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Alfa-actinina-3

La alfa-actinina-3 , también conocida como isoforma 3 del músculo esquelético alfa-actinina o proteína de reticulación F-actina , es una proteína que en los humanos está codific...

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La alfa-actinina-3 , también conocida como isoforma 3 del músculo esquelético alfa-actinina o proteína de reticulación F-actina , es una proteína que en los humanos está codificada por el gen ACTN3 (llamado gen del velocista, gen de la velocidad o gen del atleta) ubicado en el cromosoma 11. Todas las personas tienen dos copias (alelos) de este gen. [5] [6]

La alfa-actinina es una proteína que se une a la actina y tiene múltiples funciones en diferentes tipos de células. La expresión de este gen se limita al músculo esquelético. Se localiza en el disco Z y cuerpos densos análogos, donde ayuda a anclar los filamentos de actina miofibrilar. [7]

Fibras musculares de contracción rápida y lenta

El músculo esquelético está compuesto por largas células cilíndricas llamadas fibras musculares. Existen dos tipos de fibras musculares: las de contracción lenta o contracción muscular (tipo I) y las de contracción rápida (tipo II). Las fibras de contracción lenta son más eficientes en el uso del oxígeno para generar energía, mientras que las fibras de contracción rápida son menos eficientes. Sin embargo, las fibras de contracción rápida se activan más rápidamente, lo que les permite generar más energía que las fibras de contracción lenta (tipo I). Las fibras de contracción rápida y las fibras de contracción lenta también se denominan fibras musculares blancas y fibras musculares rojas, respectivamente. La proteína alfa-actinina-3 se encuentra en las fibras musculares de tipo II.

Alelos

Se ha identificado un alelo (rs1815739; 577X) en el gen ACTN3 que produce una deficiencia de alfa-actinina-3 en los individuos. [8] [9] El genotipo homocigoto X (ACTN3 577XX) es causado por una transición de C a T en el exón 16 del gen ACTN3 , que causa una transformación de una base de arginina (R) a un codón de terminación prematuro (X) que resulta en la mutación rs1815739 que no causa la producción de la proteína alfa-actinina 3 en las fibras musculares. [10] El polimorfismo 577XX no causa la producción de la proteína alfa-actinina 3 que es esencial en las fibras musculares de contracción rápida. [10]

Se ha especulado que las variaciones en este gen evolucionaron para adaptarse a los requisitos de gasto energético de las personas en varias partes del mundo. [8] : 155–156  Más del 75% de las personas tienen una o dos copias de ACTN3 577R y tienen alfa-actinina-3. Los individuos homocigotos (ACTN3 577XX) no tienen alfa-actinina-3 (16%-20% de la población), [11] [12] pero tienen un alto nivel de alfa-actinina-2 .

Atletas

Existe una asociación entre el polimorfismo ACTN3 R577X en el rendimiento en sprint y levantamiento de pesas a un nivel de élite (las variantes RR y RX son mejores), y parece haber una asociación con la recuperación del ejercicio y un menor riesgo de lesiones. [10] Parece que el genotipo XX está asociado con niveles más altos de daño muscular y un mayor tiempo necesario para la recuperación. [10]

Interacciones

Se ha demostrado que ACTN3 interactúa con la alfa-actinina-2. [13]

