg<sup>2+</sup> e hidrolizar el primero a ADP más [[fosfato]]. Este pliegue es un motivo estructural conservado que también está presente en otras proteínas que interaccionan con [[nucleótido trifosfato|nucleótidos trifosfato]] como la [[hexoquinasa]] (una enzima del [[metabolismo]] energético) o las proteínas [[Hsp70]] (una familia de proteínas que contribuyen a que otras proteínas posean estructuras funcionales).<ref>{{cita web|url =http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/cddsrv.cgi?uid=28896 |título =NCBI Conserved Domains: ATP binding site |fechaacceso =[[26 de diciembre]]|añoacceso =2008|idioma =inglés}}</ref> La actina G sólo es funcional cuando posee o bien ADP o bien ATP en su hendidura; no obstante, en la célula predomina el estado unido a ATP cuando la actina se encuentra libre.<ref name="Graceffa2003"/>
 
[[Archivo:Actin-ATP Dominguez.svg|right|thumb|300px|[[Modelado molecular|Modelo molecular de cintas]] de actina de [[músculo estriado|músculo esquelético]] de [[Oryctolagus cuniculus|conejo]] según Graceffa y Domínguez, 2003. Se destacan los cuatro [[estructura secundaria de las proteínas|subdominios]], así como los extremos [[N-terminal|N]] y C terminal y el lugar de unión a ATP. La [[molécula]] está orientada según la convención que se adopta normalmente, quedando en la parte superior el extremo - (punta de flecha) y en la inferior el extremo + (barbado).<ref name="dominguez"/>]]
 
La actina [[cristalografía de rayos X|cristalizada]] por Kabsch, que es la más utilizada como modelo en estudios estructurales, puesto que fue la primera en ser [[proceso de separación|purificada]], procede del [[músculo estriado|músculo esquelético]] de [[Oryctolagus cuniculus|conejo]]. Tiene unas dimensiones aproximadas de 67 x 40 x 37 [[Ångström|Å]], un [[masa molecular]] de 41785 [[dalton (unidad)|Da]] y un [[punto isoeléctrico]] estimado en 4,8. Su [[carga eléctrica|carga neta]] a [[pH]]= 7 es de -7.<ref name="Elzinga2"/>
<ref name="Elzinga">{{cita publicación| apellido =Elzinga | coautores=Collins JH, Kuehl WM, Adelstein RS. | año=1973 | mes =septiembre | título =Complete amino-acid sequence of actin of rabbit skeletal muscle | publicación = Proc Natl Acad Sci U S A. | volumen=70 | número=9 | ubicación = | doi= | url=http://www.pubmedcentral.nih.gov/picrender.fcgi?artid=427084&blobtype=pdf | idioma=inglés | formato = [[PDF]]| resumenprofano = | fechaprofano = | cita =}}</ref>
 
;Estructura primaria
 
La [[secuencia de aminoácidos]] completa de este tipo de actina fue determinada por Elzinga y colaboradores en [[1973]], y afinada en trabajos posteriores por el mismo autor. Contiene 374 residuos de [[aminoácidos]]. Su extremo [[N-terminal]] es muy [[ácido]]. Comienza con un [[Ácido aspártico|aspartato]] [[Acetilo|acetilado]] en su grupo amino, mientras que su [[C-terminal]] es [[base|básico]], formado por una [[fenilalanina]] precedida por una [[cisteína]] de cierta importancia funcional. Ambos extremos se sitúan en una posición muy próxima dentro del subdominio I. En cuanto a aminoácidos anómalos, cabe destacar una [[histidina|''N''<sup>τ</sup>-metilhistidina]] en posición 73.<ref name="Elzinga2">{{cita publicación| apellido =Elzinga | coautores=Collins, JH | año=1975 | mes =agosto | título =The primary structure of actin from rabbit skeletal muscle. Completion and analysis of the amino acid sequence| publicación =J Biol Chem. | volumen=250 | número=15 | ubicación = | doi= | url=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1150665?dopt=Abstract | idioma=inglés | formato = | resumenprofano = | fechaprofano = | cita =}}</ref>
 
;Estructura terciaria-dominios
 
Está formada por dos [[Nivel de dominio de las proteínas|dominios]] conocidos como grande y pequeño, separados por una hendidura en cuyo centro se sitúa el lugar de unión al [[adenosín trifosfato|ATP]]-[[adenosín difosfato|ADP]]+[[fosfato|P<sub>i</sub>]]. Por debajo de éste existe una escotadura de menor profundidad llamada "surco". Cuando se encuentran en [[Proteína#Determinaci.C3.B3n de la estabilidad proteica|forma nativa]], a pesar de su nombre, ambos tienen un tamaño equiparable.<ref name="Elzinga"/>
 
En los estudios [[topología|topológicos]], por convención, la proteína se orienta de manera que el dominio mayor queda a la izquierda, mientras que el menor se sitúa a la derecha. En esta posición, el dominio pequeño se divide a su vez en el subdominio I (posición inferior, residuos 1-32, 70-144 y 338-374) y subdominio II (posición superior, residuos 33-69). El dominio mayor también se divide en otros dos, el subdominio III (inferior, residuos 145-180 y 270-337) y el subdominio IV (superior, residuos 181-269). La zona expuesta de los subdominios I y III se denomina extremo "barbado", mientras que a la de los subdominios II y IV se le llama extremo "en punta de flecha". Esta denominación hace referencia al hecho de que debido a la pequeña masa del subdominio 2, la actina adquiere polaridad, que se discutirá posteriormente al hablar de la dinámica de ensamblaje. Algunos autores nombran los subdominios como Ia, Ib, IIa y IIb, respectivamente.<ref name="dosremedios"/>
 
;Otras estructuras destacadas
 
*La estructura supersecundaria más destacada es una [[β-lámina]] de cinco cadenas que se componen de un β-meandro y una unidad β-α β dextrógira. Está presente en ambos dominios. Esto sugiere que la proteína surgió por duplicación génica.<ref name="Kabsch"/>
*El lugar de unión al [[ATP|adenosín nucleótido]] se encuentra entre dos estructuras en forma de [[horquilla beta|horquilla β]] pertenecientes a los dominios 1 y 3. Los residuos implicados son Asp11-Lys18 y Asp154-His161 respectivamente.
*Justo debajo del nucleótido se encuentra el lugar de unión al [[catión|catión divalente]], que ''in vivo'' es con mayor probabilidad el [[Magnesio|Mg<sup>2+</sup>]] o el [[Calcio|Ca<sup>2+</sup>]] mientras que ''in vitro'' es el formado por una estructura quelante en la que contribuyen la [[lisina|Lys18]] y dos [[oxígeno]]s de los [[fosfato]]s α y β del [[nucleótido]]. Este calcio está coordinado con seis moléculas de agua que se encuentran retenidas por los aminoácidos [[ácido aspártico|Asp11]], Asp154, y [[glutamina|Gln137]]. Junto con el nucleótido forma un complejo que restringe los movimientos de una región llamada bisagra o ''hinge'', situada entre los residuos 137 y 144, manteniendo de esta manera la forma nativa de la proteína, hasta el punto de que su retirada [[desnaturalización (bioquímica)|desnaturaliza]] el monómero de actina. Esta región también es importante, porque determina las conformaciones "abierta" o "cerrada" de la hendidura de la proteína.<ref name="dosremedios"/><ref name="dominguez"/>
*Con casi toda probabilidad existen al menos otros tres centros con menor [[afinidad electrónica|afinidad]] (intermedia) y otros de baja afinidad para cationes divalentes. Se ha especulado sobre el papel de estos centros en la polimerización de la actina actuando en la etapa de activación.<ref name="dosremedios"/>
*En el subdominio 2 existe una estructura, llamada bucle-D o ''D-loop'' debido a que se une a la [[ADNasa I]], situada entre los residuos [[histidina|His40]] y [[glicina|Gly48]] que aparece como un elemento desordenado en la mayoría de los cristales y como una lámina β cuando está formando complejo con la ADNasa I. Según Domínguez ''et al.'', el evento clave de la polimerización sería la propagación de un cambio conformacional desde el centro de unión al nucleótido hasta este dominio, que pasaría de ser un bucle a una hélice. Esta teoría parece ser refutada por otros trabajos.<Ref name="dominguez"/><ref name="Rould">{{cita publicación| apellido =Rould | coautores= Wan Q, Joel PB, Lowey S, Trybus KM.| año=2006 | mes =octubre | título =Crystal structures of expressed non-polymerizable monomeric actin in the ADP and ATP states | publicación =J Biol chem | volumen=281 | número=42 | ubicación = | doi=10.1074/jbc.M601973200| url=http://www.jbc.org/cgi/content/full/281/42/31909?view=long&pmid=16920713}}</ref>
 
[[Archivo:Actin18 new_rot.PNG|thumb|center|400px|Monómero de actina (variegado) en el contexto de un microfilamento, en el cual el resto de subunidades aparecen en colores azul y verde.<ref>[http://www.pdb.org/pdb/static.do?p=education_discussion/molecule_of_the_month/pdb19_1.html PDB - David S. Goodsell]</ref>]]
 
=== Actina F ===
Una descripción clásica afirma que la actina F tiene una estructura filamentosa interpretable como una [[hélice (geometría)|hélice]] [[levógiro|levógira]] monocatenaria con giro de 166º e incremento de 27,5 [[angstrom|Å]] o bien como una hélice [[dextrógiro|dextrógira]] bicatenaria con medio paso de rosca de 350-380 Å, estando cada actina rodeada de otras cuatro.<ref name=Devlin>{{cita libro |apellidos=Devlin |nombre=Thomas M |título=Bioquímica: Libro de texto con aplicaciones clínicas |url=http://books.google.com/books?id=p3DCb9lTLx8C&pg=PA1021&lpg=PA1021&dq=la+miosina+se+une+a+la+actina+residuo&source=bl&ots=YZZKRVRbRQ&sig=WqMv1TZlXS6hakU88tdHgNLfbt4&hl=es&ei=9yZHSrjVBuPTjAeF4aRk&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=4 |formato= |fechaacceso= |edición=4|año=2004|editorial=Reverte |idioma=inglés |isbn=8429172084|páginas=1021 |capítulo=23}}.</ref> La simetría del polímero de actina, que es de unas 2,17 subunidades por vuelta de hélice es incompatible con la formación de [[cristal]]es, que sólo es posible cuando éstas son exactamente 2, 3, 4 ó 6 subnidades por vuelta. Por tanto, se deben efectuar [[modelado molecular|modelos]] interpretando datos procedentes de técnicas que salvan estos inconvenientes, como la [[microscopio electrónico|microscopía electrónica]], la [[criomicroscopía electrónica]], cristales de dímeros en distintas posiciones o [[Cristalografía de rayos X|difracción de rayos X]].<ref name="Toshiro">Toshiro Oda, Mitsusada Iwasa, Tomoki Aihara, Yuichiro Maéda y Akihiro Narita (2009): [http://www.nature.com/nature/journal/v457/n7228/abs/nature07685.html The nature of the globular- to fibrous-actin transition]. Nature 457, 441-445 (22 January 2009) | doi:10.1038/nature07685</ref> Es necesario precisar que hablar de una "estructura" no es correcto para algo tan dinámico como un filamento de actina. En realidad se debería hablar de distintos estados estructurales, entre los cuales el dato más constante es el incremento de 27,5 Å, mientras que la rotación de las subunidades muestra una considerable variabilidad, siendo normal observar desplazamientos de hasta el 10% de su posición ideal. Algunas proteínas, como la [[cofilina]], parecen incrementar el ángulo de giro, pero nuevamente se puede interpretar que, en lugar de ello, estabilizan algunos "estados estructurales" normales. Éstos podrían ser importantes en el proceso de polimerización.<ref name="Egelman"/>
 
En cuanto al radio de giro o grosor del filamento, las medidas son más controvertidas: mientras los primeros modelos le asignaban una longitud de 25 Å, datos actuales de difracción de rayos X respaldados por criomicroscopía electrónica coinciden en unos 23,7 Å. Estos mismos estudios han determinado con bastante precisión los puntos de contacto entre monómeros. Unos se establecen con unidades de la misma cadena, entre el extremo "barbado" de un monómero y el extremo "en punta de flecha" del siguiente, mientras que los monómeros de cadenas adyacentes hacen contacto lateralmente mediante proyecciones del subdominio 4, siendo las más importantes la formada por el C-terminal y un enlace hidrofóbico formado por tres cuerpos en los que intervienen los residuos 39-42, 201-203 y 286. Para formar parte de un filamento, según este modelo, los monómeros estarían en una configuración llamada "plana", en la que los subdominios giran entre sí, y que también parece encontrarse en el homólogo bacteriano de la actina [[MreB]].<ref name="Toshiro"/>
 
Puesto que todas las subunidades de un microfilamento apuntan hacia el mismo extremo, se dice que el [[polímero]] presenta polaridad en su estructura. Este hecho da lugar a una convención: se nombra al extremo que posee una subunidad de actina exponiendo el lugar por el que une ATP al medio como «extremo (-)» mientras que en el opuesto, en el cual la hendidura está dirigida a otro monómero adyacente, es el «extremo (+)».<ref name="lodish"/> La denominación «en punta de flecha» y «barbado» de los extremos de los microfilamentos se debe a su aspecto al [[microscopio electrónico de transmisión]] cuando se procesan mediante una técnica denominada «decoración». Este método consiste en la adición de elementos S1 de la [[miosina]] en tejidos fijados con [[ácido tánico]]; esta miosina une de forma polar a los monómeros de actina, lo que da lugar a una configuración semejante a flechas con plumas a lo largo de todo su fuste, donde el fuste correspondería a la actina y las plumas a la miosina. De este modo, el extremo del microfilamento que queda sin miosina sobresaliendo se interpreta como la punta de la flecha, mientras el opuesto se denomina barbado.<ref>DA Begg, R Rodewald y LI Rebhun (1978): [http://jcb.rupress.org/cgi/content/abstract/79/3/846 The visualization of actin filament polarity in thin sections. Evidence for the uniform polarity of membrane-associated filaments]. The Journal of Cell Biology, Vol 79, 846-852.</ref>
 
En el [[músculo]], el filamento helicoidal de la actina F contiene también una molécula de [[tropomiosina]], una proteína de una longitud de 40 [[nanómetro]]s que se enrolla alrededor de la hélice de actina F. Durante el estado de reposo celular, la tropomiosina recubre los sitios activos de la actina de modo que no se logra la interacción actina-miosina que produce la contracción muscular. Unidas a lo largo de la hebra de tropomiosina hay otras moléculas proteicas, las [[troponina]]s, complejos de tres polímeros: [[troponina I]], [[troponina T]] y [[troponina C]].<ref name=fisiologia> Arthur C. Guyton, John E. Hall [http://books.google.es/books?id=K8-d-KzxvTYC Tratado de fisiología médica] (en español). Publicado por Elsevier España, 2007; pág 76. ISBN 84-8174-926-5</ref>
 
