I filamenti di actina, noti anche come microfilamenti, sono sottili filamenti di supporto prodotti da catene della proteina actina, che è presente nelle cellule di tutti gli organismi eucariotici. Sebbene questi filamenti svolgano molte funzioni diverse, esistono principalmente per fornire supporto strutturale e trasporto intracellulare come parti del citoscheletro cellulare. I filamenti di actina possono anche svolgere un ruolo importante nel mantenere o alterare le forme cellulari e nel far muovere una cellula. Su scala più ampia, l’actina svolge un ruolo fondamentale nel processo di contrazione muscolare, senza la quale le azioni dell’uomo e di molti altri organismi sarebbero completamente impossibili. La quasi ubiquità dell’actina nelle cellule lo rende molto utile per una varietà di applicazioni di ricerca incentrate sul citoscheletro e su altre aree della biologia cellulare.
La polimerizzazione dell’actina, o il processo mediante il quale i monomeri della proteina actina si combinano per formare i filamenti di actina, inizia con un processo chiamato nucleazione. La nucleazione si verifica quando un gruppo di tre o più monomeri di actina, spontaneamente o in altro modo, si raggruppano insieme, formando una base su cui altri monomeri di actina possono attaccarsi. La polimerizzazione dell’actina non forma un singolo filo lineare; forma piuttosto un filamento di actina costituito da una doppia elica di monomeri di actina collegati. Tale disposizione è molto più durevole di quanto sarebbe un singolo filo lineare.
La polimerizzazione dell’actina è un processo reversibile, il che significa che i filamenti di actina possono essere scomposti in singole unità di actina. Questo rende un processo molto dinamico, poiché i filamenti di actina possono polimerizzare e depolimerizzare rapidamente in diverse posizioni all’interno della cellula. Vari cambiamenti chimici in diverse parti di una cellula possono favorire la polimerizzazione o la depolimerizzazione, quindi i filamenti di actina possono essere assemblati o disassemblati abbastanza rapidamente in base alle particolari esigenze della cellula. Vi è un apparente equilibrio dinamico tra la concentrazione di monomeri e filamenti di actina, sebbene una varietà di fattori possa influenzare questo equilibrio. Al di sotto di una certa concentrazione di monomeri, probabilmente i filamenti non si formeranno, ma al di sopra di tale soglia si verificano spontaneamente la nucleazione e la polimerizzazione.
L’actina, a causa della sua quasi ubiquità nelle cellule eucariotiche e della sua natura essenziale come parte del citoscheletro cellulare, è comunemente studiata nella sperimentazione biologica. Sono stati sviluppati vari metodi per tingere l’actina in modo da poter osservare i cambiamenti derivanti da farmaci o modificazioni genetiche. Gli organismi o le cellule possono essere geneticamente modificati o trattati con diversi farmaci che influenzano la polimerizzazione dei filamenti di actina. Tali esperimenti sono usati per classificare con precisione i molti ruoli dei filamenti di actina e per imparare come alterarli influenza le cellule.