Véase también

Referencias

  1. ^ abc GRCh38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSG00000248746 – Ensembl , mayo de 2017
  2. ^ abc GRCm38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSMUSG00000006457 – Ensembl , mayo de 2017
  3. ^ "Referencia de PubMed humana:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  4. ^ "Referencia de PubMed sobre ratón". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  5. ^ "ACTN3 - Alfa-actinina-3 - Homo sapiens (humano) - Gen y proteína ACTN3". www.uniprot.org . Consultado el 22 de abril de 2022 .
  6. ^ Beggs AH, Byers TJ, Knoll JH, Boyce FM, Bruns GA, Kunkel LM (mayo de 1992). "Clonación y caracterización de dos genes de alfa-actinina del músculo esquelético humano ubicados en los cromosomas 1 y 11". The Journal of Biological Chemistry . 267 (13): 9281– 9288. doi : 10.1016/S0021-9258(19)50420-3 . PMID  1339456.
  7. ^ "Gen Entrez: actinina ACTN3, alfa 3".
  8. ^ de Epstein D (2013). El gen deportivo: dentro de la ciencia del rendimiento atlético extraordinario . Penguin. ISBN 978-1-101-62263-6.[ página necesaria ]
  9. ^ North KN, Yang N, Wattanasirichaigoon D, Mills M, Easteal S, Beggs AH (abril de 1999). "Una mutación sin sentido común provoca deficiencia de alfa-actinina-3 en la población general". Nature Genetics . 21 (4): 353– 354. doi :10.1038/7675. PMID  10192379. S2CID  19882092.
  10. ^ abcd Pickering C, Kiely J (2017). "ACTN3: más que un gen de la velocidad". Frontiers in Physiology . 8 : 1080. doi : 10.3389/fphys.2017.01080 . PMC 5741991 . PMID  29326606. 
  11. ^ Hogarth MW, Houweling PJ, Thomas KC, Gordish-Dressman H, Bello L, Pegoraro E, et al. (Enero de 2017). "Evidencia de ACTN3 como modificador genético de la distrofia muscular de Duchenne". Comunicaciones de la naturaleza . 8 (1): 14143. Código bibliográfico : 2017NatCo...814143H. doi : 10.1038/ncomms14143. PMC 5290331 . PMID  28139640. 
  12. ^ Seto JT, Lek M, Quinlan KG, Houweling PJ, Zheng XF, Garton F, MacArthur DG, Raftery JM, Garvey SM, Hauser MA, Yang N, Head SI, North KN (2011). "La deficiencia de α-actinina-3 se asocia con una mayor susceptibilidad al daño inducido por la contracción y la remodelación del músculo esquelético". Human Molecular Genetics . 20 (15): 2914– 2927. doi : 10.1093/hmg/ddr196 . PMID  21536590 . Consultado el 15 de febrero de 2022 .
  13. ^ Chan Y, Tong HQ, Beggs AH, Kunkel LM (julio de 1998). "Las isoformas de alfa-actinina-2 y -3 específicas del músculo esquelético humano forman homodímeros y heterodímeros in vitro e in vivo". Biochemical and Biophysical Research Communications . 248 (1): 134– 139. doi :10.1006/bbrc.1998.8920. PMID  9675099.