=== Plegamiento ===
[[Archivo:Prefoldin.png|thumb|right|[[Modelado molecular|Modelo]] de cintas obtenido mediante la aplicación del programa [[PyMOL]] a los datos [[Cristalografía de rayos X|cristalográficos]] de la prefoldina de la [[Archaea|arquea]] ''[[Pyrococcus horikoshii]]''. Se observan las seis estructuras supersecundarias en forma de hélice arrollada "colgando" de los [[barril beta|barriles β]] centrales. La literatura suele compararlas con los [[tentáculo]]s de una [[medusa]]. Por lo que se ha visto mediante [[microscopio electrónico|microscopía electrónica]], la prefoldina de [[Eukarya|eucariotas]] tiene una estructura muy similar.<ref name="Simons"/>]]
La actina puede adquirir espontáneamente una gran parte de su [[estructura terciaria de las proteínas|estructura terciaria]].<ref name="Martinbenito">{{cita publicación| apellido =Martín-Benito | coautores=Boskovic J, Gómez-Puertas P, Carrascosa JL, Simons CT, Lewis SA, Bartolini F, Cowan NJ, Valpuesta JM. | año=2002 | mes =diciembre | título =Structure of eukaryotic prefoldin and of its complexes with unfolded actin and the cytosolic chaperonin CCT | publicación =EMBO J | volumen=21 | número=23 | páginas=6377-86| pmid=12456645| doi=10.1093/emboj/cdf640 |url=http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pubmed&pubmedid=12456645 | idioma=inglés}}</ref> Sin embargo, muestra un comportamiento muy especial y casi único en la forma en que adquiere su [[plegamiento de proteínas|forma plenamente funcional]] a partir de su forma nativa recién [[traducción (genética)|sintetizada]]. La razón de una ruta tan especial podría ser la necesidad de evitar la presencia de monómeros de actina mal plegados, que serían tóxicos puesto que podrían actuar de terminadores inadecuados de la polimerización. En cualquier caso, es clave para la estabilidad del citoesqueleto, y no sólo esto, sino que podría ser un proceso esencial para la coordinación del [[ciclo celular]].<ref name="Vandamme"/><ref name="Brackley"/>
 
Para ello emplea obligadamente un tipo de [[Chaperona molecular|chaperonina]] (proteína que ayuda a otras a plegarse) [[citosol|citosólica]] del grupo II, la CCT, formada por un doble anillo de ocho subunidades diferentes (heterooctamérico) que se distingue de las demás chaperonas moleculares, y en especial de su homóloga en [[Archaea|arqueas]] [[GroEL]] en que no precisa de una co-chaperona que actúe de tapadera sobre la cavidad central [[catálisis|catalítica]]. Acepta sustratos uniéndose a ellos mediante dominios específicos, por lo que en principio se pensó que era exclusiva de actina y [[tubulina]], aunque actualmente se ha visto por [[inmunoprecipitación]] que al menos interactúa con un gran número de [[polipéptido]]s, posiblemente como [[sustrato (bioquímica)|sustratos]]. Actúa mediante cambios conformacionales dependientes de ATP, necesitando en ocasiones de varias rondas de liberación y catálisis para completar su trabajo.<ref name="Stirling">{{cita publicación| apellido =Stirling| nombre =PC| coautores= Cuéllar J, Alfaro GA, El Khadali F, Beh CT, Valpuesta JM, Melki R, Leroux MR | año=2006 | mes =marzo | título =PhLP3 modulates CCT-mediated actin and tubulin folding via ternary complexes with substrates | publicación =J Biol Chem | volumen=281 | número=11 | páginas=7012-21| pmid=16415341 |doi=10.1074/jbc.M513235200 | url=http://www.jbc.org/cgi/content/full/281/11/7012?view=long&pmid=16415341 | idioma=inglés}}</ref>
 
Para su correcto plegamiento, la actina y la tubulina también necesitan específicamente del concurso de otra proteína, la [[prefoldina]], un complejo heterohexamérico (formado por seis subunidades distintas), y tan específicamente que incluso han [[Coevolución|coevolucionado]]. En el caso de la actina, se une inmediatamente a ella mientras aún se está traduciendo, aproximadamente cuando tiene una longitud de 145 [[aminoácido]]s, que son los correspondientes al dominio N-terminal.<ref name="Hansen">{{cita publicación| apellido =Hansen | nombre =WJ| coautores=Cowan NJ, Welch WJ.| año=1999 | mes =abril | título =Prefoldin-nascent chain complexes in the folding of cytoskeletal proteins | publicación =J Cell Biol. | número=145 | páginas=2 | editorial =265-7| pmid=10209023 | url=http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pubmed&pubmedid=10209023 | idioma=inglés}}</ref>
 
Se emplean subunidades de reconocimiento diferentes para la actina y la tubulina, aunque solapadas. Probablemente en el caso de la actina se trata de las subunidades PFD3 y PFD4 que se unen a la actina en dos lugares, el I, entre los residuos 60–79 y el II, entre los residuos 170–198. La actina se reconoce, carga y entrega a la CCT en conformación abierta por la parte interna del extremo de los "tentáculos" de la prefoldina (ver imagen y nota al pie).{{Ref_label|A|a|a}} El contacto en el momento de la entrega es tan breve que no se llega a formar un complejo ternario, liberándose la prefoldina de inmediato.<ref name="Simons">{{cita publicación| apellido =Simons | nombre =CT| coautores= Staes A, Rommelaere H, Ampe C, Lewis SA, Cowan NJ | año=2004 | mes =febrero | título =Selective contribution of eukaryotic prefoldin subunits to actin and tubulin binding | publicación =J Biol Chem. | volumen=279 | número=6 | páginas=4196-203| pmid=14634002 | doi=10.1074/jbc.M306053200 | url=http://www.jbc.org/cgi/content/full/279/6/4196?view=long&pmid=14634002#REF21 | idioma=inglés}}</ref>
 
[[Archivo:CCT gamma apical.png|thumb|left|Modelo molecular de cintas del dominio γ apical de la [[chaperona molecular|chaperonina]] CCT.]]
 
Posteriormente, la chaperonina citosólica (CCT) efectúa el plegamiento de la actina de forma secuencial, y formando uniones con las subunidades, en lugar de simplemente encerrarla en su cavidad.{{Ref_label|B|b|b}} Para ello posee zonas específicas de reconocimiento en su dominio β apical. La primera etapa del plegamiento consistiría en el reconocimiento de los residuos 245-249. Posteriormente, otros determinantes establecerían contacto.<ref name="Neirynck">{{cita publicación| apellido =Neirynck | coautores= Waterschoot D, Vandekerckhove J, Ampe C, Rommelaere H | año=2006 | mes =enero | título =Actin interacts with CCT via discrete binding sites: a binding transition-release model for CCT-mediated actin folding | publicación =J Mol Biol. | volumen=355 | número=1 | páginas=124-38 | pmid=16300788}}</ref> Tanto la actina como la tubulina se unen a la CCT en conformaciones abiertas en ausencia de ATP. En el caso de la actina, en cada cambio conformacional se une a dos subunidades, a diferencia de la tubulina, que lo hace a cuatro. La actina tiene secuencias de unión específicas, interactuando con las subunidades CCTδ y β o bien con CCTδ y CCTε. Tras la unión de AMP-PNP a la CCT, los substratos van moviéndose por la cavidad de la chaperonina. Parece ser también que en el caso de la actina se precisa la proteína CAP como un posible cofactor en los estadios finales del plegamiento de la actina.<ref name="Brackley">{{cita publicación| apellido =Brackley | coautores=Grantham J| año=2009 | mes =enero | título =Activities of the chaperonin containing TCP-1 (CCT): implications for cell cycle progression and cytoskeletal organisation | publicación =Cell Stress Chaperones | volumen= 14| número=1 | páginas=23-31| pmid=18595008| doi=10.1007/s12192-008-0057-x | url=http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pubmed&pubmedid=18595008 | idioma=inglés}}</ref>
 
Aún no se conoce con exactitud la regulación de este proceso, pero se sabe que la proteína PhLP3 (proteína semejante a la [[fosducina]]) regula su actividad inhibiéndola, mediante la formación de un complejo ternario.<ref name="Stirling"/>
 
=== Mecanismo catalítico de la ATPasa ===
 
La actina es una [[ATPasa]], es decir, una [[enzima]] que [[hidrólisis|hidroliza]] ATP. Este conjunto de enzimas se caracteriza por actuar con extrema lentitud. Se sabe que esta ATPasa se "activa", o lo que es lo mismo, su velocidad aumenta unas 40 000 veces cuando la actina forma parte de un filamento.<ref name="Egelman"/> Un valor de referencia para esta tasa de hidrólisis bajo ciertas condiciones ideales sería de 0,3 [[segundo|s<sup>-1</sup>]]. Posteriormente, el P<sub>i</sub> permanecería largo tiempo unido a la actina junto al ADP, liberándose cerca del extremo del filamento.<ref name="Vavylonis">{{cita publicación| apellido =Vavylonis | nombre =D | enlaceautor= | coautores=Yang Q, O'Shaughnessy B. | fecha= | año=2005 | mes =junio | título =Actin polymerization kinetics, cap structure, and fluctuations | publicación =Proc Natl Acad Sci U S A. | volumen=102 | número=24 | páginas=8543-8| pmid=15939882| doi=10.1073/pnas.0501435102| url=http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pubmed&pubmedid=15939882 | idioma=inglés}}</ref>
 
A día de hoy no se conocen los detalles moleculares concretos del mecanismo catalítico. Aunque existe mucha polémica al respecto, parece claro que para la hidrólisis de ATP se precisa una conformación "cerrada", y se cree que acerca los residuos implicados a la distancia adecuada.<ref name="Egelman">{{cita publicación| apellido =Egelman | coautores=Reisler, E | año=2007 | mes =diciembre | título =Actin structure and function: what we still do not understand | publicación =J Biol Chem | volumen=282 | número=50 | ubicación = | doi=10.1074/jbc.R700030200 | url=http://www.jbc.org/cgi/content/full/282/50/36133 | fechaacceso= | fuenteprofano = | cita =}}</ref> Uno de los residuos clave sería [[Ácido glutámico|Glu137]], situado en el subdominio 1. Su función sería anclar la molécula de agua que produce un [[nucleófilo|ataque nucleofílico]] al [[enlace químico|enlace]] del fosfato γ del ATP, mientras el nucleótido se une fuertemente a los subdominios 3 y 4. La lentitud del proceso catalítico se debería a la gran distancia y posición sesgada de esta molécula de agua con respecto a su reactante. Con mucha probabilidad, el cambio conformacional que se produce por rotación de dominios entre las formas G y F de la actina acerca la Glu137, permitiendo su hidrólisis. Según este modelo, la polimerización y la función ATPasa estarían desacopladas en un primer momento.<ref name="Toshiro"/>
 
== Dinámica de ensamblaje ==
[[Archivo:Thin filament formation es.svg|thumb|Mecanismo de polimerización de la actina G a actina F; nótese la hidrólisis del ATP.]]
La actina F combina las cualidades de ser [[resistencia de materiales|resistente]] y dinámica. A diferencia de otros [[polímero]]s, como el [[ADN]], que mantienen unidos sus elementos constitutivos mediante [[enlace covalente|enlaces covalentes]], en los filamentos de actina los monómeros se ensamblan por enlaces más débiles de tipo no covalente. Esto, que en principio debilita la estructura, ya que se podría romper por [[agitación térmica]], se soluciona mediante los enlaces laterales con los monómeros vecinos. Al mismo tiempo, los enlaces débiles mantienen la ventaja de que los extremos del filamento pueden liberar o incorporar fácilmente [[monómero]]s, de manera que se pueden remodelar rápidamente y cambiar la estructura celular de la que son responsables en respuesta a estímulos ambientales. Ésto último y el mecanismo [[bioquímico]] por el que se efectúa es lo que se conoce como "dinámica de ensamblaje".<ref name="alberts"/>
 
;Estudios ''in vitro''
 
Los estudios de la dinámica de adición y pérdida de subunidades de los microfilamentos se han realizado ''[[in vitro]]'' (es decir, en el laboratorio, fuera de sistemas celulares) debido a que el polímero de actina resultante da lugar a la misma actina F producida ''[[in vivo]]'', donde este proceso está controlado por multitud de proteínas para responder a las necesidades celulares, de modo que sería muy difícil observar sus condiciones básicas.<ref name=Kawamura1970>{{citation | last1 = Kawamura | first1 = M. | last2 = Maruyama | first2 = K. | year = 1970 | title = Electron Microscopic Particle Length of F-Actin Polymerized in Vitro | journal = Journal of Biochemistry | volume = 67 | issue = 3 | pages = 437 | url = http://jb.oxfordjournals.org/cgi/content/abstract/67/3/437}}</ref> ''In vitro'', este hecho se produce de forma secuencial: primero, se da una «fase de activación», en la que la unión e intercambio de cationes divalentes en lugares específicos de la actina G, unido a ATP, producen un cambio conformacional, conocido a veces como Actina G* o monómero de actina F, puesto que es más parecida a las unidades que se sitúan en el filamento.<ref name="dosremedios"/> Esto la prepara para la siguiente «fase de nucleación», en la cual la actina G da lugar a pequeños fragmentos inestables de actina F capaz de polimerizar. Inicialmente se forman dímeros y trímeros de manera inestable. Cuando el número de éstos es lo suficientemente grande, tiene lugar la «fase de elongación», en la que el filamento se forma y crece rápidamente mediante la adición reversible de nuevos monómeros a ambos extremos.<ref name=cellcooper>{{cita libro|apellidos= Cooper|nombre= Geoffrey M.
|coautores=Robert E. Hausman|título= The cell: a molecular approach||año= 2007
|editorial= ASM Press, Washington|idioma= inglés|isbn= 0878932194|capítulo=Chapter 12: The Cytoskeleton and Cell Movement}}</ref> Finalmente, en el «equilibrio estacionario», los monómeros de actina G se intercambian en los extremos del microfilamento sin que varíe la longitud total del polímero.<ref name=biolcel> Marc Maillet [http://books.google.es/books?id=54vSCCv33pYC Biología celular] (en español). Publicado por Elsevier España, 2002; pág 132. ISBN 84-458-1105-3</ref> En esta última fase se define la «concentración crítica C<sub>c</sub>» como la relación entre las constantes de ensamblaje y desensamblaje (se trata, pues, de una [[constante de disociación]]), y representa la [[concentración]] de actina G en la cual la dinámica de adición y eliminación de monómeros no produce una modificación en la longitud del microfilamento. En las condiciones usuales ''[[in vitro]]'', C<sub>c</sub> es de 0,1 μM, {{Ref_label|C|c|c}} lo que significa que a valores mayores se da una polimerización y a valores menores, una despolimerización.<ref name=Kirschner1980>{{citation | last = Kirschner | first = M.W. | year = 1980 | title = Implications of treadmilling for the stability and polarity of actin and tubulin polymers in vivo | journal = The Journal of Cell Biology | volume = 86 | issue = 1 | pages = 330–334 |10.1083/jcb.86.1.330 | url = http://www.jcb.org/cgi/reprint/86/1/330.pdf | pmid = 6893454 | format = w}}</ref>
 
;Papel de la hidrólisis de ATP
 
Un asunto importante que se introdujo en el apartado anterior es el hecho de que, aunque la actina hidroliza ATP, todo parece indicar que esto no interviene en el ensamblaje, puesto que, por una parte, la hidrólisis se produce en gran medida en el interior del filamento, y por otra, el ADP también puede polimerizar. Esto plantea la cuestión de comprender cuál es el proceso [[termodinámica]]mente desfavorable que requiere un gasto de [[energía]] tan ingente. El llamado "ciclo de la actina", que liga la hidrólisis a la polimerización, consiste en la adición de monómeros de Actina G-ATP preferentemente en el extremo barbado, creando un flujo de monómeros hacia el extremo en punta de flecha en lo que se conoce como "trenzamiento" (''threadmilling'', en [[idioma inglés|inglés]]), donde los monómeros estarían en forma de Actina F-ADP y serían liberados, intercambiando posteriormente este ADP por ATP y cerrando de ese modo el ciclo.
 
