Мускулното съкращение се случва само когато енергийната молекула се обади аденозин трифосфат (АТФ) присъства. АТФ осигурява енергията за мускулна контракция и други реакции в тялото. Той има три фосфатни групи, които може да раздаде, отделяйки енергия всеки път.
Миозинът е двигателният протеин, който извършва мускулна контракция чрез изтегляне на актинови пръчки (нишки) в мускулните клетки. Свързването на ATP с миозина кара двигателя да освободи захвата си върху актиновия прът. Прекъсването на една фосфатна група АТФ и освобождаването на получените две парчета е начинът, по който миозинът посяга, за да направи нов удар.
Освен ATP, мускулните клетки имат и други молекули, необходими за мускулна контракция, включително NADH, FADH2и креатин фосфат.
Структура на АТФ (мускулна енергийна молекула)
ATP има три части. A захарна молекула наречен рибоза е в центъра, свързан с молекула, наречена аденин от едната страна и верига от три фосфатни групи от друга страна. Енергията на АТФ се намира във фосфатните групи. Фосфатните групи са силно отрицателно заредени, което означава, че те естествено се отблъскват.
Въпреки това, в АТФ трите фосфатни групи се държат една до друга чрез химически връзки. Напрежението между връзката електростатичното отблъскване е съхранената енергия. След като връзката между две фосфатни групи се прекъсне, двата фосфата се раздалечават, което е енергията, която движи ензима, който прегръща молекулата на АТФ.
ATP е разбит ADP (аденозин дифосфат) и фосфат (P), така че ADP имат само два фосфата.
Структура на миозин
Миозинът е семейство двигателни протеини, които генерират сила за придвижване на нещата в клетката. Миозин II е двигателят, който прави мускулна контракция. Миозин II е двигател, който се свързва и дърпа актиновите нишки, които са успоредни пръчки, които се простират по дължината на мускулна клетка.
Молекулите на миозин имат две отделни части: тежка верига и лека верига. Тежката верига има три области, като юмрук, китка и предмишница.
Тежката верига има домен на главата, който е като юмрук, който свързва АТФ и дърпа актиновия прът. Областта на шията е китката, която свързва домейна на главата с опашката. Долната част на опашката е предмишницата, която се навива около опашките на други миозинови двигатели, което води до сноп двигатели, които са прикрепени заедно.
Силовият удар
След като миозинът се хване за актинова нишка и се изтегли, миозинът не може да се освободи, докато не се прикачи нова молекула АТФ. След освобождаването на актиновата нишка, миозинът прекъсва най-външната фосфатна група на АТФ, което кара миозина да се изправя, готов да се свърже и да изтегли актина отново. В това изправено положение миозинът отново хваща пръчката на актина.
Тогава миозинът освобождава АДФ и фосфата, което е резултат от разрушаването на АТФ. Изхвърлянето на тези две молекули кара главата на миозина да се свързва на шията, като юмрук, който се извива към предмишницата. Това кърлещо движение издърпва актиновата нишка, която кара мускулната клетка да се свива. Миозинът няма да пусне актина, докато не се прикрепи нова молекула АТФ.
Бърза енергия за мускулна контракция
АТФ е една от най-важните молекули, необходими за мускулна контракция. От мускулни клетки използват ATP с висока скорост, те имат начини да направят ATP бързо. Мускулните клетки имат големи количества молекули, които помагат да се генерира нов АТФ. NAD + и FAD + са молекули, които носят електрони под формата на NADH и FADH2, съответно.
Ако ATP е като банкнота от 20 долара, която е достатъчна за повечето ензими да си купят типично американско ястие, което означава да се направи една реакция, тогава NADH и FADH2 са като карти за подарък от 5 долара и 3 долара, съответно. NADH и FADH2 отдават своите електрони на това, което се нарича електронна транспортна верига, който използва електроните за генериране на нови молекули АТФ.
Аналогично на NADH и FADH2 може да се мисли като на спестяващи облигации. Друга молекула в мускулните клетки е креатин фосфатът, който е захар, която отдава фосфатната си група на ADP. По този начин ADP може бързо да се презареди в ATP.