Sự biểu hiện của protein α-actinin-3 liên quan đến sợi cơ co nhanh loại II (Mills và cs, 2001), α-actinin-3 tham gia vào cấu tạo của đoạn α-actinin (thành phần chính của Z-line). Z-line có vai trò liên kết các sợi actin và giúp nâng đỡ, sắp xếp các sợi myosin (Yang và cs, 2003). Z-line (Hình 1.9) là một cấu trúc quan trọng của một khúc cơ, nó có chức năng hỗ trợ cho quá trình co - duỗi của cơ. Các nhà nghiên cứu nhận thấy α-actinin-3 có thể giúp làm giảm sự tổn thƣơng cơ bằng cơ chế co lệch tâm (Yang và cs, 2003). Vai trò này đặc biệt quan trọng trong quá trình co - duỗi cơ mạnh. α-actinin-3 chủ yếu có ở các sợi cơ co nhanh loại II.
Hai kiểu đa hình độc lập nằm trên hai exon 15 và 16 của gene ACTN3 là các biến dị ảnh hƣởng đến chức năng của protein α-actinin-3 và có thể ảnh hƣởng đến thành tích của VĐV. Ở exon 15, một đột biến A → G làm thay đổi bộ ba mã hóa CAG → CGG, tức là từ axit amin Glutamine (Q) thành Arginine (R). Đột biến này làm xuất hiện thêm một điểm cắt của enzyme giới hạn MspI ở alen
523R và do đó biến dị di truyền này dễ dàng đƣợc phân biệt bởi phƣơng pháp RFLP. Phƣơng pháp phân tích này cho phép phát hiện nhanh các đột biến điểm
33 thông qua việc có hoặc không có vị trí cắt của enzyme giới hạn MspI. Ví dụ: ở
exon 15, bằng phƣơng pháp điện di DNA trên gel có thể dễ dàng phân biệt 2 dạng biến dị. Đối với alen 523Q thì có 2 đoạn DNA, còn đối với alen 523R thì có 3 đoạn DNA (vì có thêm một điểm cắt mới).
Hình 1. 9. Sự tham gia của gene ACTN3 vào cấu trúc sợi cơ
Ở exon 16, một đột biến điểm C→T làm thay đổi một bộ ba mã hóa CGA thành TGA. Đột biến này làm thay đổi axit amin Arginine (R) thành một mã kết thúc sớm (X). Hậu quả là tạo ra một protein α-actinin-3 không hoàn chỉnh. Đột biến này đƣợc dự đoán là xuất hiện ở 16% dân số trên thế giới (Yang và cs, 2003). Protein α-actinin-2 (đƣợc mã hóa bởi gene ACTN2) có cấu trúc và chức năng tƣơng tự nhƣ protein α-actinin-3 và nó có mặt ở tất cả các dạng sợi cơ. Ngƣời ta cho rằng, protein α-actinin-2 có thể bù đắp cho sự thiếu hụt của α- actinin-3 ở các sợi cơ co nhanh (North và cs, 1999). Biến dị 557R mã hóa cho
34 protein chức năng α-actinin-3 đƣợc cho là có lợi đối với các VĐV nhờ vào cấu tạo sợi cơ co nhanh loại II trong quá trình thực hiện các động tác với cƣờng độ cao nhƣ là chạy nƣớc rút. Tƣơng tự nhƣ đa hình ở exon 15, đột biến thay thế nucleotide nằm trong exon 16 làm xuất hiện một điểm cắt giới hạn của enzyme giới hạn DdeI ở alen 577X và cũng dễ dàng phân biệt bằng phƣơng pháp RFLP.