Poco después de la adición, se produce la hidrólisis del ATP de forma relativamente rápida. Existen dos hipótesis sobre cómo se produce, la estocástica, en la que la hidrólisis se produciría al azar influida en cierto modo por las moléculas vecinas, y la vectorial, en la que sólo se produciría en el límite con otras moléculas que ya han hidrolizado su ATP. En cualquier caso, no se libera el P<sub>i</sub> resultante, sino que permanece un tiempo unido no covalentemente a la actina ADP, con lo cual existirían tres especies de actina en un filamento: ATP-Actina, ADP+P<sub>i</sub>-Actina y ADP-Actina.<ref name="Vavylonis"/> El contenido de un filamento en cada una de estas especies depende de su longitud y estado: al comienzo de la elongación, el filamento tiene una composición aproximadamente equivalente de monómeros con ATP y ADP+P<sub>i</sub> y una pequeña cantidad junto al extremo (-) de Actina ADP. A medida que se alcanza el estado estacionario, la situación se invierte, estando la mayor parte del filamento con ADP y el extremo (+) prácticamente sólo con ADP+P<sub>i</sub>, con el ATP reducido al extremo.<ref name=”Lewin”>{{cita libro |apellidos=Lewin |nombre=Benjamin |título=Cells |url=http://books.google.com/books?id=2VEGC8j9g9wC&pg=PA378&dq=hydrolysis+actin+polymerization&lr=&client=iceweasel-a&hl=es |formato=[[Google]] books|año=2006 |mes= |editorial=Jones & Bartlett Publishers|idioma=inglés |isbn=9780763739058}}</ref>
Si comparamos los filamentos de actina-ADP puros con aquellos que incorporan ATP, en los primeros las constantes críticas son similares en ambos extremos, mientras que en los otros dos nucleótidos la C<sub>c</sub> es diferente, siendo mayor en el extremo (+), con lo cual se dan las siguientes situaciones:<ref name="lodish"/>
 
*Para concentraciones de actina G-ATP menores a la concentración crítica del extremo (+) (esto es, Cc<sup>+</sup>) no se produce la elongación del filamento.
*Para concentraciones de actina G-ATP mayores que la concentración crítica del extremo (-) (es decir, Cc<sup>-</sup>) pero menores a la concentración crítica del extremo (+) (o Cc<sup>+</sup>) la elongación se da en el extremo (+).
*Para concentraciones de actina G-ATP mayores que la concentración crítica del extremo (-) (o Cc<sup>-</sup>) el microfilamento crece en ambos extremos.
 
Por tanto, se puede deducir que la energía de la hidrólisis se utiliza para crear un verdadero "estado estacionario", es decir, de un flujo en lugar de un simple equilibrio, lo cual dota de dinamismo, polaridad y fuerza de tracción al filamento, lo que justifica el gasto por la ganancia de funciones [[biología|biológicas]] esenciales.<ref name="Vavylonis"/> Además, la configuración de los distintos tipos de monómeros es detectada por las proteínas de unión a la actina que controlan este dinamismo, como se verá en la próxima sección.
 
=== Proteínas asociadas ===
 
[[Archivo:Profilin actin complex.png|thumb|Complejo actina (verde) - profilina (azul).<ref>[http://www.pdb.org/pdb/explore/explore.do?structureId=2BTF THE STRUCTURE OF CRYSTALLINE PROFILIN-BETA-ACTIN] [[Protein Data Bank]]</ref> La profilina mostrada pertenece al grupo II, presente característicamente en [[riñón]] y [[encéfalo]].]]
 
''[[In vivo]]'', el citoesqueleto de actina no está compuesto exclusivamente de actina, sino que para su generación, permanencia y función requiere de otras proteínas; éstas se denominan ''[[proteínas de unión a la actina]]'' (ABP, ''actin binding proteins'') e intervienen en su polimerización y despolimerización, estabilidad, su organización en haces o redes, su fragmentación y destrucción.<ref name=biolcel/> La diversidad de estas proteínas es tal, que se considera que la actina es la proteína que participa en el mayor número de [[interacciones proteína-proteína]] de cuantas se conocen.<ref name="">{{cita publicación| apellido =Domínguez | nombre =R| año=2004 | mes =noviembre | título =Actin-binding proteins--a unifying hypothesis. | volumen=29 | número=11 | páginas=572-8 |pmid=15501675}}</ref> Por ejemplo, existen elementos que secuestran la actina G, impidiendo su incorporación a los microfilamentos. De igual manera, existen proteínas que estimulan su polimerización o que dotan de complejidad a las redes en síntesis.<ref name="lodish"/>
 
*La [[timosina β4]] es una proteína de 5 kDa capaz de unirse a la actina G-ATP en una [[estequiometría]] 1:1; esto quiere decir que una unidad de timosina β4 se une a otra de actina G, en esta proporción. Su papel es impedir la incorporación de los monómeros al polímero en crecimiento.<ref name=Goldschmidt-clermont1992>{{citation | last1 = Goldschmidt-clermont | first1 = P.J. | last2 = Furman | first2 = M.I. | last3 = Wachsstock | first3 = D. | last4 = Safer | first4 = D. | last5 = Nachmias | first5 = V.T. | last6 = Pollard | first6 = T.D. | year = 1992 | title = The control of actin nucleotide exchange by thymosin β 4 and profilin. A potential regulatory mechanism for actin polymerization in cells | journal = Molecular Biology of the Cell | volume = 3 | issue = 9 | pages = 1015–1024 | url = http://www.molbiolcell.org/cgi/content/abstract/3/9/1015}}</ref>
*La [[profilina]], una proteína [[citosol|citosólica]] de 15 kDa que también se une en estequiometría 1:1 a los monómeros de actina G-ATP, pero su función es distinta: facilita el intercambio de nucleótidos ATP por ADP. Además, está implicada en otras funciones celulares, como la unión de repeticiones de [[Prolina|Pro]] en otras proteínas o de lípidos que actúan como [[segundo mensajero|segundos mensajeros]].<ref name="Witke">Witke, W., Podtelejnikov, A., Di Nardo, A., Sutherland, J., Gurniak, C., Dotti, C., and M. Mann (1998) In Mouse Brain Profilin I and Profilin II Associate With Regulators of the Endocytic Pathway and Actin Assembly. The EMBO Journal 17(4): 967-976 {{Entrez Pubmed|9463375}}</ref><ref name="Carlsson">Carlsson L, Nyström LE, Sundkvist I, Markey F, Lindberg U. (1977) Actin polymerizability is influenced by profilin, a low molecular weight protein in non-muscle cells. J. Mol. Biol. 115:465-483 {{Entrez Pubmed|563468}}</ref>
 
[[Archivo:Gelsolin.png|thumb|left|La proteína [[gelsolina]], coadyuvante en el ensamblaje y desensamblaje de la actina. Posee seis subdominios, llamados S1-S6. Cada uno posee cinco [[β lámina]]s flanqueadas por dos [[α hélice]]s, una de las cuales está posicionada perpendicularmente a las láminas β y otra en posición paralela. El extremo N-terminal (S1-S3) forma una hoja β, tal y como el C-terminal (S4-S6).<ref name="Kiselar">{{cita publicación |autor=Kiselar, J., Janmey, P., Almo, S., Chance, M. |título=Visualizing the Ca2+-dependent activation of gelsolin by using synchrotron footprinting |publicación=PNAS |año=2003 |volumen=100 |número=7 |páginas=3942–3947 |url=http://www.pnas.org/cgi/content/full/100/7/3942 |pmid=12655044 |doi=10.1073/pnas.0736004100}}</ref>]]
 
Otras proteínas de unión a actina regulan la longitud de los microfilamentos realizando cortes en ellos, lo que da lugar a nuevos extremos activos para la polimerización. Es decir, si un microfilamento, que posee dos extremos a los que pueden unirse o disociarse monómeros, es cortado dos veces, resultan tres nuevos microfilamentos con seis extremos; la nueva situación favorece la dinámica de ensamblaje y desensamblaje. Entre estas proteínas destacan la [[gelsolina]] y la [[cofilina]]. Cabe resaltar que primero realizan el corte mediante cambios en la [[conformación]] del monómero de actina al que se unen en el polímero, quedando después recubriendo el nuevo extremo (+) generado, lo que impide el agregado o el intercambio de nuevas subunidades de actina G y, puesto que los extremos (-) quedan sin recubrir, favorecen la despolimerización de los filamentos.<ref name=Southwick2000>{{citation| last = Southwick | first = Frederick S.| year = 2000| title = Gelsolin and ADF/cofilin enhance the actin dynamics of motile cells| journal = Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America| volume = 97| issue = 13| pages = 6936| doi = 10.1073/pnas.97.13.6936| url = http://www.pnas.org/cgi/content/full/pnas;97/13/6936| pmid = 10860951}}</ref>
 
Otro tipo de proteínas de unión a actina recubren los extremos de la actina F a fin de estabilizarlos, sin capacidad de romperlos. Ejemplos de estas proteínas son [[CapZ]] (que une los extremos (+) según los niveles de [[calcio|Ca<sup>2+</sup>]]/[[calmodulina]] de la célula, niveles que dependen de señales externas e internas de la célula y que intervienen en la regulación de sus funciones biológicas)<ref name=Caldwell1989>{{citation | last1 = Caldwell | first1 = J.E. | last2 = Heiss | first2 = S.G. | last3 = Mermall | first3 = V. | last4 = Cooper | first4 = J.A. | year = 1989 | title = Effects of CapZ, an actin-capping protein of muscle, on the polymerization of actin | journal = Biochemistry | volume = 28 | issue = 21 | pages = 8506–8514 | doi = 10.1021/bi00447a036 | url = http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/bi00447a036 | format = w}}</ref> o la [[tropomodulina]] (que une los extremos (-)). La tropomodulina es esencial como estabilizador de la actina F presente en las [[miofibrilla]]s de los [[sarcómero]]s del [[músculo]], estructuras caracterizadas por su gran estabilidad.<ref name=Weber1994>{{citation | last1 = Weber | first1 = A. | last2 = Pennise | first2 = C.R. | last3 = Babcock | first3 = G.G. | last4 = Fowler | first4 = V.M. | year = 1994 | title = Tropomodulin caps the pointed ends of actin filaments | journal = The Journal of Cell Biology | volume = 127 | issue = 6 | pages = 1627–1635 | doi = 10.1083/jcb.127.6.1627 | url = http://www.jcb.org/cgi/reprint/127/6/1627.pdf | pmid = 7798317}}</ref>
 
[[Archivo:Arp2 3 complex.png|thumb|Estructura atómica de Arp2/3.<ref>Robinson RC, Turbedsky K, Kaiser DA, Marchand JB, Higgs HN, Choe S, Pollard TD. (2001) [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11721045 Crystal structure of Arp2/3 complex] (en inglés). Science 294(5547):1679-84.</ref> Cada color corresponde a una subunidad: Arp3, naranja; Arp2, azul marino (las subunidades 1 y 2 no se muestran); p40, verde; p34, azul claro; p20, azul oscuro; p21, magenta; p16, amarillo.]]
 
El complejo [[Arp2/3]] se encuentra ampliamente difundido en todos los organismos [[eucariota]]s.<ref>{{Cita publicación|autor=Mullins, R. D.|coautores=Pollard, T.D.|título= Structure and function of the Arp2/3 complex|revista=Current Opinion in Structural Biology|volumen=9|número=2|fecha=April 1999|páginas=244–249|editorial=Elsevier|doi=10.1016/S0959-440X(99)80034-7|url=http://www.ingentaconnect.com/content/els/0959440x/1999/00000009/00000002/art80034?token=00431ce3643f038fde4775686f2357275c277b422c40465d483f2544446e7b6dea2|fechaaceso=2007-10-03}}</ref> Está compuesto por siete subunidades, algunas de las cuales poseen una [[topología]] claramente relacionada con su función biológica: dos de sus subunidades, denominadas «ARP2» y «ARP3», poseen una [[estructura de las proteínas|estructura]] muy semejante a los propios monómeros de actina. Dicha homología permite a ambas unidades comportarse como [[nucleación|agentes nucleantes]] de la polimerización de los monómeros de actina G a actina F. Además, este complejo es necesario para establecer estructuras [[dendrita|dendríticas]] y en [[anastomosis]] (esto es, bifurcadas o en red), por tanto más complejas, de actina F.<ref name="Machesky and Gould">{{Cita publicación|autor=Laura M Machesky|coautores=Kathleen L Gould|título= The Arp2/3 complex: a multifunctional actin organizer|revista=Current Opinion in Cell Biology|volumen=11|número=1|fecha=Febrero 1999|páginas=117-121|doi=doi:10.1016/S0955-0674(99)80014-3 |url=http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6VRW-3W8SD3R-G&_user=10&_rdoc=1&_fmt=&_orig=search&_sort=d&view=c&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=c399e9d447df11d385cbefe9b44056d7}}</ref>
 
=== Inhibidores químicos ===
 
[[Archivo:Phalloidin.png|thumb|Estructura química de la [[faloidina]].]]
 
