Kako delujeta proteina aktin in miozin, da povzročita krčenje mišic?

Interakcija med proteinoma aktinom in miozinom je ključnega pomena za krčenje mišic. Tukaj je pregled, kako aktin in miozin delujeta skupaj, da povzročita krčenje mišic:

1. Struktura aktina in miozina:

Aktinski filamenti so tanke, nitaste beljakovinske strukture, prisotne v velikem številu v mišičnih celicah. Molekule miozina pa so debele, podolgovate beljakovine s kroglastimi glavami. Vsaka molekula miozina ima dve glavi, ki se lahko vežeta na aktinske filamente.

2. Oblikovanje prečnih mostov:

Med mišično kontrakcijo se miozinske glave razširijo in vežejo na določena mesta na aktinskih filamentih ter tvorijo prečne mostove. Ti prečni mostovi so bistveni za ustvarjanje sile, potrebne za krčenje mišic.

3. Hidroliza ATP:

Miozinske glave vsebujejo vezavna mesta za adenozin trifosfat (ATP), energijsko valuto celic. Ko se ATP veže na miozin, se hidrolizira in razpade na adenozin difosfat (ADP) in anorganski fosfat (Pi). Ta reakcija hidrolize sprosti energijo, ki poganja konformacijske spremembe v glavi miozina.

4. moč:

Energija, ki se sprosti pri hidrolizi ATP, povzroči konformacijsko spremembo v glavi miozina, znano kot močni udarec. Ta močan udarec potegne aktinske filamente proti središču sarkomere, osnovne enote mišične kontrakcije. Kot rezultat, tanki aktinski filamenti zdrsnejo mimo debelih miozinskih filamentov, kar povzroči, da se mišično vlakno skrajša in ustvari silo.

5. Uravnavanje kalcija:

Interakcija med aktinom in miozinom je regulirana s kalcijevimi ioni (Ca2+). Ko mišično vlakno prejme signal iz živčnega sistema, sproži sproščanje Ca2+ iz sarkoplazemskega retikuluma, notranjega skladišča kalcija v celici. Ca2+ se veže na beljakovino, imenovano troponin, ki je povezana z aktinskimi filamenti.

6. Tropomiozin in troponin:

V odsotnosti Ca2+ druga beljakovina, imenovana tropomiozin, blokira vezavna mesta na aktinskih filamentih in preprečuje nastanek prečnih mostov. Ko pa se Ca2+ veže na troponin, povzroči konformacijsko spremembo, ki premakne tropomiozin stran od veznih mest, kar omogoči, da se miozinske glave vežejo na aktin in sprožijo kontrakcijo.

Usklajeno medsebojno delovanje aktina in miozina, ki ga uravnavajo ATP in kalcijevi ioni, omogoča mišičnim vlaknom, da se krčijo in sprostijo, kar povzroči gibanje in različne fiziološke funkcije v telesu.