Lectura adicional

  • MacArthur DG, North KN (julio de 2004). "¿Un gen para la velocidad? La evolución y función de la alfa-actinina-3". BioEssays . 26 (7): 786– 795. doi :10.1002/bies.20061. PMID  15221860. S2CID  19761762.
  • Beggs AH, Byers TJ, Knoll JH, Boyce FM, Bruns GA, Kunkel LM (mayo de 1992). "Clonación y caracterización de dos genes de alfa-actinina del músculo esquelético humano ubicados en los cromosomas 1 y 11". The Journal of Biological Chemistry . 267 (13): 9281– 9288. doi : 10.1016/S0021-9258(19)50420-3 . PMID  1339456.
  • Yürüker B, Niggli V (febrero de 1992). "Alfa-actinina y vinculina en neutrófilos humanos: reorganización durante la adhesión y relación con la red de actina". Journal of Cell Science . 101. 101 (Pt 2) (2): 403– 414. doi :10.1242/jcs.101.2.403. PMID  1629252.
  • Pavalko FM, LaRoche SM (octubre de 1993). "La activación de los neutrófilos humanos induce una interacción entre la subunidad beta 2 de la integrina (CD18) y la proteína de unión a la actina alfa-actinina". Journal of Immunology . 151 (7): 3795– 3807. doi : 10.4049/jimmunol.151.7.3795 . PMID  8104223.
  • Chan Y, Tong HQ, Beggs AH, Kunkel LM (julio de 1998). "Las isoformas de alfa-actinina-2 y -3 específicas del músculo esquelético humano forman homodímeros y heterodímeros in vitro e in vivo". Biochemical and Biophysical Research Communications . 248 (1): 134– 139. doi :10.1006/bbrc.1998.8920. PMID  9675099.
  • North KN, Yang N, Wattanasirichaigoon D, Mills M, Easteal S, Beggs AH (abril de 1999). "Una mutación sin sentido común provoca deficiencia de alfa-actinina-3 en la población general". Nature Genetics . 21 (4): 353– 354. doi :10.1038/7675. PMID  10192379. S2CID  19882092.
  • Nikolopoulos SN, Spengler BA, Kisselbach K, Evans AE, Biedler JL, Ross RA (enero de 2000). "La proteína alfa-actinina no muscular humana codificada por el gen ACTN4 suprime la tumorigenicidad de las células de neuroblastoma humano". Oncogene . 19 (3): 380– 386. doi :10.1038/sj.onc.1203310. PMID  10656685. S2CID  22989834.
  • Takada F, Vander Woude DL, Tong HQ, Thompson TG, Watkins SC, Kunkel LM, Beggs AH (febrero de 2001). "Miozenina: una proteína de unión a alfa-actinina y gamma-filamina de las líneas Z del músculo esquelético". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 98 (4): 1595– 1600. doi : 10.1073/pnas.041609698 . PMC  29302 . PMID  11171996.
  • Bang ML, Mudry RE, McElhinny AS, Trombitás K, Geach AJ, Yamasaki R, et al. (abril de 2001). "Miopalladina, una nueva proteína sarcomérica de 145 kilodalton con múltiples funciones en los ensamblajes de proteínas de banda I y disco Z". The Journal of Cell Biology . 153 (2): 413– 427. doi :10.1083/jcb.153.2.413. PMC  2169455 . PMID  11309420.
  • Mills M, Yang N, Weinberger R, Vander Woude DL, Beggs AH, Easteal S, North K (junio de 2001). "Expresión diferencial de las proteínas de unión a la actina, alfa-actinina-2 y -3, en diferentes especies: implicaciones para la evolución de la redundancia funcional". Human Molecular Genetics . 10 (13): 1335– 1346. doi :10.1093/hmg/10.13.1335. PMID  11440986.
  • Burgueño J, Blake DJ, Benson MA, Tinsley CL, Esapa CT, Canela EI, et al. (septiembre de 2003). "El receptor de adenosina A2A interactúa con la proteína de unión a actina alfa-actinina". The Journal of Biological Chemistry . 278 (39): 37545– 37552. doi : 10.1074/jbc.M302809200 . hdl : 2445/122310 . PMID  12837758.
  • Clarkson PM, Devaney JM, Gordish-Dressman H, Thompson PD, Hubal MJ, Urso M, et al. (julio de 2005). "El genotipo ACTN3 está asociado con aumentos en la fuerza muscular en respuesta al entrenamiento de resistencia en mujeres". Journal of Applied Physiology . 99 (1): 154– 163. doi :10.1152/japplphysiol.01139.2004. PMID  15718405. S2CID  23205110.
  • Franzot G, Sjöblom B, Gautel M, Djinović Carugo K (abril de 2005). "La estructura cristalina del dominio de unión a la actina de la alfa-actinina en su conformación cerrada: conocimiento estructural de la regulación de la alfa-actinina por fosfolípidos". Journal of Molecular Biology . 348 (1): 151– 165. doi :10.1016/j.jmb.2005.01.002. PMID  15808860.
  • Clarkson PM, Hoffman EP, Zambraski E, Gordish-Dressman H, Kearns A, Hubal M, et al. (agosto de 2005). "Asociaciones de los genotipos de ACTN3 y MLCK con daño muscular por esfuerzo". Journal of Applied Physiology . 99 (2): 564– 569. doi :10.1152/japplphysiol.00130.2005. PMID  15817725.
  • Asanuma K, Kim K, Oh J, Giardino L, Chabanis S, Faul C, et al. (mayo de 2005). "La sinaptopodina regula la actividad de agrupamiento de actina de la alfa-actinina de una manera específica de isoforma". The Journal of Clinical Investigation . 115 (5): 1188– 1198. doi :10.1172/JCI23371. PMC  1070637 . PMID  15841212.
  • Niemi AK, Majamaa K (agosto de 2005). "ADN mitocondrial y genotipos de ACTN3 en atletas de resistencia y velocidad de élite finlandeses". Revista Europea de Genética Humana . 13 (8): 965– 969. doi : 10.1038/sj.ejhg.5201438 . PMID  15886711.
  • Triplett JW, Pavalko FM (noviembre de 2006). "La interrupción de las interacciones alfa-actinina-integrina en adherencias focales hace que los osteoblastos sean susceptibles a la apoptosis". American Journal of Physiology. Fisiología celular . 291 (5): C909 – C921 . doi :10.1152/ajpcell.00113.2006. PMID  16807302. S2CID  21854341.
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