Existen varias [[toxina]]s que interfieren con la dinámica de las actinas, tanto despolimerizándolas ([[latrunculina]] y [[citocalasina D]]) como estabilizándolas ([[faloidina]]):
*La latrunculina, una toxina producida por [[porifera|poríferos]], se une a la actina G impidiendo su unión a los microfilamentos.<ref name=Morton2000>{{citation | last1 = Morton | first1 = W.M. | last2 = Ayscough | first2 = K.R. | last3 = McLaughlin | first3 = P.J. | year = 2000 | title = Latrunculin alters the actin-monomer subunit interface to prevent polymerization | journal = Nature Cell Biology | volume = 2 | issue = 6 | pages = 376–378 | doi = 10.1038/35014075 | url = http://www.era.lib.ed.ac.uk/retrieve/1796/Mclaughlin.pdf}}</ref>
*La citocalasina D, un [[alcaloide]] producido por [[fungi|hongos]], se une al extremo (+) de la actina F impidiendo la adición de nuevos monómeros.<ref name=Cooper1987>{{citation | last = Cooper | first = J.A. | year = 1987 | title = Effects of cytochalasin and phalloidin on actin | journal = The Journal of Cell Biology | volume = 105 | issue = 4 | pages = 1473–1478 | doi = 10.1083/jcb.105.4.1473 | url = http://www.jcb.org/cgi/reprint/105/4/1473.pdf}}</ref> Se han descrito efectos de la citocalasina D, mediados por la disrupción de la dinámica de actinas, en la actividad de [[p53]] (en [[animalia|animales]])<ref name=Rubtsova1998>{{citation | last1 = Rubtsova | first1 = S.N. | last2 = Kondratov | first2 = R.V. | last3 = Kopnin | first3 = P.B. | last4 = Chumakov | first4 = P.M. | last5 = Kopnin | first5 = B.P. | last6 = Vasiliev | first6 = J.M. | year = 1998 | title = Disruption of actin microfilaments by cytochalasin D leads to activation of p53 | journal = FEBS Letters | volume = 430 | issue = 3 | pages = 353–357 | doi = 10.1016/S0014-5793(98)00692-9 | url = http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0014579398006929}}</ref> o en respuestas [[gravitropismo|gravitrópicas]] (en [[Plantae|plantas]]).<ref name=Staves1997>{{citation | last1 = Staves | first1 = M.P. | last2 = Wayne | first2 = R. | last3 = Leopold | first3 = A.C. | year = 1997 | title = Cytochalasin D does not inhibit gravitropism in roots | journal = American Journal of Botany | volume = 84 | issue = 11 | pages = 1530–1530 | doi = 10.2307/2446614 | url = http://www.amjbot.org/cgi/reprint/84/11/1530.pdf}}</ref>
*La faloidina, una toxina aislada del hongo ''[[Amanita phalloides]]'', se une a la interfaz existente entre los monómeros de actina adyacentes del polímero de actina F, lo que evita la despolimerización de aquél.<ref name=Cooper1987/>
 
== Funciones y localización ==
 
La actina como proteína se encuentra tanto en el [[citoplasma]] como en el [[núcleo celular]].<ref name=Grummt2006/> Dicha localización está regulada por las vías de [[transducción de señal]]es que integran los estímulos que la célula recibe y que permite la reestructuración de las redes de actina en respuesta a aquéllos. En ''[[Dictyostelium]]'', se ha referido la intervención de la ruta de [[fosfoinosítido]]s mediada por la [[fosfolipasa D]].<ref>{{citation | last = M.V. Wakelam | first = T.R. Insall | year = 2005 | title = Phospholipase D activity is essential for actin localization and actin-based motility in Dictyostelium | journal = Biochemical Journal | volume = 389 | issue = Pt 1 | pages = 207 | doi = 10.1042/BJ20050085 | url = http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=1184553 | format = w}}</ref> Los filamentos de actina son especialmente abundantes y estables en las [[fibra muscular|fibras musculares]]. Dentro del [[sarcómero]] (la unidad morfológica y fisiológica de las fibras musculares) la actina se dispone en las bandas I y A; en esta última, se presenta conjuntamente con la miosina.<ref name="eckert">{{Cita libro | apellidos = Randall | nombre = D. | coautores = Burggren, W. et French, K. | título = Eckert Fisiología animal| edición = 4ª | ubicación = | id = ISBN 84-486-0200-5}}</ref>
 
=== Citoesqueleto ===
[[Archivo:MEF microfilaments.jpg|thumb|Micrografía de [[microscopio de epifluorescencia|fluorescencia]] donde se muestra la actina F (en verde) en [[fibroblasto]]s de ratón.]]
 
{{AP| Microfilamento}}
 
Los microfilamentos intervienen en el movimiento de todas las células móviles, aun las no musculares, pues se ha descrito que los fármacos que desorganizan la actina F (como las [[citocalasina]]s) afectan a la actividad de dichas células. Como proteína, la actina supone el 2% del total de proteínas en [[hepatocitos]], el 10% en [[fibroblasto]]s, el 15% en [[ameba]]s y hasta el 50-80% en [[plaqueta]]s activadas.<ref name="Pujol">{{cita libro|apellidos= Pujol-Moix|título= Trombocitopenias
|edición=2da|url=http://books.google.es/books?id=l_X1vOPyyl4C&source=gbs_navlinks_s|año= 2001|editorial= [[Elsevier]], España|idioma= español|isbn= 8481745952|páginas=25}}</ref> Existen distintos grupos de actina, con estructura y función ligeramente distintas. De este modo, la actina α es exclusiva de [[fibra muscular|fibras musculares]], y la presente en otras células suele ser del tipo β y γ. Además, la actina de tipos distintos a la α suele poseer una alta tasa de recambio que provoca que la mayor parte de ella no forme parte de estructuras permanentes. Así, los microfilamentos en las células no musculares aparecen de dos formas:<ref name="paniagua"/>
*Redes de microfilamentos. Bajo la [[membrana plasmática]] es común en [[célula animal|células animales]] la aparición de una corteza celular poblada por multitud de microfilamentos que excluye la presencia de [[orgánulo]]s. Esta red está en relación con abundantes [[receptor celular|receptores celulares]] que [[transducción de señal|transducen señales]] del exterior de la célula.
*Haces de microfilamentos. Estos microfilamentos, dispuestos en redes, son de mayor longitud y, en asociación con proteínas contráctiles como la [[miosina no muscular]], intervienen en el desplazamiento de sustancias a nivel intracelular.
 
==== Levaduras ====
En [[levadura]]s, el citoesqueleto de actina es clave durante los procesos de [[endocitosis]], [[citocinesis]], determinación de la [[polaridad celular]] y durante la [[morfogénesis]]. Estos hechos, además de depender de la actina, implican a 20 ó 30 proteínas asociadas, altamente conservadas evolutivamente, así como multitud de moléculas de señalización; estos elementos permiten, en combinación, un ensamblaje espacial y temporalmente modulado que define la biología celular en respuesta a estímulos internos y externos.<ref name=Moseley2006>{{citation | last1 = Moseley | first1 = James B. | last2 = Goode | first2 = Bruce L. | year = 2006 | title = The Yeast Actin Cytoskeleton: from Cellular Function to Biochemical Mechanism | journal = Microbiology and Molecular Biology Reviews | volume = 70 | issue = 3 | pages = 605–645 | doi = 10.1128/MMBR.00013-06 | url = http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=1594590 | pmid = 16959963}}</ref>
 
Las levaduras poseen tres grandes tipos de elementos producto de la asociación de la actina: parches, cables y anillos que, pese a detectarse durante largos periodos de tiempo, se ven sometidos a un equilibrio dinámico debido a la continua polimerización y despolimerización. Como proteínas accesorias, poseen una cofilina/ADF de 16 kDa (codificiada por un único gen, denominado ''COF1''); Aip1, un cofactor de la cofilina que favorece el desensamblado de los microfilamentos; Srv2/CAP, un regulador de la dinámica relacionado con proteínas [[adenilil ciclasa]]s; una profilina de aproximadamente 14 kDa que se asocia a los monómeros de actina; y twinfilina, una proteína de 40 kDa implicada en la organización de las estructuras tipo parche.<ref name=Moseley2006/>
 
==== Plantas ====
Los estudios de [[genómica]] de plantas han revelado la existencia de isovariantes proteicas dentro de la familia de genes de la actina; dentro de ''[[Arabidopsis thaliana]]'', una [[Magnoliopsida|dicotiledónea]] empleada como [[organismo modelo]], existen al menos diez tipos de actinas, nueve de α tubulinas, seis de β tubulinas, seis de profilinas y docenas de miosinas. Tal diversidad se explica de acuerdo con la necesidad evolutiva de poseer variantes ligeramente diferentes en su pauta de expresión temporal y espacial; no obstante, la mayoría de ellas se expresan conjuntamente en los [[tejido]]s analizados. El entramado de redes de actina se distribuye por todo el citoplasma de las células cultivadas ''[[in vitro]]'', con un refuerzo en torno al núcleo que se conecta, mediante radios, a la corteza celular; dicho entramado es altamente dinámico, con un polimerizado y despolimerizado continuo.<ref name=Meagher1999>{{citation | last1 = Meagher | first1 = R.B. | last2 = McKinney | first2 = E.C. | last3 = Kandasamy | first3 = M.K. | year = 1999 | title = Isovariant Dynamics Expand and Buffer the Responses of Complex Systems: The Diverse Plant Actin Gene Family | journal = The Plant Cell Online | volume = 11 | issue = 6 | pages = 995–1006 | url = http://www.plantcell.org/cgi/content/full/11/6/995}}</ref>
 
[[Archivo:PDB 1unc EBI.jpg|thumb|left|[[Estructura proteica|Estructura]] del subdominio C-terminal de la [[villina]], una proteína capaz de escindir microfilamentos.<ref>[http://www.ebi.ac.uk/pdbe-srv/view/entry/1unc/summary Entrada PDBe para 1unc]. [[European Bioinformatics Institute|EBI]].</ref>]]
 
Si bien las células vegetales poseen generalmente una [[pared vegetal|pared]] que define su morfología e impide su movimiento, sus microfilamentos generan las fuerzas necesarias para varias actividades celulares, por ejemplo, las corrientes citoplasmáticas generadas por los microfilamentos y las [[miosina]]s. Además, la actina interviene en el movimiento de orgánulos y morfogénesis celular, procesos que incluyen la [[división celular]], la elongación y la diferenciación.<ref name=Higaki2007>{{citation | last1 = Higaki | first1 = T. | last2 = Sano | first2 = T. | last3 = Hasezawa | first3 = S. | year = 2007 | title = Actin microfilament dynamics and actin side-binding proteins in plants | journal = Current Opinion in Plant Biology | volume = 10 | issue = 6 | pages = 549–556 | doi = 10.1016/j.pbi.2007.08.012 | url = http://lmbiologia.campusnet.unito.it/didattica/att/a29a.1275.file.pdf | format = PDF}}</ref>
 
En cuanto a las proteínas asociadas al citoesqueleto de actina presentes en plantas cabe mencionar:<ref name=Higaki2007/> la [[villina]], una proteína perteneciente a la familia de la [[gelsolina]]/[[severina]], capaz de cortar microfilamentos y unir monómeros de actina en presencia del catión calcio; la [[fimbrina]], un elemento capaz de reconocer y unir monómeros de actina y que interviene en la formación de entramados (mediante una regulación diferente a la propia de células animales y levaduras);<ref name=Kovar2000>{{citation | last1 = Kovar | first1 = D.R. | last2 = Staiger | first2 = C.J. | last3 = Weaver | first3 = E.A. | last4 = McCurdy | first4 = D.W. | year = 2000 | title = AtFim1 is an actin filament crosslinking protein from Arabidopsis thaliana | journal = The Plant Journal | volume = 24 | issue = 5 | pages = 625–636 | doi = 10.1046/j.1365-313x.2000.00907.x}}</ref> las [[formina]]s, proteínas capaces de actuar como agente nucleante de la polimerización a actina F; la [[miosina]], típico motor molecular propio de eucariotas que, en ''Arabidopsis thaliana'', está codificado por 17 genes clasificados en dos clases distintas; [[CHUP1]], capaz de unir actina e implicado en la distribución espacial de los [[cloroplasto]]s en la célula; [[KAM1/MUR3]], una proteína que define la morfología del [[complejo de Golgi]] así como la composición en [[xiloglucano]]s de la pared celular; [[NtWLIM1]], proteína que faculta la aparición de estructuras aovilladas de actina; y [[ERD10]], que participa en la asociación entre orgánulos delimitados por [[membrana biológica|membranas]] y los microfilamentos y que parece desempeñar un papel especialmente relevante en presencia de [[estrés]].
 
=== Contracción muscular ===
{{AP|Contracción muscular}}
[[Archivo:Sarcomere_es.svg|thumb|Estructura del [[sarcómero]], estructura morfológica y funcional del músculo esquelético de la que forma parte la actina.]]
En el músculo, el filamento helicoidal de la actina F contiene también una molécula de [[tropomiosina]], una proteína de una longitud de 40&nbsp;[[nanómetro]]s que se enrolla alrededor de la hélice de actina F. Durante el estado de reposo celular, la tropomiosina recubre los sitios activos de la actina de modo que no se logra la interacción actina-miosina (esta interacción da lugar a un deslizamiento entre ambos que, por coordinación de muchos copias de estos elementos dispuestos en los músculos, produce su contracción). Unidas a lo largo de la hebra de tropomiosina hay otras moléculas proteicas, las [[troponina]]s, complejos de tres polímeros: [[troponina I]], [[troponina T]] y [[troponina C]].<ref name=fisiologia> Arthur C. Guyton, John E. Hall [http://books.google.es/books?id=K8-d-KzxvTYC Tratado de fisiología médica] (en español). Publicado por Elsevier España, 2007; pág 76. ISBN 84-8174-926-5</ref> La función moduladora de la tropomiosina depende de la interacción con la troponina en presencia de iones de Ca<sup>2+</sup>.<ref> Antoni Bayés de Luna, VV Staff, José López-Sendón, Fause Attie, Eduardo Alegría Ezquerra [http://books.google.es/books?id=OEFvw6RRgBoC Cardiología Clínica] (en español). Publicado por [[Elsevier]] España, 2002; pag pág 19. ISBN 84-458-1179-7</ref>
 
[[Archivo:Myosin powerstroke.JPG|thumb|La miosina muscular sobre un microfilamento (verde) e interactuando con un monómero de actina (azul). Se aprecia la torsión de la molécula, el golpe de potencia, que lo asigna a la categoría de [[motor molecular|motores moleculares]].]]
 
La actina, junto con la [[miosina]], interviene en la contracción y relajación de los [[músculo]]s, constituyendo las dos alrededor del 90% de las proteínas musculares.<ref name=bioq> John W. Baynes, Marek H. Dominiczak [http://books.google.es/books?id=OCWP08sZok4C Bioquímica médica] (en español). Publicado por [[Elsevier]] España, 2007; pág 268. ISBN 84-8174-866-8</ref> El proceso global se dispara mediante una señal externa, típicamente mediante un [[potencial de acción]] excitador del músculo que alberga las células especializadas ricas en filamentos de actina y miosina en su interior. El ciclo de contracción-relajación responde a los siguientes pasos:<ref name="eckert">{{cita libro | apellidos = Randall | nombre = D. | coautores = Burggren, W. et French, K. | título = Eckert Fisiología animal| edición = 4ª | ubicación = | id = ISBN 84-486-0200-5}}</ref>
#Despolarización del [[sarcolema]] y transmisión del potencial de acción a través de los [[túbulo T|túbulos T]].
#Apertura de canales de [[calcio|Ca<sup>2+</sup>]] del [[retículo sarcoplásmico]].
#Aumento de la concentración [[citosol|citosólica]] de Ca<sup>2+</sup> e interacción de estos cationes con la [[troponina]] causando una modificación en su [[estructura de las proteínas|conformación]], lo que altera a su vez la estructura de la [[tropomiosina]], que recubre el sitio activo de la actina, permitiendo el establecimiento de los enlaces cruzados miosina-actina (esta última presente como [[filamento delgado|filamentos delgados]]).<ref name=fisiologia/>
#Movimiento de las cabezas de miosina sobre los filamentos delgados, tanto de forma independiente como dependiente de ATP. Este último mecanismo, mediado por la actividad [[ATPasa]] de las cabezas de miosina, provoca el movimiento de los filamentos de actina hacia el [[sarcómero|disco Z]].
#Captura del Ca<sup>2+</sup> por parte del retículo sarcoplásmico, que provoca un nuevo cambio conformacional en la tropomiosina que inhibe la interacción actina-miosina.<ref name=bioq/>
 
=== Otros procesos biológicos ===
El estudio clásico de la función de la actina la circunscribe al mantenimiento del citoesqueleto y, por ello, a la organización y movimiento de los [[orgánulo]]s y determinación de la forma celular.<ref name="paniagua">{{cita libro| autor = Paniagua, R.; Nistal, M.; Sesma, P.; Álvarez-Uría, M.; Fraile, B.; Anadón, R. y José Sáez, F. | título = Citología e histología vegetal y animal | año = 2002 | editorial = McGraw-Hill Interamericana de España, S.A.U. | id = ISBN 84-486-0436-9}}</ref> No obstante, el papel de la actina es bastante más amplio en la fisiología celular eucariota; más aún, existen elementos semejantes en [[procariota]]s.
 
