Unterschied zwischen Actin und Myosin

Hauptunterschied – Actin vs Myosin

Muskeln bestehen aus Proteinen. Aktin und Myosin sind zwei Proteine in den Muskeln, die an der Muskelkontraktion bei Tieren beteiligt sind. Sie steuern die willkürlichen Muskelbewegungen des Körpers im Zusammenspiel mit den als Tropomyosin, Troponin und Meromyosin bekannten Regulierungsproteinen. Aktin- und Myosinproteine bilden Filamente, die in den Myofibrillen in Längsrichtung angeordnet sind. Der Hauptunterschied zwischen Aktin und Myosin besteht darin, dass Aktin ein dünnes Filament bildet, während Myosin ein dickes Filament bildet. Das Übereinanderschieben der beiden Filamente in einer Reihe von sich wiederholenden Vorgängen führt zur Kontraktion der Muskeln.

Schlüsselbereiche

1. Was ist Aktin
– Definition, Struktur, Funktion
2. Was ist Myosin
– Definition, Struktur, Funktion
3. Was sind die Gemeinsamkeiten zwischen Aktin und Myosin
– Überblick über die gemeinsamen Merkmale
4. Was ist der Unterschied zwischen Aktin und Myosin
– Vergleich der Hauptunterschiede

Schlüsselbegriffe: Kontraktiles Filament, F-Actin, G-Actin, Muskelkontraktion, Myosin, Polymerisation

Was ist Actin

Actin bezeichnet ein Protein, das ein dünnes kontraktiles Filament in Muskelzellen bildet. Es ist das am häufigsten vorkommende Protein in eukaryontischen Zellen. Aktin ist ein hoch konserviertes Protein. Es gibt zwei Formen von Aktin: monomeres (G-Actin) und filamentöses (F-Actin). Unter physiologischen Bedingungen lässt sich das G-Aktin unter Verwendung der ATP-Energie leicht zu F-Aktin polymerisieren. Die Bildung eines dünnen Aktinfilaments ist in Abbildung 1 dargestellt.

Obwohl die Polymerisation von Aktinfilamenten von beiden Enden des Filaments ausgeht, ist die Polymerisationsrate an beiden Enden nicht gleich. Dies führt zu einer intrinsischen Polarität im Filament. Das schnell polymerisierende Ende wird als Widerhakenende (+) bezeichnet, während das langsam polymerisierende Ende als spitzes Ende (-) bezeichnet wird. Die Verbindung von Tropomyosin und Troponin stabilisiert das Aktinfilament. Die Subdomänen des G-Actins sind in Abbildung 2 dargestellt.

Die Form und Bewegung der Zelle hängen von den Aktinfilamenten ab. Die Hauptfunktion der Aktinfilamente besteht darin, das dynamische Zytoskelett einer Zelle zu bilden. Das Zytoskelett bietet strukturelle Unterstützung und verbindet das Zellinnere mit seiner Umgebung. Aktinfilamente sind auch an der Bildung von Filopodien und Lamellipodien beteiligt, die die Zellmotilität unterstützen. Aktinfilamente helfen beim Transport von Organellen zu den Tochterzellen während der Mitose. Der Komplex aus dünnen Filamenten in Muskelzellen erzeugt Kräfte, die die Kontraktion der Muskeln unterstützen.

Was ist Myosin

Myosin ist ein Protein, das die dicken kontraktilen Filamente in Muskelzellen bildet. Alle Myosinmoleküle bestehen aus einer oder zwei schweren Ketten und mehreren leichten Ketten. Bei diesem Protein lassen sich drei Domänen unterscheiden: Kopf, Hals und Schwanz. Die Kopfdomäne ist kugelförmig und enthält Aktin- und ATP-Bindungsstellen. Der Halsbereich enthält eine α-Helix. Der Schwanzbereich enthält die Bindungsstellen für verschiedene Moleküle. Die Struktur des Myosins ist in Abbildung 3 dargestellt.

Dreizehn verschiedene Klassen von Myosin lassen sich als Myosin I, II, III, IV usw. identifizieren. Das Myosin I ist am Transport von Bläschen beteiligt. Das Myosin II ist für die Muskelkontraktion verantwortlich. Der Aufbau eines Skelettmuskels ist in Abbildung 4 dargestellt.

Die Kontraktion der Muskeln wird durch die Gleitfadentheorie beschrieben. Die dünnen Aktinfilamente gleiten über ein dickes Myosinfilament und erzeugen so eine Spannung im Muskel.

Ähnlichkeiten zwischen Aktin und Myosin

• Beide, Aktin und Myosin, sind Proteinmoleküle, die in Muskeln vorkommen.
• Beide, Aktin und Myosin, sind eine Art von Motorproteinen.
• Beide, Aktin und Myosin, bilden kontraktile Filamente.
• Beide, Aktin und Myosin, sind an der Kontraktion der Muskeln beteiligt.

Unterschied zwischen Aktin und Myosin

Definition

Aktin: Aktin ist ein Protein, das ein dünnes kontraktiles Filament in Muskelzellen bildet.

Myosin: Myosin bezieht sich auf ein Protein, das die dicken kontraktilen Filamente in Muskelzellen bildet.

Größe des Filaments

Actin: Actin bildet ein dünnes (0,005 μm), kurzes (2 – 2,6 μm) Filament.

Myosin: Myosin bildet ein dickes (0,01 μm), langes (4,5 μm) Filament.

Regulationsproteine

Actin: Aktinfilamente bestehen aus Tropomyosin und Troponin.

Myosin: Myosinfilamente bestehen aus Meromyosin.

Ort

Actin: Aktinfilamente finden sich in den A- und I-Bändern.

Myosin: Myosinfilamente sind in den A-Bändern eines Sarkomers zu finden.

Kreuzbrücken

Actin: Aktinfilamente bilden keine Querbrücken.

Myosin: Myosinfilamente bilden Querbrücken.

Oberfläche

Actin: Die Oberfläche der Aktinfilamente ist glatt.

Myosin: Die Oberfläche der Myosinfilamente ist rau.

Anzahl

Actin: Aktinfilamente sind sehr zahlreich.

Myosin: Ein Myosin-Filament kommt auf sechs Aktin-Filamente.

Enden

Actin: Die Aktinfilamente sind an einem Ende frei.

Myosin: Myosinfilamente sind an beiden Enden frei.

Gleiten

Actin: Aktinfilamente gleiten während der Kontraktion in die H-Zone.

Myosin: Myosinfilamente gleiten während der Kontraktion nicht.

Schlussfolgerung

Actin und Myosin sind zwei Arten von Proteinen, die kontraktile Filamente in Muskelzellen bilden. Aktin bildet dünne und kurze Filamente, während Myosin dicke und lange Filamente bildet. Sowohl Aktin als auch Myosin sind in anderen eukaryontischen Zellen zu finden, bilden das Zytoskelett und sind an der Bewegung von Molekülen beteiligt. Der Hauptunterschied zwischen Aktin und Myosin ist die Art der Filamente, die jedes Protein bildet.

Referenz:

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „Thin filament formation“ By Häggström, Mikael (2014). „Medizinische Galerie von Mikael Häggström 2014“. WikiJournal der Medizin 1 (2). DOI:10.15347/wjm/2014.008. ISSN 2002-4436. (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. „G-actin subdomains“ By Thomas Splettstoesser (www.scistyle.com) – Own work (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
3. „Myosin filament“ By Dr Darsh at English Wikibooks – Transferred from en.wikibooks to Commons (Public Domain) via Commons Wikimedia
4. „Skeletal muscle“ (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia