L’actine est une protéine présente à l’intérieur des cellules de tous les êtres vivants dont les cellules contiennent un noyau lié à la membrane. La protéine est un composant de deux types de filaments cellulaires : les microfilaments et les filaments fins. Les microfilaments contribuent au cytosquelette, une structure à l’intérieur des membranes cellulaires qui aide la cellule à conserver sa forme. Les filaments fins, qui se trouvent dans les cellules musculaires, sont impliqués dans la contraction musculaire.
La façon dont les filaments d’actine facilitent la contraction musculaire peut être expliquée en utilisant la théorie des filaments glissants. Au sein de chaque cellule musculaire, ces chaînes protéiques forment des filaments minces passifs qui fonctionnent en conjonction avec des filaments épais de myosine, une protéine motrice ou de mouvement qui produit la force de contraction musculaire. Pour ce faire, les filaments de myosine glissent d’avant en arrière le long des filaments d’actine au sein d’une unité à l’intérieur de la cellule musculaire, appelée sarcomère. Chaque cellule musculaire peut contenir des centaines de milliers de sarcomères – une structure en forme de bande qui se dilate et se contracte comme une unité lorsque les filaments d’actine et de myosine glissent les uns sur les autres. Ce sont les bandes de sarcomères qui donnent aux muscles leur aspect strié.
Dans le modèle du filament coulissant, les filaments de myosine sont alternés avec des filaments d’actine en lignes horizontales, un peu comme les rayures rouges et blanches du drapeau américain. Les protéines de myosine glissent le long de l’actine, libérant des ions calcium qui permettent à la tête de chaque protéine de myosine de se lier à un site sur le filament d’actine. Une fois que la myosine se lie à ces sites – un peu comme un équipage de rameurs dans un godille tirant leurs rames simultanément – la myosine tire les deux filaments l’un devant l’autre, ce qui entraîne un raccourcissement général du sarcomère. Ce raccourcissement collectif est rendu possible par l’hydrolyse de l’adénosine triphosphate (ATP) – la principale source d’énergie du corps pour de nombreuses fonctions cellulaires – et entraîne la contraction de la cellule musculaire.
Une fois que les filaments d’actine et de myosine se lient et que l’AVC se produit – tirant les filaments d’actine vers le centre du sarcomère – les têtes de myosine se détachent et l’ATP se recharge dans ces filaments, provoquant alors le prochain AVC des filaments. La protéine tropomyosine pourrait recouvrir les filaments d’actine et bloquer les sites de liaison ; ce processus empêcherait la myosine de se lier et entraînerait la relaxation des muscles. Ce mécanisme de liaison et de glissement des filaments de myosine et d’actine est également la façon dont se déroule la cytokinèse, ou division cellulaire, l’action du filament coulissant entraînant le pincement d’une cellule en deux pendant la mitose.