*[[Citocinesis]]. En las [[célula animal|células animales]] y de [[levadura]]s, la [[división celular]] suele conllevar la separación de la célula madre en dos células hijas mediante la constricción de su zona ecuatorial. En este proceso interviene un anillo contráctil de actina, miosina y [[α actinina]].<ref name=Fujiwara1978>{{citation | last1 = Fujiwara | first1 = K. | last2 = Porter | first2 = M.E. | last3 = Pollard | first3 = T.D. | year = 1978 | title = Alpha-actinin localization in the cleavage furrow during cytokinesis | journal = The Journal of Cell Biology | volume = 79 | issue = 1 | pages = 268–275 | doi = 10.1083/jcb.79.1.268 | url = http://www.jcb.org/cgi/reprint/79/1/268.pdf | pmid = 359574}}</ref> En la levadura de fisión ''[[Schizosaccharomyces pombe]]'', la actina se ensambla activamente en el anillo contráctil con la participación de [[Arp2/3|Arp3]], la [[formina]] [[Cdc12]], [[profilina]] y [[WASp]], si bien intervienen también microfilamentos preformados. Una vez constituido el anillo, la estructura se mantiene en un continuo ensamblado/desensamblado que, con la ayuda del complejo [[Arp2/3]] y de las forminas, deviene en un proceso central de la citocinesis.<ref name=Pelham2002>{{citation | last1 = Pelham | first1 = R.J. | last2 = Chang | first2 = F. | year = 2002 | title = Actin dynamics in the contractile ring during cytokinesis in fission yeast | journal = Nature | volume = 419 | issue = 6902 | pages = 82–86 | url = http://adsabs.harvard.edu/abs/2002Natur.419...82P}}</ref> El conjunto de anillo contráctil, [[microtúbulo]]s del [[huso acromático]] y el material denso periférico se denomina «cuerpo de Fleming» o «cuerpo intermedio».<ref name="paniagua">{{cita libro| autor = Paniagua, R.; Nistal, M.; Sesma, P.; Álvarez-Uría, M.; Fraile, B.; Anadón, R. y José Sáez, F. | título = Citología e histología vegetal y animal | año = 2002 | editorial = McGraw-Hill Interamericana de España, S.A.U. | id = ISBN 84-486-0436-9}}</ref>
 
*[[Apoptosis]]. Durante la [[muerte celular programada]], la familia de proteasas denominadas ICE/ced-3 (de la familia de las proteasas conversoras de interleuquina-1β) degradan ''[[in vivo]]'' la actina en dos fragmentos de 15 kDa y 31 kDa, lo que supone uno de los mecanismos de destrucción de la viabilidad celular en que se basa la apoptosis.<ref name=Mashima1997>{{citation | last1 = Mashima | first1 = T. | last2 = Naito | first2 = M. | last3 = Noguchi | first3 = K. | last4 = Miller | first4 = D.K. | last5 = Nicholson | first5 = D.W. | last6 = Tsuruo | first6 = T. | year = 1997 | title = Actin cleavage by CPP-32/apopain during the development of apoptosis | journal = Oncogene | volume = 14 | issue = 9 | pages = 1007–1012 | doi = 10.1038/sj.onc.1200919 | url = http://www.nature.com/onc/journal/v14/n9/abs/1200919a.html | format = w}}</ref> También se ha citado esta destrucción mediante la proteasa [[calpaína]];<ref name=Wang2000>{{citation | last = Wang | first = K.K.W. | year = 2000 | title = Calpain and caspase: can you tell the difference? | journal = Trends in Neurosciences | volume = 23 | issue = 1 | pages = 20–26 | doi = 10.1016/S0166-2236(99)01479-4 | url = http://www.mbi.ufl.edu/ctbis/wang/Wang71TINS2000.pdf | format = w}}</ref> tanto es así, que el empleo de inhibidores de la calpaína disminuye la proteólisis de la actina e, incluso, la degradación del [[ADN]] (otro de los elementos característicos de la apoptosis).<ref name=Villa1998>{{citation | last = Villa | first = P.G. | year = 1998 |title = Calpain inhibitors, but not caspase inhibitors, prevent actin proteolysis and DNA fragmentation during apoptosis| journal = Journal of Cell Science | volume = 111 | issue = 6 | pages = 713–722 | url = http://jcs.biologists.org/cgi/reprint/111/6/713.pdf}}</ref> Por otro lado, la inducción del proceso de apoptosis mediante un [[estrés]] pasa por la reorganización del citoesqueleto de actina (lo que implica también su polimerización), dando lugar a las estructuras denominadas [[fibra de estrés|fibras de estrés]]; este hecho está señalizado mediante la vía de las [[MAP kinasas]].<ref name=Huot1998>{{citation | last1 = Huot | first1 = J. | last2 = Houle | first2 = F. | last3 = Rousseau | first3 = S. | last4 = Deschesnes | first4 = R.G. | last5 = Shah | first5 = G.M. | last6 = Landry | first6 = J. | year = 1998 | title = SAPK2/p38-dependent F-Actin Reorganization Regulates Early Membrane Blebbing during Stress-induced Apoptosis | journal = The Journal of Cell Biology | volume = 143 | issue = 5 | pages = 1361–1373 | url = http://www.jcb.org/cgi/content/full/143/5/1361}}</ref>
 
[[Archivo:Cellular_tight_junction_keys.svg|thumb|Esquema de una ''[[zonula occludens]]'' o unión estrecha, un tipo de estructura de unión celular que cohesiona los [[epitelio]]s. La actina es uno de los elementos de los anclajes mostrados en verde.]]
 
*[[Adhesión celular]] y [[desarrollo (biología)|desarrollo]]. La adhesión entre células es un carácter de los [[organismo pluricelular|organismos pluricelulares]] que sustenta la capacidad de especialización [[tejido (biología)|tisular]] y, por ello, el aumento de la complejidad de aquéllos. Las uniones celulares de los [[epitelio]]s emplean el citoesqueleto de actina, dentro de cada célula, y las [[cadherina]]s, como elementos extracelulares, con una conexión entre ambas mediada por [[catenina]]s.<ref name=Adams1996>{{citation | last1 = Adams | first1 = C.L. | last2 = Nelson | first2 = W.J. | last3 = Smith | first3 = S.J. | year = 1996 | title = Quantitative analysis of cadherin-catenin-actin reorganization during development of cell-cell adhesion | journal = The Journal of Cell Biology | volume = 135 | issue = 6 | pages = 1899–1911 | doi = 10.1083/jcb.135.6.1899 | url = http://www.jcb.org/cgi/reprint/135/6/1899.pdf | pmid = 8991100 | format = w}}</ref> La interrupción de la dinámica de actinas repercute en el [[biología del desarrollo|desarrollo]] de los organismos; de hecho, la actina es un elemento tan crucial que, generalmente, se dispone de sistemas de [[gen]]es redundantes. Por ejemplo, los ejemplares de ''[[Dictyostelium]]'' a los que se les había privado del gen de la [[α actinina]] o del [[factor gelificante]] no mostraban un [[fenotipo]] anómalo posiblemente debido a que una de las proteínas podía realizar la función de la otra; en cambio, en los [[doble mutante|dobles mutantes]], carentes de ambas, el desarrollo se vio alterado.<ref name=Witke1992>{{citation | last1 = Witke | first1 = W. | last2 = Schleicher | first2 = M. | last3 = Noegel | first3 = A.A. | year = 1992 | title = Redundancy in the microfilament system: abnormal development of Dictyostelium cells lacking two F-actin cross-linking proteins | journal = Cell | volume = 68 | issue = 1 | pages = 53–62 | url = http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1732064}}</ref>
 
*Modulación de la [[expresión génica]]. El estado de polimerización de actina influye en la pauta de [[expresión génica]]. En el año [[1997]], en trabajos empleando [[Célula de Schwann|células de Schwann]] se detectó que la despolimerización mediada por citocalasina D provocaba una pauta de expresión peculiar de los genes implicados en la [[mielinización]] de este tipo de [[neurona|célula nerviosa]].<ref name=Fernandez-valle1997>{{citation | last1 = Fernandez-valle | first1 = C. | last2 = Gorman | first2 = D. | last3 = Gomez | first3 = A.M. | last4 = Bunge | first4 = M.B. | year = 1997 | title = Actin Plays a Role in Both Changes in Cell Shape and Gene- Expression Associated with Schwann Cell Myelination | journal = Journal of Neuroscience | volume = 17 | issue = 1 | pages = 241–250 | url = http://www.jneurosci.org/cgi/content/full/17/1/241}}</ref> En cuanto a los organismos unicelulares, en alguna de sus fases vitales se ha demostrado que la actina F también modifica el [[transcriptoma]] en el hongo ''[[Candida albicans]]''.<ref name=Wolyniak2007>{{citation | last1 = Wolyniak | first1 = Michael J. | last2 = Sundstrom | first2 = Paula | year = 2007 | title = Role of Actin Cytoskeletal Dynamics in Activation of the Cyclic AMP Pathway and HWP1 Gene Expression in Candida albicans | journal = Eukaryotic Cell | volume = 6 | issue = 10 | pages = 1824–1840 | doi = 10.1128/EC.00188-07 | url = http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=2043390 | pmid = 17715368}}</ref> Además, proteínas semejantes a la actina desempeñan un papel regulador durante la [[espermatogénesis]] en el [[ratón]]<ref name=Tanaka2003>{{citation | last1 = Tanaka | first1 = Hiromitsu | last2 = Iguchi | first2 = Naoko | last3 = Egydio De Carvalho | first3 = Carlos | last4 = Tadokoro | first4 = Yuko | last5 = Yomogida | first5 = Kentaro | last6 = Nishimune | first6 = Yoshitake | year = 2003 | title = Novel Actin-Like Proteins T-ACTIN 1 and T-ACTIN 2 Are Differentially Expressed in the Cytoplasm and Nucleus of Mouse Haploid Germ Cells | journal = Biology of Reproduction | volume = 69 | issue = 2 | pages = 475–482 | doi = 10.1095/biolreprod.103.015867 | url = http://www.biolreprod.org/cgi/reprint/69/2/475.pdf | pmid = 12672658}}</ref> y, en levaduras, se ha propuesto un papel de proteínas semejantes a actina en la modulación [[epigenética]].<ref name=Jiang1996>{{citation | last1 = Jiang | first1 = Y.W. | last2 = Stillman | first2 = D.J. | year = 1996 | title = Epigenetic effects on yeast transcription caused by mutations in an actin-related protein present in the nucleus | journal = Genes & Development | volume = 10 | issue = 5 | pages = 604–619 | doi = 10.1101/gad.10.5.604 | url = http://www.genesdev.org/cgi/reprint/10/5/604.pdf | format = w}}</ref> De hecho, la actina es capaz, junto con un tipo de miosina nuclear de interactuar con [[ARN polimerasa]]s y otras enzimas de la maquinaria transcripcional, de actuar como iniciador de la transcripción.<ref name=Grummt2006>{{citation | last = Grummt | first = I | year = 2006 | title = Actin and myosin as transcription factors | journal = Current opinion in genetics & development | volume = 16 | issue = 2 | pages = 191–196 | doi = 10.1016/j.gde.2006.02.001 | url = http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0959437X06000232 | format = w}}</ref>
 
*Dinámica de [[estereocilio]]s. Algunos tipos de células desarrollan en su superficie unas finas evaginaciones filiformes con función [[mecanorrecepción|mecanosensorial]] denominadas estereocilios. Por ejemplo, estos orgánulos son los implicados en el sentido del [[oído]] en el [[órgano de Corti]]. Como característica principal, estas estructuras poseen una longitud que puede modificarse.<ref>{{Citation | title = Dynamic length regulation of sensory stereocilia | url = http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1084952108000451 | year = 2008 | journal = Seminars in Cell and Developmental Biology | pages = 502–510 | volume = 19 | issue = 6 | last1 = Manor | first1 = U. | last2 = Kachar| first2 = B. | accessdate = 20 de junio de 2009}}</ref> En cuanto a su arquitectura molecular, los estereocilios poseen un núcleo paracristalino de actina en equilibro dinámico con los monómeros presentes en el [[citosol]] adyacente. A lo largo de este núcleo se disponen miosinas de los tipos VI y VIIa, mientras que la miosina XVa lo está en sus extremos y en cantidades proporcionales a la longitud del estereocilio.<ref>{{Citation | title = An actin molecular treadmill and myosins maintain stereocilia functional architecture and self- | url = http://jcb.rupress.org/cgi/content/full/164/6/887 | year = 2004 | journal = Journal of Cell Biology | pages = 887–897 | volume = 164 | issue = 6 | last1 = Rzadzinska| first1 = A.K. | last2 = Schneider | first2 = M.E. | last3 = Davies | first3 = C. | last4 = Riordan| first4 = G.P. | last5 = Kachar | first5 = B. | accessdate = 20 de junio de 2009}}</ref>
 
== Patología molecular ==
En la mayoría de los [[mammalia|mamíferos]] existen seis [[gen]]es diferentes de actina. Dos de ellos están relacionados con el [[citoesqueleto]] (''[[ACTB]]'' y ''[[ACTG1]]'') mientras que las cuatro restantes lo están con el [[músculo esquelético]] (''[[ACTA1]]''), [[músculo liso]] (''[[ACTA2]]''), músculo liso [[intestino|entérico]] (''[[ACTG2]]'') y con el [[miocardio|músculo cardiaco]] (''[[ACTC1]]''). Las mutaciones que afectan a estos genes eran desconocidas hasta 1998, y se ha visto que producen [[miopatía]]s, variaciones en el tamaño y la función [[corazón|cardiaca]] y [[sordera]]. Así mismo, la actina del [[citoesqueleto]] está implicada en el mecanismo de [[patogénesis|patogenicidad]] de múltiples [[agente biológico patógeno|agentes infecciosos]], incluyendo el [[VIH]]. La inmensa mayoría de las [[mutación génica|mutaciones]] que afectan a la actina son de tipo puntual y tienen un [[alelo dominante|efecto dominante]], salvo al menos seis mutaciones de [[miopatía nemalínica]]. Ello es debido a que en muchos casos la variedad mutante del monómero de actina actúa haciendo de "capping", es decir, como terminador de la elongación de la actina F.<ref name="dosremedios"/>
 
=== Relacionada con ''ACTA1'' ===
''[[ACTA1]]'' es el gen que codifica la [[isoforma]] α de la actina humana presente principalmente en el [[músculo esquelético]], aunque también se expresa en el músculo cardiaco y en la [[glándula tiroides]].<ref>{{cita publicación| autor =Su AI, Wiltshire T, Batalov S, Lapp H, Ching KA, Block D, Zhang J, Soden R, Hayakawa M, Kreiman G, Cooke MP, Walker JR, Hogenesch JB| título =A gene atlas of the mouse and human protein-encoding transcriptomes | año =2004 | publicación = Proc Natl Acad Sci U S A. | volumen =101 | número =16 | id = PMID 15075390| url =http://www.pnas.org/content/101/16/6062.full}}</ref> Su [[secuencia de ADN|secuencia]] consta de siete [[exón|exones]], que producen cinco [[transcripción genética|transcritos]] conocidos.<ref name="uniprot">{{cita web|url =http://www.uniprot.org/uniprot/P68133 |título =Uniprot ACTA1 |fechaacceso =[[26 de diciembre]]|añoacceso =2008 |idioma =inglés}}</ref> A fecha de 2006, el ENMC (European Neuromuscular Centre) había publicado 116 [[mutación génica|mutaciones]] relacionadas con [[patología]]s, conocidas como actinopatías. La mayor parte de ellas consisten en sustituciones puntuales de [[aminoácido]]s, que en muchos casos pueden ser asociadas con el [[fenotipo]] que determina la severidad y el curso de la afección.<ref name="dosremedios">{{cita libro| autor =Cristobal G. Dos Remedios, Deepak Chhabra | título =Actin-binding Proteins and Disease | año =2008 | editorial = Springer | id =ISBN 0-387-71747-1}} Ver en [http://books.google.es/books?id=Y6xHVnH8iOIC&pg=PA23&dq=actinopathy&client=firefox-a#PPA18,M1 Google books]</ref><ref name="uniprot"/>
 
