Ke svalové kontrakci dochází pouze tehdy, když volá molekula energie adenosintrifosfát (ATP) je přítomen. ATP poskytuje energii pro svalovou kontrakci a další reakce v těle. Má tři fosfátové skupiny, které může rozdávat a pokaždé uvolňuje energii.
Myosin je motorický protein, který stahuje svaly tahem za aktinové tyčinky (vlákna) ve svalových buňkách. Vazba ATP na myosin způsobí, že motor uvolní svůj stisk na aktinové tyči. Rozbití jedné fosfátové skupiny ATP a uvolnění výsledných dvou kusů je způsob, jakým myosin dosáhne další mrtvice.
Kromě ATP mají svalové buňky další molekuly potřebné pro svalovou kontrakci, včetně NADH, FADH2a kreatinfosfát.
Struktura ATP (svalová energetická molekula)
ATP má tři části. A molekula cukru ribóza je ve středu a je spojena s molekulou zvanou adenin na jedné straně a řetěz tři fosfátové skupiny na druhé straně. Energie ATP se nachází ve fosfátových skupinách. Fosfátové skupiny jsou vysoce negativně nabité, což znamená, že se přirozeně navzájem odpuzují.
V ATP jsou však tři fosfátové skupiny drženy vedle sebe chemickými vazbami. Napětí mezi vazbou, elektrostatickým odpuzováním, je uložená energie. Jakmile je vazba mezi dvěma fosfátovými skupinami přerušena, dva fosfáty se od sebe oddělí, což je energie, která pohybuje enzymem, který objímá molekulu ATP.
ATP je rozděleno do ADP (adenosindifosfát) a fosfát (P), takže ADP zbývají pouze dva fosfáty.
Struktura myosinu
Myosin je rodina motorických proteinů, které generují sílu pro pohyb věcí uvnitř buňky. Myosin II je motor, který způsobuje svalovou kontrakci. Myosin II je motor, který se váže na aktinová vlákna a táhne je za ně, což jsou rovnoběžné tyče, které se táhnou po délce svalové buňky.
Molekuly myosinu mají dvě oddělené části: těžký řetěz a lehký řetěz. Těžký řetězec má tři oblasti, jako je pěst, zápěstí a předloktí.
Těžký řetězec má doménu hlavy, která je jako pěst, která váže ATP a táhne za aktinovou tyč. Oblast krku je zápěstí, které spojuje doménu hlavy s ocasem. Ocasní doménou je předloktí, které se vinutí kolem ocasů jiných myosinových motorů vede ke svazku motorů, které jsou spojeny dohromady.
Mocný tah
Jakmile se myosin uchopí za aktinové vlákno a zatáhne, myosin se nemůže uvolnit, dokud se nepřipojí nová molekula ATP. Po uvolnění aktinového vlákna myosin odlomí nejvzdálenější fosfátovou skupinu od ATP, což způsobí, že se myosin narovná, připraven znovu se vázat a vytáhnout aktin. V této narovnané poloze se myosin znovu zachytí aktinové tyče.
Poté myosin uvolňuje ADP a fosfát, což je důsledkem rozbití ATP. Vysunutí těchto dvou molekul způsobí, že se hlava myosinu váže na krk, jako pěst, která se kroutí směrem k předloktí. Tento zvlněný pohyb táhne aktinové vlákno, které způsobuje stažení svalové buňky. Myosin se nepustí aktinu, dokud se nepřipojí nová molekula ATP.
Rychlá energie pro svalovou kontrakci
ATP je jednou z nejdůležitějších molekul potřebných pro svalovou kontrakci. Od té doby svalové buňky využívají ATP vysokou rychlostí, mají způsoby, jak ATP rychle vyrobit. Svalové buňky mají vysoké množství molekul, které pomáhají vytvářet nové ATP. NAD + a FAD + jsou molekuly, které přenášejí elektrony ve formě NADH a FADH2.
Pokud je ATP jako 20 $ účet, který je dost pro většinu enzymů na nákup typického amerického jídla, což znamená udělat jednu reakci, pak NADH a FADH2 jsou jako dárkové karty 5 $, respektive 3 $. NADH a FADH2 dávají své elektrony tomu, čemu se říká elektronový transportní řetězec, který používá elektrony ke generování nových molekul ATP.
Analogicky lze NADH a FADH2 považovat za záchranu dluhopisů. Další molekulou ve svalových buňkách je kreatinfosfát, což je cukr, který dává svou fosfátovou skupinu pryč ADP. Tímto způsobem lze ADP rychle dobít do ATP.