SHDT – Bài 58 – Sợi actin – Bộ xương tế bào

tâpBộ Xương Tế Bào và Siêu Sợi Actin

1. Bộ xương tế bào: Không chỉ là bộ khung đứng yên

Khác với bộ xương canxi cứng nhắc của con người, bộ xương tế bào là một mạng lưới các protein sợi vô cùng linh hoạt nằm trong tế bào chất của sinh vật nhân chuẩn (eukaryote).

Chức năng chính:

• Tạo khung: Duy trì hình dáng ổn định cho tế bào.
• Vận động: Thực hiện các chức năng chuyển động (như di chuyển, co cơ, vận chuyển vật chất bên trong).

Cấu tạo:
Bộ xương này được "lắp ghép" từ 3 loại protein sợi chính, mỗi loại được tạo thành từ sự trùng phân (polymerization) của các đơn vị nhỏ hơn:

1. Siêu sợi Actin (Actin filament): Cấu tạo từ actin.
2. Siêu ống (Microtubule): Cấu tạo từ tubulin.
3. Siêu sợi trung gian (Intermediate filament): Cấu tạo từ 6 loại protein sợi khác nhau.

Mỗi loại sợi có "sở trường" riêng: Actin chuyên về vận động (chân giả, co cơ); Siêu ống lo việc di chuyển của lông/roi; Sợi trung gian (như lamin) đảm nhiệm vai trò chịu lực và duy trì hình dạng màng nhân.

---

2. Siêu Sợi Actin: Những "sợi dây thừng" năng động

Trong 3 loại kể trên, siêu sợi actin là thành phần phổ biến nhất và đóng vai trò trung tâm trong nhiều hoạt động sống.

A. Mức độ phổ biến

• Hiện diện trong hầu hết các loại tế bào.
• Chiếm tỷ lệ "khủng": Khoảng 5% tổng số protein của tế bào.
• Vị trí: Tập trung nhiều ở các cấu trúc như vi nhung mao (ở ruột), thể liên kết trung gian và tạo thành một mạng lưới dày đặc ngay dưới màng tế bào.

B. Cấu trúc tinh vi từ G-Actin

Để tạo nên một sợi actin dài, tế bào sử dụng các "viên gạch" nhỏ gọi là G-actin (Globular actin - Actin hình cầu).

• Hồ sơ của G-actin:
  • Là một chuỗi polypeptide gồm 375 axit amin.
  • Trọng lượng phân tử: 42.000 Dalton.
  • Kích thước: 6nm x 4nm.
  • Đặc biệt: Mỗi phân tử G-actin đều mang theo 1 phân tử ATP (năng lượng).
• Quá trình lắp ráp:
  • Các G-actin liên kết với nhau (trùng phân) để tạo thành sợi dài.
  • Trong quá trình này, ATP đi kèm sẽ bị thủy phân để cung cấp năng lượng cho việc gắn kết.
  • Sợi actin hoàn chỉnh gồm 2 chuỗi xoắn vào nhau. Cứ mỗi 14 phân tử G-actin thì xoắn được một vòng (chiều dài khoảng 77nm).

C. Tính phân cực: Đầu nhanh và Đầu chậm

Một đặc điểm thú vị của siêu sợi actin là sự phân cực. Hai đầu của sợi actin không giống nhau:

• Đầu dương (+): Còn gọi là đầu "cực nhanh". Tại đây, tốc độ trùng phân (gắn thêm G-actin để sợi dài ra) diễn ra rất nhanh.
• Đầu âm (-): Còn gọi là đầu "cực chậm". Quá trình trùng phân vẫn diễn ra nhưng tốc độ chậm hơn nhiều.

Sự chênh lệch đáng kinh ngạc: Tốc độ trùng phân ở đầu dương (+) nhanh hơn đầu âm (-) tới 10 lần. Chính sự chênh lệch này tạo ra động lực giúp tế bào thay đổi hình dạng hoặc di chuyển về phía trước.