[[Archivo:Nemaline rods.jpg|thumb|[[Miopatía nemalínica|Bastones nemalínicos]] gigantes producidos mediante la [[transfección]] con una [[secuencia de ADN|secuencia]] de ''[[ACTA1]]'' portadora de una [[mutación génica|mutación]] responsable de la miopatía nemalínica.<ref name="Bathe"/>]]
 
Se manifiestan alterando la estructura y la función del [[músculo esquelético]] produciendo tres formas de [[miopatía]]: [[miopatía nemalínica]] tipo 3, [[Miopatía#Miopatias cong.C3.A9nitas|miopatía congénita con exceso de microfilamentos]] (CM) y [[miopatía congénita con desproporción de tipos de fibra]] (CFTDM). También se ha detectado mutaciones que producen miopatía con ''cores'' (zonas desprovistas de actividad oxidativa).<ref>{{cita publicación| autor =Kaindl AM, Rüschendorf F, Krause S, Goebel HH, Koehler K, Becker C, Pongratz D, Müller-Höcker J, Nürnberg P, Stoltenburg-Didinger G, Lochmüller H, Huebner A.| título =Missense mutations of ACTA1 cause dominant congenital myopathy with cores | año =2004 | publicación = J Med Genet. | volumen =41 | número =11 | id = PMID 15520409| url =}}</ref> Aunque sus fenotipos son similares, además de la miopatía nemalínica típica y la de bastones intranucleares, algunos especialistas distinguen un tipo de miopatía, llamada actínica de la miopatía nemalínica. En la primera se acumulan agregados de actina en lugar de los típicos bastones. Es importante señalar que un paciente puede mostrar más de uno de estos [[fenotipo]]s en la [[biopsia]].<ref name="sparrow">{{cita publicación| apellido =Sparrow | nombre =JC| coautores= Nowak KJ, Durling HJ, Beggs AH, Wallgren-Pettersson C, Romero N, Nonaka I, Laing NG. | año=2003 | mes =septiembre | título =Muscle disease caused by mutations in the skeletal muscle alpha-actin gene (ACTA1) | publicación =Neuromuscul Disord. | volumen=13 | número=8 | páginas=519-31| pmid=12921789}}</ref> Los [[síntoma]]s más habituales consisten en una morfología [[cara|facial]] típica (facies miopática), debilidad muscular y retraso en el desarrollo motor y dificultades respiratorias. El curso, la gravedad y la edad de aparición son muy variables, y se encuentran formas de miopatía solapadas. En la miopatía nemalínica aparecen unas estructuras no [[patognomónico|patognomónicas]] en diversas localizaciones de las [[fibra muscular|fibras musculares]] tipo 1 conocidas como "bastones nemalínicos", con una composición similar a los discos z del [[sarcómero]].<ref name="revision">{{cita publicación| autor =North, Kathryn| título =Nemaline Myopathy | año =2002 | publicación = Gene Reviews | id = PMID| url =http://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.fcgi?book=gene&part=nem}}</ref>
 
La [[patogenia|patogénesis]] es muy variada. Muchas mutaciones se dan en la zona de hendidura de la actina, próximas al lugar de unión para [[nucleótido]]s, mientras que otras se dan en dominio 2, o bien en las zonas de interacción con las proteínas asociadas, lo que explica la gran variedad de agregados que se forman en estos casos, como cuerpos nemalínicos, intranucleares o cuerpos zebra.<ref name="dosremedios"/> En la miopatía nemalínica se producen cambios en el [[plegamiento de proteínas|plegamiento]] y en las propiedades de agregación de la actina, y también en la [[expresión génica|expresión]] de otras proteínas asociadas. En algunas variantes en las que se encuentran cuerpos intranucleares, el cambio en el plegamiento oculta la [[Poro nuclear#Exportaci.C3.B3n de prote.C3.ADnas|señal de exportación nuclear]], de modo que la agregación de la forma mutante de actina se produce en el [[núcleo celular]].<ref name="Ilkovski">{{cita publicación| autor =Ilkovski B, Nowak KJ, Domazetovska A, Maxwell AL, Clement S, Davies KE, Laing NG, North KN, Cooper ST.| título =Evidence for a dominant-negative effect in ACTA1 nemaline myopathy caused by abnormal folding, aggregation and altered polymerization of mutant actin isoforms | año =2004 | publicación = Hum. Mol. Genet. | volumen =13 | número =16 | id = PMID 15198992| url =http://hmg.oxfordjournals.org/cgi/content/full/13/16/1727}}</ref> En cambio, parece que en las mutaciones de ''ACTA1'' que dan lugar a CFTDM está más afectada la función sarcomérica que la estructura en si.<ref name="Clarke">{{cita publicación| autor =Clarke NF, Ilkovski B, Cooper S, Valova VA, Robinson PJ, Nonaka I, Feng JJ, Marston S, North K| título =The pathogenesis of ACTA1-related congenital fiber type disproportion | año =2007 | publicación = Ann Neurol | volumen =61 | número =6 | id = PMID 17387733| url =}}</ref> Trabajos recientes tratan de aclarar la aparente paradoja de que no exista una correlación clara entre la abundancia de bastones y la debilidad muscular. Parece ser que algunas mutaciones particulares son capaces de inducir una mayor tasa de [[apoptosis]] en las fibras musculares tipo II.<ref name="Vandamme">{{cita publicación| apellido =Vandamme | nombre =D| coautores=Lambert E, Waterschoot D, Cognard C, Vandekerckhove J, Ampe C, Constantin B, Rommelaere H.| año=2009 | mes =julio | título =alpha-Skeletal muscle actin nemaline myopathy mutants cause cell death in cultured muscle cells | publicación =Biochim Biophys Acta. | volumen=1793 | número=7 | páginas=1259-71| pmid=19393268 | idioma=inglés}}</ref>
 
[[Archivo:Mutations in alpha actin.jpg|thumb|left|200px|Posición de siete [[mutación génica|mutaciones]] significativas de las distintas actinopatías relacionadas con ''[[ACTA1]]''.<ref name="Bathe">Friederike S Bathe, Heidi Rommelaere y Laura M Machesky (2007): [http://www.biomedcentral.com/1471-2121/8/2 Phenotypes of Myopathy-related Actin Mutants in differentiated C2C12 Myotubes]. BMC Cell Biology, 8:2. doi:10.1186/1471-2121-8-2</ref>]]
 
=== De músculo liso ===
Existen dos isoformas que codifican actinas del [[músculo liso]]:
 
''[[ACTG2]]'' codifica la isoforma más larga de actina, con nueve [[exón|exones]], uno de ellos, el situado en el extremo 5', que no se [[traducción (genética)|traduce]].<ref>{{cita publicación| título =Structure, chromosome location, and expression of the human smooth muscle (enteric type) γ-actin gene: evolution of six human actin genes | año =1991 | publicación = Mol Cell Biol. | volumen =11 | número =6 | id = PMID 1710027| url =http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pubmed&pubmedid=1710027}}</ref> Se trata de una γ actina que se expresa en el músculo liso entérico. No se han encontrado mutaciones que se correspondan a patologías en este gen, aunque se ha visto mediante [[Chip de ADN|microarrays]] que es la proteína que, con diferencia, más aumenta su expresión en los casos de resistencia a la [[quimioterapia]] con [[cisplatino]].<ref>{{cita publicación| autor =Watson MB, Lind MJ, Smith L, Drew PJ, Cawkwell L.| título =Expression microarray analysis reveals genes associated with in vitro resistance to cisplatin in a cell line model | año =2007 | publicación = Acta Oncol. | volumen =46 | número =5 | id = PMID 17562441| url =}}</ref>
 
''[[ACTA2]]'' codifica una α actina localizada en el músculo liso, y también en el músculo liso vascular. Se ha visto que una mutación, la MYH11, podría ser responsable de al menos un 14% de los casos de [[aneurisma de aorta|aneurismas de aorta torácica]] hereditaria, concretamente el tipo 6, puesto que la variante mutada produce un mal ensamblaje de los filamentos y una reducción de la capacidad de contracción del músculo liso vascular. Se observa en estos individuos degeneración [[aorta|aórtica medial]], con áreas de desorganización e [[hiperplasia]], y [[estenosis]] de los [[vasa vasorum]] de la aorta.<ref>{{cita publicación| autor =Guo DC, Pannu H, Tran-Fadulu V, Papke CL, Yu RK, Avidan N, Bourgeois S, Estrera AL, Safi HJ, Sparks E, Amor D, Ades L, McConnell V, Willoughby CE, Abuelo D, Willing M, Lewis RA, Kim DH, Scherer S, Tung PP, Ahn C, Buja LM, Raman CS, Shete SS, Milewicz DM.| título =Mutations in smooth muscle alpha-actin (ACTA2) lead to thoracic aortic aneurysms and dissections| año =2007 | publicación = [[Nature]] Genet. | volumen =39 | número =12 | id = PMID 17994018| url =}}</ref> El número de afecciones en las que podría estar implicado este gen está en aumento. Se le ha relacionado con la [[enfermedad de Moyamoya]], y parece ser que algunas mutaciones en heterocigosis podrían conferir predisposición a muchas patologías vasculares, como el aneurisma de aorta torácica y la [[cardiopatía isquémica]].<ref name="Guo">{{cita publicación| apellido =Guo | coautores= Papke CL, Tran-Fadulu V, Regalado ES, Avidan N, Johnson RJ, Kim DH, Pannu H, Willing MC, Sparks E, Pyeritz RE, Singh MN, Dalman RL, Grotta JC, Marian AJ, Boerwinkle EA, Frazier LQ, LeMaire SA, Coselli JS, Estrera AL, Safi HJ, Veeraraghavan S, Muzny DM, Wheeler DA, Willerson JT, Yu RK, Shete SS, Scherer SE, Raman CS, Buja LM, Milewicz DM. | año=2009 | mes =mayo | título=Mutations in smooth muscle alpha-actin (ACTA2) cause coronary artery disease, stroke, and Moyamoya disease, along with thoracic aortic disease | publicación =Am J Human Genet | volumen=84 | número=5| páginas=617-27| pmid=19409525 | idioma=inglés}}</ref> La α actina de músculo liso también es un interesante marcador para evaluar la progresión de la [[cirrosis hepática]].<ref name="Akpolat">{{cita publicación| autor =Akpolat N, Yahsi S, Godekmerdan A, Yalniz M, Demirbag K| título =The value of alpha-SMA in the evaluation of hepatic fibrosis severity in hepatitis B infection and cirrhosis development: a histopathological and immunohistochemical study | año =2005 | publicación = Histopathology | volumen =47 | número =3 | id = PMID 16115228| url =}}</ref>
 
=== De músculo cardiaco ===
 
''[[ACTC1]]'' es el gen que codifica la isoforma de la α actina presente en el músculo cardiaco. Se secuenció por primera vez por Hamada y colaboradores en [[1982]], observándose que estaba interrumpido por cinco intrones.<ref>{{cita publicación| autor =Hamada H, Petrino MG, Kakunaga T.| título =Molecular structure and evolutionary origin of human cardiac muscle actin gene | año =1982 | publicación = Proc Natl Acad Sci U S A. | volumen =79 | número =19 | id = PMID 6310553| url =http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pubmed&pubmedid=6310553}}</ref> Fue el primer gen de los seis donde se encontraron [[alelo]]s implicados en procesos patológicos.<ref name="Olson">{{cita publicación| autor =Olson TM, Michels VV, Thibodeau SN, Tai YS, Keating MT.| título =Actin mutations in dilated cardiomyopathy, a heritable form of heart failure. | año =1998 | publicación = [[Science]] | volumen =280 | número =5364 | id = PMID 9563954 |}}</ref>
 
[[Archivo:Myocardiopathy dilated2.JPG|thumb|Sección de [[corazón]] de [[ratón]] que muestra signos de [[miocardiopatía dilatada]].<ref>Xia X-G, Zhou H, Samper E, Melov S, Xu Z (2006) [http://www.plosgenetics.org/article/info:doi/10.1371/journal.pgen.0020010 Pol II–Expressed shRNA Knocks Down Sod2 Gene Expression and Causes Phenotypes of the Gene Knockout in Mice. PLoS Genet 2(1): e10. doi:10.1371/journal.pgen.0020010]</ref>]]
 
Se han descrito varios trastornos estructurales que conllevan una disfunción [[corazón|cardiaca]] asociados a mutaciones puntuales en este gen, como [[miocardiopatía dilatada]] tipo 1R y la [[miocardiopatía hipertrófica]] tipo 11. Recientemente se ha visto que algunos defectos [[aurícula cardiaca|atriales septales]] también podrían estar relacionados.<ref>{{cita web|url =http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/dispomim.cgi?id=102540 |título =OMIM 102540 |fechaacceso =[[27 de diciembre]]|añoacceso =2008|idioma =inglés}}</ref><ref name="Mattson">{{cita publicación| autor =Matsson H, Eason J, Bookwalter CS, Klar J, Gustavsson P, Sunnegårdh J, Enell H, Jonzon A, Vikkula M, Gutierrez I, Granados-Riveron J, Pope M, Bu'Lock F, Cox J, Robinson TE, Song F, Brook DJ, Marston S, Trybus KM, Dahl N.| título =Alpha-cardiac actin mutations produce atrial septal defects. | año =2008 | publicación = Hum Mol Genet. | volumen =17 | número =2 | id = PMID 17947298 | url =}}</ref>
 
En el caso de la cardiomiopatía dilatada, se han estudiado dos casos en los que en ambos se produce una sustitución en [[aminoácido]]s muy conservados pertenecientes a los [[dominio proteico|dominios]] que se unen a los [[sarcómero|discos Z]] e intercalados, todo lo cual lleva a la hipótesis de que la dilatación se produce por un defecto de trasmisión de la [[contracción muscular|fuerza contráctil]] en los [[fibra muscular|miocitos]].<ref name="Olson"/><ref name=Devlin/>
 
Las alteraciones de ''ACTC1'' son responsables de menos del 5% de las cardiomiopatías hipertróficas.<ref>{{cita web|url =http://edoc.hu-berlin.de/dissertationen/kabaeva-zhyldyz-2002-11-11/HTML/kabaeva-ch1.html |título =Genetic analysis in hypertrophic cardiomyopathy: missense mutations in the ventricular myosin regulatory light chain gene |fechaacceso =[[27 de diciembre]]|añoacceso =2008|autor=Kabaeva, Kabaeva,Z|enlaceautor =http://edoc.hu-berlin.de/dissertationen/kabaeva-zhyldyz-2002-11-11/HTML/kabaeva-vita.html|año =2003 |mes =enero |formato =Disertación|editorial =[[Universidad Humboldt de Berlín]] |idioma =inglés}}</ref> Se han demostrado también la existencia de varias mutaciones puntuales:<ref>Olson TM, Doan TP, Kishimoto NY, Whitby FG, Ackerman MJ, Fananapazir L. [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10966831 Inherited and de novo mutations in the cardiac actin gene cause hypertrophic cardiomyopathy] (en inglés). J Mol Cell Cardiol 2000; 32:1687-1694.</ref>
*Mutación E101K: cambios de carga neta y formación de enlace electrostático débil en la posición de unión de la actomiosina.
*P166A: zona de interacción entre monómeros de actina.
*A333P: zona de interacción actina-miosina.
 
