núcleo de nucleación de actina

Un núcleo de nucleación de actina es un trímero de proteína con tres monómeros de actina . Se denomina núcleo de nucleación porque conduce a la reacción de elongación energéticamente favorable una vez que se forma un tetrámero a partir de un trímero. Los dímeros y trímeros de proteína de actina son energéticamente desfavorables. ^{[ 1 ]} Los nucleadores de actina, como el complejo Arp2/3 de proteínas de la familia de las forminas, participan con mayor frecuencia en este proceso. Los factores de nucleación de actina inician la polimerización de la actina dentro de las células.

Muchas proteínas distintas que pueden mediar la nucleación de novo de filamentos interactúan directamente con la actina y la promueven. Esto da a las formaciones de membrana protrusivas su impulso inicial. Estas entidades pueden adoptar la forma de pseudópodos , invadopodios o vesículas de membrana no apoptóticas. ^{[ 2 ]}

La cinética desfavorable de la producción de oligómeros de actina impide la polimerización espontánea de la actina. ^{[ 2 ]} Una vez creado un núcleo de actina, la conexión de los monómeros se produce rápidamente, desarrollándose el extremo positivo considerablemente más rápido que el negativo. ^{[ 2 ]} La actividad ATPasa de la actina aumenta bruscamente tras su inserción en el filamento. ^{[ 2 ]} El filamento se vuelve menos estable como resultado de la hidrólisis espontánea de ATP y la disociación del fosfato, lo que lo hace más vulnerable a los efectos de las proteínas de fragmentación, como las de la familia del factor despolimerizador de actina (ADF)/cofilin. ^{[ 2 ]} La barrera cinética que prohíbe la polimerización espontánea de la actina proporciona a la célula una herramienta versátil para controlar temporal y espacialmente el ensamblaje de filamentos de actina de novo. ^{[ 2 ]}

Las proteínas de unión a monómeros limitan la disponibilidad de subunidades para la producción de filamentos, mientras que las proteínas de corte, como las de las familias destrina y cofilina , regulan la deconstrucción de filamentos. La célula posee una herramienta flexible para regular temporal y espacialmente la creación de filamentos de actina de novo gracias a la barrera cinética que impide la polimerización espontánea de actina. ^{[ 2 ]} La nucleación directa de actina en respuesta a señales externas permite a los nucleadores de actina iniciar de forma rápida y eficaz nuevos filamentos de actina. Estas proteínas sirven como dianas de numerosas cascadas de señalización intracelular. De manera más significativa, los miembros de la familia Rho-GTPasa , incluyendo CDC42 , son esenciales para controlar el recambio de actina y coordinar el control de las actividades de nucleación de actina. ^{[ 2 ]}

Para imitar el comportamiento de las DC maduras tratadas con LPS (células dendríticas) en términos de migración y macropinocitosis, basta con bloquear o eliminar Arp2/3 en las DC inmaduras, lo que sugiere que la expresión o actividad de Arp2/3 se reduce como resultado de la maduración de las DC inducida por LPS. ^{[ 3 ]} Los niveles de expresión de Arp2/3 no se vieron afectados por el tratamiento con LPS de las DC; sin embargo, es probable que las DC maduras presentaran una actividad reducida de nucleación de actina. ^{[ 3 ]}

Las células dendríticas inmaduras (iDCs) y las células dendríticas inmaduras (iDCs) requieren la nucleación de actina dependiente de mDia1 para la locomoción, mientras que las iDCs vinculan la captación de antígeno con la motilidad celular mediante la nucleación de actina dependiente de Arp2/3. ^{[ 3 ]} En respuesta a la detección de LPS, Arp2/3 reduce significativamente la nucleación de actina en el frente, lo que permite a las células dendríticas maduras adoptar un modo migratorio rápido y direccional. ^{[ 3 ]}

La inhibición de Arp2/3 aumentó la velocidad y disminuyó la acumulación de actina F en el frente de las iDC. Como resultado de la ausencia de actina dependiente de Arp2/3 en el frente celular, las LPS-DC migran más rápidamente que las iDC. Las iDC Arpc2KO mostraron un aumento similar en la velocidad celular y se movieron con la misma rapidez que las LPS-DC. Además, en estudios de migración bajo agarosa, las DC Arpc2KO migraron sustancialmente más rápido. Esto no estuvo relacionado con el desarrollo de las DC. A diferencia de la locomoción basada en protrusiones, el reservorio de actina F dependiente de Arp2/3 presente en el frente de las iDC limita su migración.

• Nürnberg, Alexander; Kitzing, Thomas; Grosse, Robert (marzo de 2011). "Actina nucleante para la invasión". Nature Reviews Cancer . 11 (3): 177– 187. doi : 10.1038/nrc3003 . PMID 21326322. S2CID 9063688 .  
  • Este artículo, revisado por pares, trata sobre el tejido circundante y las células cancerosas. Se analizan los núcleos de actina, así como el origen de diferentes estructuras como los invadopodios y los pseudópodos. Las células humanas poseen una amplia gama de nucleadores de actina, incluyendo forminas, proteínas spire y las proteínas reguladoras Arp2/3, y es probable que su número aumente.
• Vargas, Pablo; Maiuri, Paolo; Bretou, marino; Sáez, Pablo J.; Pierobón, Paolo; Maurín, Mathieu; Chabaud, Mélanie; Lankar, Danielle; Obino, Dorian; Terriac, Emmanuel; Raab, Mateo; Thiam, Hawa-Racine; Broker, Thomas; Cocina-Goosen, Susan M.; Alberts, Arthur S.; Sunareni, Praveen; Xia, Sheng; Li, Rong; Voituriez, Rafael; Piel, Matthieu; Lennon-Duménil, Ana-Maria (enero de 2016). "El control innato de la nucleación de actina determina dos comportamientos de migración distintos en las células dendríticas" . Biología celular de la naturaleza . 18 (1): 43– 53. doi : 10.1038/ncb3284 . PMC 5885286 . PMID 26641718 .  
  • Este artículo, revisado por pares, trata sobre la migración de células dendríticas (CD) y la inducción de actina dependiente de Arp2/3.