La patogénesis parece obedecer a un mecanismo compensatorio: las proteínas mutantes actuarían como "tóxico" con un efecto dominante, disminuyendo la capacidad de [[Corazón#Ciclo cardiaco|contracción]] con un rendimiento mecánico anormal, de modo que la hipertrofia, que suele ser tardía, sería consecuencia de una respuesta normal del músculo cardiaco al [[estrés]].<ref>{{cita web|url =http://www.scielo.org.ve/scielo.php?pid=S0535-51332004000100008&script=sci_arttext#tab1 |título =Cardiomiopatía hipertrófica familiar: Genes, mutaciones y modelos animales. Revisión. |fechaacceso =[[15 de julio]] de [[2009]]|último = Ramírez |primero =Carlos Darío|coautores = Raúl Padrón|año =2004 |mes =marzo|editorial = Invest. clín, mar. 2004, vol.45, no.1, p.69-100 |idioma =Español}}</ref>
 
Recientemente se han encontrado mutaciones de ''ACTC1'' implicadas en otros dos procesos patológicos: la [[miocardiopatía restrictiva]] idiopática infantil,<ref name="RCM">{{cita publicación| autor =Kaski JP, Syrris P, Burch M, Tomé-Esteban MT, Fenton M, Christiansen M, Andersen PS, Sebire N, Ashworth M, Deanfield JE, McKenna WJ, Elliott PM.| título =Idiopathic restrictive cardiomyopathy in children is caused by mutations in cardiac sarcomere protein genes | año =2008 | publicación = Heart | volumen =94 | número =11 | id = PMID 18467357 | url =}}</ref> y el [[miocardio no compacto|miocardio ventricular izquierdo no compacto]].<ref name="nocompacto">{{cita publicación| autor =Klaassen S, Probst S, Oechslin E, Gerull B, Krings G, Schuler P, Greutmann M, Hürlimann D, Yegitbasi M, Pons L, Gramlich M, Drenckhahn JD, Heuser A, Berger F, Jenni R, Thierfelder L.| título =Mutations in sarcomere protein genes in left ventricular noncompaction | año =2008 | publicación = Circulation | volumen =117 | número =22 | id = PMID 1850600}}</ref>
 
=== De actinas citoplasmáticas ===
''[[ACTB]]'' es un [[locus]] muy complejo. Existen multitud de [[seudogén|pseudogenes]] repartidos en todo el [[genoma]], y su secuencia contiene seis exones que pueden dar lugar hasta 21 transcritos diferentes por [[splicing alternativo]], conocidos como actinas β. En congruencia con esta complejidad, también sus productos tienen localizaciones y forman parte de procesos muy distintos ([[citoesqueleto]], complejo NuA4 [[histona]]-aciltransferasa, [[núcleo celular]]) y por lo mismo también se le ha asociado al mecanismo de gran cantidad de procesos patológicos ([[Cáncer|carcinomas]], [[distonía]] juvenil, mecanismos de infecciones, malformaciones en el [[sistema nervioso]] e invasividad de neoplasmas, entre otras).<ref>{{cita web|url =http://www.ncbi.nlm.nih.gov/IEB/Research/Acembly/av.cgi?db=human&l=ACTB |título =ACEVieW:Homo sapiens complex locus ACTB, encoding actin, β. |fechaacceso =28 de junio|añoacceso =2008 |idioma =inglés}}</ref> Se ha encontrado una nueva forma de actina, la actina kappa, que parece sustituir a la actina β en procesos [[tumor]]ales.<ref>{{cita publicación| autor =Chang KW, Yang PY, Lai HY, Yeh TS, Chen TC, Yeh CT.| título =Identification of a novel actin isoform in hepatocellular carcinoma | año =2006 | publicación = Hepatol Res. | volumen =36 | número =1 | id = PMID 16824795}}</ref>
 
[[Archivo:Neuron actin cytoskeleton.JPG|left|thumb|Imagen de [[microscopio confocal|microscopía confocal]] en la que se revela mediante [[anticuerpo]]s específicos la red cortical de actina. Al igual que en la [[distonía]] juvenil, se observa una interrupción de las estructuras del [[citoesqueleto]], en este caso producida mediante [[citocalasina]] D.<ref>Kristy L Williams, Masuma Rahimtula yKaren M Mearow. [http://www.biomedcentral.com/1471-2202/6/24 Hsp27 and axonal growth in adult sensory neurons in vitro] BMC Neuroscience 2005, 6:24doi:10.1186/1471-2202-6-24</ref>]]
 
Hasta el momento se han podido detectar tres procesos patológicos que se deben a una alteración directa de la secuencia de un gen:
 
*El [[hemangiopericitoma]] con translocación t(7;12)(p22;q13) es una afección rara, en la que se produce una fusión por [[Mutación#Mutaciones cromos.C3.B3micas o estructurales|translocación]] del gen ''ACTB'' sobre [[GLI1]] en el cromosoma 12.<ref>{{cita web|url =http://atlasgeneticsoncology.org/Tumors/Pericytomt0712ID5192.html |título =Pericytoma with t(7;12) |fechaacceso =[[28 de diciembre]]|añoacceso =2008|editorial =Atlas of Genetics and Cytogenetics in Oncology and Haematology}}</ref>
 
*La [[distonía]] de debut juvenil es una [[enfermedad degenerativa]] rara, con afectación sistémica del [[sistema nervioso central]], y especialmente de áreas [[neocórtex|neocorticales]] y [[tálamo|talámicas]], donde se pueden apreciar un tipo de inclusiones [[eosina|eosinofílicas]] en forma de bastón. Los individuos afectados presentan un [[fenotipo]] con malformaciones en la [[línea media (anatomía)|línea media]], [[sordera|pérdida auditiva]] sensorial y distonía. Se deben a una mutación puntual que cambia el aminoácido [[arginina]] en posición 183 por un [[triptófano]]. Esto altera la interacción de la actina con el sistema ADF/[[cofilina]], que regula la dinámica de formación del citoesqueleto [[neurona]]l.<ref name="procaccio">{{cita publicación| autor =Procaccio V, Salazar G, Ono S, Styers ML, Gearing M, Davila A, Jimenez R, Juncos J, Gutekunst CA, Meroni G, Fontanella B, Sontag E, Sontag JM, Faundez V, Wainer BH.| título =A mutation of β -actin that alters depolymerization dynamics is associated with autosomal dominant developmental malformations, deafness, and dystonia | año =2006 | publicación = Am J Hum Genet | volumen =78 | número =6 | id = PMID 16685646| url =http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pubmed&pubmedid=16685646#RF21}}</ref>
 
*Se ha encontrado una mutación puntual con carácter dominante que produce disfunción de los [[neutrófilo]]s e [[infección|infecciones]] recurrentes. Parece ser que la mutación modifica el dominio de unión con la [[profilina]] y otras proteínas reguladoras. La afinidad por la profilina en este alelo está muy reducida.<ref>{{cita publicación| autor =Nunoi H, Yamazaki T, Tsuchiya H, Kato S, Malech HL, Matsuda I, Kanegasaki S.| título =A heterozygous mutation of β-actin associated with neutrophil dysfunction and recurrent infection | año =1999 | publicación = Proc Natl Acad Sci U S A. | volumen =96 | número =15 | id = PMID 10411937| url =http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pubmed&pubmedid=10411937}}</ref>
 
''[[ACTG1]]'' es el locus que codifica la proteína de la γ actina citosólica responsable de la formación de [[microfilamento]]s del citoesqueleto. Contiene 6 [[exón|exones]], dando lugar a 22 [[ARN mensajero|mRNAs]] distintos, lo cual produce 4 [[isoforma]]s completas, posiblemente expresadas de una forma dependiente de [[tejido (biología)|tejido]]. También tiene dos [[promotor del ADN|promotores]] alternativos.<ref name="actgview">{{cita web|url =http://www.ncbi.nlm.nih.gov/IEB/Research/Acembly/av.cgi?db=human&l=ACTG1 |título =ACEVIEW ACTG1 |fechaacceso =[[29 de diciembre]]|añoacceso =2008 |idioma =inglés}}</ref> Se ha visto que las secuencias traducidas de este locus y el de la β actina son más semejantes de lo esperado, sugiriendo una secuencia ancestral común que sufrió duplicación y conversión génica.<ref>{{cita publicación| autor =Erba HP, Gunning P, Kedes L.| título =Nucleotide sequence of the human γ cytoskeletal actin mRNA: anomalous evolution of vertebrate non-muscle actin genes. | año =1986 | publicación = Nucleic Acids Res. | volumen =14 | número =13 | id = PMID 373740| url =http://www.pubmedcentral.nih.gov/pagerender.fcgi?artid=311540&pageindex=2#page}}</ref>
 
Desde el punto de vista patológico, ha sido asociado a procesos como la [[amiloidosis]], la [[retinitis pigmentosa]], mecanismos de infección, enfermedades [[riñón|renales]] y diversas pérdidas auditivas congénitas.<ref name="actgview"/>
 
Relacionadas con seis mutaciones puntuales autosómico-dominantes en la secuencia, encontramos diversas formas de pérdidas de audición, en especial la sensorineural tipo 20/26. Parece que afectan de forma específica a los [[estereocilio]]s de las células ciliadas del [[órgano de Corti]]. La β actina es la proteína más abundante en los tejidos humanos, pero no así en las células ciliadas, lo que explicaría la localización de la patología. Por otra parte, parece que la mayor parte de estas mutaciones afectan a zonas de unión con otras proteínas, en especial la actomiosina.<ref name="dosremedios"/> Algunos experimentos sugieren que el mecanismo patogénico de este tipo de sordera se debe a que la actina F de los mutantes sería más sensible de lo habitual a la [[cofilina]].<ref name="Bryan">{{cita publicación| apellido =Bryan | nombre =KE |coautores=Rubenstein, PA | fecha= | año=2009 | mes =julio | título =Allele-specific Effects of Human Deafness {γ}-Actin Mutations (DFNA20/26) on the Actin/Cofilin Interaction | publicación =J Biol Chem. | volumen=284 | número=27 | páginas=18260-9 |pmid=19419963| idioma=inglés}}</ref>
 
Por otra parte, aunque no se tiene constancia de ningún caso, se sabe que la γ actina también se expresa en el músculo esquelético, y aunque en cantidades muy pequeñas, los [[modelo animal|modelos animales]] han mostrado que su ausencia podría dar lugar a [[miopatía]]s.<ref>{{cita publicación| autor =Sonnemann KJ, Fitzsimons DP, Patel JR, Liu Y, Schneider MF, Moss RL, Ervasti JM.
| título =Cytoplasmic γ-actin is not required for skeletal muscle development but its absence leads to a progressive myopathy. | año =2006 | publicación = Dev Cell | volumen =11 | número =3 | id = PMID 16950128| url =}}</ref>
 
=== Otros mecanismos patológicos ===
 
Algunos agentes infecciosos utilizan la actina, especialmente la citoplasmática, en su [[ciclo de vida (biología)|ciclo de vida]]. En [[bacteria]]s básicamente existen dos formas:
*''[[Listeria monocytogenes]]'', algunas especies de ''[[Rickettsia]]'', ''[[Shigella flexneri]]'' y otros gérmenes intracelulares escapan de las vacuolas [[fagocitosis|fagocíticas]] mediante el recubrimiento con una cápsula corta de filamentos de actina. En el caso de ''L. monocytogenes'' y ''S. flexneri'', generan a partir de ellos una estela en forma de "cola de cometa" que permite su movilidad. Existen ligeras diferencias en el mecanismo molecular de polimerización de la «cola en cometa» dependiendo de la especie bacteriana; este hecho redunda en distintas velocidades de desplazamiento, por ejemplo, con un máximo para ''Listeria'' y ''Shigella''.<ref name=Gouin1999>{{citation | last = Gouin | first = E. | year = 1999 |title = A comparative study of the actin-based motilities of the pathogenic bacteria Listeria monocytogenes, Shigella flexneriand Rickettsia conorii | journal = Journal of Cell Science | volume = 112 | issue = 11 | pages = 1697–1708 | url = http://jcs.biologists.org/cgi/reprint/112/11/1697.pdf | format = w}}</ref> Muchos experimentos han ensayado este mecanismo ''in vitro''. Éstos muestran que no se emplea ninguna proteína motora tipo miosina, y parece que la propulsión se adquiere por la presión ejercida por la polimerización que tiene lugar cerca de la pared del microorganismo, que previamente se ha rodeado de ABP's propias de la célula hospedadora, que en su configuración mínima se trataría del complejo Arp2/3, proteínas Ena-VASP, [[cofilina]], una proteína taponante y promotores de la nucleación, como el complejo de la [[vinculina]]. Mediante estos movimientos forman protusiones que alcanzan las células vecinas, infectándolas a su vez, de modo que el [[sistema inmunológico]] sólo puede combatir la infección mediante la inmunidad celular. La ruta del movimiento podría ser debida a la modificación de la curvatura y desramificación de los filamentos.<ref name="Lambrechts">{{cita publicación| apellido =Lambrechts | nombre =A| coautores= Gevaert K, Cossart P, Vandekerckhove J, Van Troys M. | año=2008 | mes =mayo | título =Listeria comet tails: the actin-based motility machinery at work | publicación =Trends Cell Biol. | volumen=18 | número=5 | páginas=220-7| pmid=18396046 | idioma=inglés}}</ref> Otras especies, como ''[[Mycobacterium marinum]]'' y ''[[Burkholderia pseudomallei]]'', también son capaces de polimerizar localmente la actina celular para facilitar su desplazamiento mediante un mecanismo que pivota sobre el complejo Arp2/3; más aún, el [[virus]] vacunal o ''[[Vaccinia virus]]'' también emplea elementos del citoesqueleto de actina para su diseminación.<ref name=Gouin2005>{{citation | last1 = Gouin | first1 = E. | last2 = Welch | first2 = M.D. | last3 = Cossart | first3 = P. | year = 2005 | title = Actin-based motility of intracellular pathogens | journal = Current Opinion in Microbiology | volume = 8 | issue = 1 | pages = 35–45 | url = http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1369527404001675}}</ref>
 
*''[[Pseudomonas aeruginosa]]'' es capaz de formar un [[biofilm]] protector con el que escapa de las defensas del organismo, en especial de los [[neutrófilo]]s y de los [[antibiótico]]s, empleando [[ADN]] y filamentos de actina del [[hospedador]].<ref name="Parks">{{cita publicación| apellido =Parks | nombre =QM| coautores=Young RL, Poch KR, Malcolm KC, Vasil ML, Nick JA.| año=2009 | mes =abril | título =Neutrophil enhancement of Pseudomonas aeruginosa biofilm development: human F-actin and DNA as targets for therapy | publicación =J med microbiol | páginas=492-502 pmid=19273646 | doi=10.1099/jmm.0.005728-0 |url=http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pubmed&pubmedid=19273646}}</ref>
 
Además del ejemplo citado anteriormente, en los pasos iniciales de la internalización de algunos [[virus]], notablemente el [[VIH]], se estimula la polimerización de la actina, por ejemplo inactivando la cofilina.<ref name="LiuY">{{cita publicación| apellido =Liu | coautores= Belkina NV, Shaw S. | año=2009 | mes =abril | título =HIV infection of T cells: actin-in and actin-out | publicación =Sci Signal. | volumen=2 | editorial = | pmid=19366992 | idioma=inglés}}</ref>
 
En los procesos de invasión de las células cancerosas, las protusiones basadas en actina desempeñan un papel aún no determinado.<ref name="Machesky">{{cita publicación| apellido =Machesky LM | coautores=Tang HR || año=2009 | mes =julio | título =Actin-Based Protrusions: Promoters or Inhibitors of Cancer Invasion? | publicación =Cancer Cell. | volumen=16 | número=1 | páginas=5-7 || pmid= 19573806}}</ref>
 
== Evolución ==
El citoesqueleto eucariota muestra algunos componentes de gran semejanza a lo largo de la [[escala filogenética]], especialmente la actina y la tubulina. Por ejemplo, la proteína codificada por el gen ''[[ACTG2]]'' de humanos posee una equivalencia absoluta con los [[ortólogo]]s presentes en rata y ratón, si bien a nivel de [[nucleótido]]s la identidad disminuye al 92 %.<ref name=Miwa1991>{{citation | last = Miwa | first = T. Manabe | year = 1991 | title = The nucleotide sequence of a human smooth muscle (enteric type) γ-actin cDNA. | journal = Molecular and Cellular Biology | volume = 11 | issue = 6 | pages = 3296–3306 | url = http://www.pubmedcentral.nih.gov/picrender.fcgi?artid=360182}}</ref> No obstante, sí existen mayores diferencias con los equivalentes en procariotas ([[FtsZ]] y [[MreB]]), que, a su vez, presentan una identidad de secuencia de entre un 40−50% entre las distintas especies de [[bacteria]]s y [[arquea]]s. Algunos autores sugieren que la proteína ancestral que dio lugar al modelo básico de actina eucariota se asemeja a las proteínas del citoesqueleto bacteriano presentes en la actualidad.<ref name=Erickson2007>{{citation| last = Erickson | first = H.P| year = 2007| title = Evolution of the cytoskeleton| journal = BioEssays: news and reviews in molecular, cellular and developmental biology| volume = 29| issue = 7| pages = 668| url = http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=2630885}}</ref>
 
[[Archivo:MreB.png|thumb|Estructura de [[MreB]], una proteína bacteriana cuya estructura tridimensional se asemeja a la actina G.]]
 
Algunos autores resaltan que la actina, la tubulina y las [[histona]]s, un tipo de proteínas implicadas en la estabilización y regulación del [[ADN]], presentan similitudes en su capacidad de unir [[nucleótido]]s y en su funcionamiento basado en el aprovechamiento del [[movimiento browniano]]; más aún, sugieren que todos ellos podrían derivar de un ancestro común.<ref name=Gardiner2008>{{citation| last = Gardiner | first = J| year = 2008 | title = Are histones, tubulin, and actin derived from a common ancestral protein?| journal = Protoplasma| volume = 233| pages = 1 | doi = 10.1007/s00709-008-0305-z}}</ref> Por tanto, los mecanismos [[evolución biológica|evolutivos]] diversificaron la proteína ancestral en las variantes hoy presentes, conservando, entre otras, las actinas como moléculas eficaces para abordar procesos biológicos antiguos y esenciales, como la [[endocitosis]].<ref>{{citation| last = J.A| year = 2009| title = Actin and endocytosis: mechanisms and phylogeny| journal = Current Opinion in Cell Biology| volume = 21| pages = 20| doi = 10.1016/j.ceb.2009.01.0 | url = http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0955067409000076}}</ref>
 
=== Equivalentes en bacterias ===
Si bien las bacterias no tienen un [[citoesqueleto]] comparable en complejidad al de los [[eucariota]]s, se han descrito proteínas de alta similitud con los monómeros y polímeros de actina. La proteína [[MreB]] de bacterias polimeriza en filamentos delgados, no helicoidales y, raramente, en estructuras helicoidales semejantes a la actina F.<ref name="Toshiro"/> Más aún, su estructura cristalina es muy semejante a la actina G (en cuanto a conformación tridimensional), e incluso existen equivalencias entre los protofilamentos de MreB y la actina F. El [[citoesqueleto bacteriano]] también posee entre sus componentes las proteínas [[FtsZ]], semejantes a la [[tubulina]].<ref name=Van2001>{{citation | last1 = Van Den Ent | first1 = F. | last2 = Amos | first2 = L.A. | last3 = Löwe | first3 = J. | year = 2001 | title = Prokaryotic origin of the actin cytoskeleton | journal = Nature | volume = 413 | pages = 39–44 | doi = 10.1038/35092500 | url = http://www2.mrc-lmb.cam.ac.uk/ss/Amos_L/group/PDF/MreB%20Nature.pdf | format = w}}</ref>
 
Por tanto, las bacterias poseen un citoesqueleto con elementos [[homólogo]]s a la actina (por ejemplo, MreB, ParM, y MamK), si bien la secuencia aminoacídica de estas proteínas diverge de las presentes en células animales. No obstante, MreB y ParM poseen una alta similitud [[estructura de las proteínas|estructural]] con la actina eucariota. Los microfilamentos, altamente dinámicos, generados mediante agregación de MreB y ParM son esenciales para la viabilidad celular y participan en la morfogénesis de la célula, segregación del [[genóforo]] y polaridad celular. ParM, un homólogo de la actina codificado en un [[plásmido]], interviene en la gestión del ADN plasmídico.<ref name=Carballido-lopez2006>{{citation | last = Carballido-lopez | first = Rut | year = 2006 | title = The Bacterial Actin-Like Cytoskeleton | journal = Microbiology and Molecular Biology Reviews | volume = 70 | issue = 4 | pages = 888–909 | doi = 10.1128/MMBR.00014-06 | url = http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=1698507 | pmid = 17158703 | format = w}}</ref>
 
== Aplicaciones ==
El aprovechamiento de la actina en los laboratorios de ciencia y tecnología derivan de su participación como raíl de [[motor molecular|motores moleculares]] como la miosina (ya en el músculo, ya fuera de él), y de su presencia necesaria para el funcionamiento celular. En cuanto a la clínica, dado que algunas variantes anómalas de la actina están relacionadas con la aparición de patologías, su detección es un criterio diagnóstico.
 
*[[Nanotecnología]]. Los sistemas actina-miosina actúan como motores moleculares que permiten el transporte de vesículas y orgánulos a lo largo del citoplasma. Existen experimentos que aprovechan esta capacidad dinámica incluso ''[[in vitro]]'', es decir, en sistemas acelulares, por lo que se ha postulado una aplicación [[nanotecnología|nanotecnológica]] del sistema. La idea subyacente es emplear los microfilamentos como [[raíl]]es sobre los cuales una o más [[proteína motora|proteínas motoras]] se deslicen transportando una determinada carga; es decir, definir un circuito espacial por el que pueda transportarse de forma dirigida y más o menos controlada una determinada carga. En cuanto a aplicaciones generales, se habla del transporte dirigido de moléculas para lograr su liberación en lugares concretos, lo que permitiría al ensamblaje de nanoestructuras de forma controlada.<ref>{{citation| last = J| year = 2001| title = Light-controlled molecular shuttles made from motor proteins carrying cargo on engineered surfaces| journal = Nano Letters| volume = 1| issue = 5| pages = 235–239| doi = 10.1021/nl015521e}}</ref> Estas capacidades podrían ser aplicadas en chips de investigación como los ''[[lab-on-a-chip]]'', en nanocomponentes mecánicos y en nanotransformadores de energía mecánica en eléctrica.<ref name=Mansson2005>{{citation| last = Mansson | first = A. Sundberg| year = 2005| title = Actin-Based Molecular Motors for Cargo Transportation in Nanotechnology—Potentials and Challenges| journal = IEEE Transactions on Advanced Packaging| volume = 28| issue = 4| pages = 547–555| url = http://ieeexplore.ieee.org/xpls/abs_all.jsp?arnumber=1528636}}</ref>
 
*Control interno en técnicas de [[biología molecular]], como el ''[[western blot]]'' y la [[PCR en tiempo real]]. Debido a que la función de la actina es necesaria para la supervivencia celular, se postuló que su cantidad está tan controlada a nivel de producción celular que puede asumirse que su [[transcripción]] (es decir, el grado de expresión de sus [[gen]]es) y [[traducción]], (que es la generación de proteína) es prácticamente constante, independientemente de las condiciones experimentales. Por esta razón, en los estudios de cuantificación de proteínas (''western blot'') y de [[ARN mensajero|transcritos]] (PCR en tiempo real) suele realizarse además de la cuantificación del gen de interés la de un gen de referencia, como la mencionada actina. Dividiendo la cantidad del gen de interés por la de la actina es posible obtener una cantidad relativa comparable entre distintos experimentos,<ref>Vandesompele J, De Preter K, Pattyn F, Poppe B, Van Roy N, De Paepe A, Speleman F (2002) [http://genomebiology.com/2002/3/7/RESEARCH/0034./ABSTRACT/ADDITIONAL/ABSTRACT/COMMENTS/additional/ Accurate normalisation of real-time quantitative RT-PCR data by geometric averaging of multiple internal control genes]. Gen. Biol. 3: 1–12.</ref> siempre y cuando la expresión de esta última no varíe; cabe destacar que la actina no siempre presenta la estabilidad deseada en su [[expresión génica|expresión]].<ref>{{Citation | title = ß-Actin | url = http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0890850801903767 | year = 2001 | journal = Molecular and cellular Probes | pages = 307–311 | volume = 15 | issue = 5 | last1 = Selvey | first1 = S. | last2 = Thompson| first2 = E.W. | last3 = Matthaei | first3 = K. | last4 = Lea | first4 = R.A. | last5 = Irving| first5 = M.G. | last6 = Griffiths| first6 = L.R. | accessdate = 7 de julio de 2009}}</ref>
 
*Clínica. Algunos [[alelo]]s de la actina son causantes de patologías, por lo que se han desarrollado técnicas para su detección. Además, la actina puede emplearse como marcador indirecto en patología quirúrgica: es posible emplear variaciones en pauta de localización en los tejidos como marcadores de invasión de [[neoplasia]]s, [[vasculitis]] y otros.<ref>{{Citation| title = Immunohistochemical localization of actin: Applications in surgical pathology | url = http://www.ajsp.com/pt/re/ajsp/abstract.00000478-198101000-00013.htm | title = Immunohistochemical localization of actin: Applications in surgical pathology. | year = 1981| journal = The American Journal of Surgical Pathology | pages = 91 | volume = 5 | issue = 1| last1 = Mukai | first1 = K. | last2 = Schollmeyer| first2 = J.V. | last3 = Rosai| first3 = J. | accessdate = 2009-04-19}}</ref> También, debido a su relación con el aparato contráctil muscular, la [[atrofia]] provoca la disminución de sus niveles en el músculo esquelético, por lo que puede emplearse como marcador de este fenómeno.<ref>{{Citation| title = Atrophy responses to muscle inactivity. II. Molecular markers of protein deficits| url = http://jap.physiology.org/cgi/content/full/95/2/791| title = Atrophy responses to muscle inactivity. II. Molecular markers of protein deficits | year = 2003| journal = Journal of Applied Physiology | pages = 791–802 | volume = 95 | issue = 2 | last1 = Haddad | first1 = F. | last2 = Roy| first2 = R.R. | last3 = Zhong| first3 = H. | last4 = Edgerton| first4 = V.R. | last5 = Baldwin | first5 = K.M. | accessdate = 19 de marzo de 2009}}</ref>
 
*[[Tecnología de los alimentos]]. La determinación de la calidad de algunos alimentos procesados, como los [[embutido]]s, pasa por la cuantificación de su contenido en [[carne]]. Clásicamente se ha utilizado un método basado en la detección de la [[3-metilhistidina]] en [[hidrólisis|hidrolizados]] de estos productos, pues se trata de un compuesto presente en la actina y la cadena pesada de la miosina F (ambos componentes mayoritarios del músculo). La generación en el animal del compuesto se debe a la [[metilación]] de residuos de [[histidina]] presentes en ambas proteínas.<ref>{{Citation | title = Current advances in proteomic analysis and its use for the resolution of poultry meat quality | url = http://www.animalscience.com/uploads/additionalFiles/QualityOfPoultryMeat/27.pdf | year = 2006 | journal = World's Poultry Science Journal | pages = 123–130 | volume = 62 | issue = 01 | last1 = Remignon | first1 = H. | last2 = Molette| first2 = C. | last3 = Babile| first3 = R. | last4 = Fernandez| first4 = X. | accessdate = 7 de julio de 2009}}</ref><ref>{{Citation | title = Methods and Instruments in Applied Food Analysis | url = http://orton.catie.ac.cr/cgi-bin/wxis.exe/?IsisScript=BFHIA.xis | year = 2004 | author = M.L. | journal = Handbook of Food Analysis. | accessdate = 7 de julio de 2009}}</ref>
 
== Véase también ==
*[[Anexo:Lista de proteínas de unión a actina]]
*[[Arp2/3]]
*[[Falotoxina]]
*[[Filopodio]]
*[[Filamento intermedio]]
*[[FtsZ]]
*[[Lamelipodio]]
 
== Notas ==
<div class="references-small" style="-moz-column-count:1; column-count:1;">
*{{Note_label|A|a|a}} En este enlace [http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=136944&rendertype=figure&id=cdf640f2] se observa un modelo de la prefoldina con la actina encajada entre los "tentáculos" de sus subunidades.
*{{Note_label|B|b|b}} En el siguiente enlace [http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=1808031&rendertype=figure&id=f4] de un trabajo de Jaime Martín-Benito y Jose María Valpuesta, del centro nacional de Biotecnología del CSIC, se puede apreciar la configuración en doble anillo de la chaperonina CCT, así como sus subunidades.
*{{Note_label|C|c|c}} [http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=1304143&rendertype=table&id=tbl2 Tabla] de las [[constante de equilibrio|constantes]] de asociación y disociación de las diferentes especies de monómeros al filamento de actina, según la literatura científica.
</div>
 
== Referencias ==
{{listaref|2}}
 
== Enlaces exernos ==
{{commonscat|Actin|Actina}}
*[http://es.youtube.com/watch?v=zLeYkrERR7s Vídeo de la polimerización de la actina] (en inglés)
*[http://es.youtube.com/watch?v=VQ4OMSi6qAg Vídeo de la interacción actina-miosina] (en inglés)
*[http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/mmdb/mmdbsrv.cgi?uid=50538 MMDB ID 50538 Modelo molecular de G-actina unida a ATP por Domínguez].
*[http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?SUBMIT=y&db=structure&orig_db=structure&term=2ZWH MMDB ID 69126 Modelo molecular de F actina por T. Oda]
 
[[Categoría:Citoesqueleto]]
 
[[bg:Актин]]
[[ca:Actina]]
[[cs:Aktin]]
[[da:Actin]]
[[de:Aktin]]
[[en:Actin]]
[[et:Aktiin]]
[[fi:Aktiini]]
[[fr:Actine]]
[[ga:Aictin]]
[[gl:Actina]]
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[[pl:Aktyna]]
[[pt:Actina]]
[[ro:Actină]]
[[ru:Актин]]
[[sr:Актински филаменти]]
[[sv:Aktin]]
[[tl:Actin]]
[[tr:Aktin]]
[[uk:Актин]]
[[vi:Sợi actin]]
[[zh:肌动蛋白]]
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