Hvilket molekyle leverer energi til muskelsammentrækninger?

Muskelsammentrækning sker kun, når energimolekylet kaldes adenosintrifosfat (ATP) er til stede. ATP giver energi til muskelsammentrækning og andre reaktioner i kroppen. Den har tre fosfatgrupper, som den kan give væk og frigiver energi hver gang.

Myosin er det motoriske protein, der gør muskelkontraktion ved at trække i actinstænger (filamenter) i muskelceller. Binding af ATP til myosin får motoren til at frigøre grebet om actinstangen. At afbryde en fosfatgruppe af ATP og frigive de resulterende to stykker er, hvordan myosin når ud til et andet slagtilfælde.

Udover ATP har muskelceller andre molekyler, der er nødvendige for muskelsammentrækning, herunder NADH, FADH₂og kreatinfosfat.

ATP har tre dele. EN sukkermolekyle kaldet ribose er i centrum, forbundet til et kaldet molekyle adenin på den ene side og en kæde på tre fosfatgrupper på den anden side. ATP's energi findes i fosfatgrupperne. Fosfatgrupper er stærkt negativt ladede, hvilket betyder, at de naturligt afviser hinanden.

Imidlertid holdes de tre fosfatgrupper ved siden af ​​hinanden ved hjælp af kemiske bindinger i ATP. Spændingen mellem bindingen og den elektrostatiske frastødning er den lagrede energi. Når bindingen mellem to fosfatgrupper er brudt, skubber de to fosfater fra hinanden, hvilket er den energi, der bevæger enzymet, der krammer ATP-molekylet.

ATP er brudt ind ADP (adenosindiphosphat) og phosphat (P), så ADP har kun to phosphater tilbage.

Myosin er en familie af motoriske proteiner, der genererer kraft til at flytte ting inde i en celle. Myosin II er den motor, der gør muskelsammentrækning. Myosin II er en motor, der binder til og trækker på actinfilamenter, som er parallelle stænger, der strækker sig langs en muskelcelle.

Myosinmolekyler har to separate dele: tung kæde og let kæde. Den tunge kæde har tre regioner, som en knytnæve, håndled og underarm.

Den tunge kæde har et hoveddomæne, som er som knytnæve, der binder ATP og trækker i actinstangen. Nakkeområdet er det håndled, der forbinder hoveddomænet med halen. Haledomænet er underarmen, der vikles rundt om halerne på andre myosinmotorer, hvilket resulterer i et bundt motorer, der er fastgjort sammen.

Når myosin griber ind i et actinfilament og trækker, kan myosin ikke give slip, før et nyt ATP-molekyle binder sig. Efter frigivelse af actinfilamentet bryder myosin den yderste fosfatgruppe af ATP, hvilket får myosinet til at rette sig op, klar til at binde og trække actin igen. I denne rette stilling griber myosin igen til actinstangen.

Derefter frigiver myosin ADP og fosfat, hvilket resulterede fra at bryde ATP. Udstødning af disse to molekyler får myosinhovedet til at binde sig ved halsen, som en knytnæve, der krøller sig mod underarmen. Denne krøllebevægelse trækker actinfilamentet, hvilket får muskelcellen til at trække sig sammen. Myosin vil ikke give slip på actin, før et nyt ATP-molekyle binder sig.

ATP er et af de vigtigste molekyler, der er nødvendige for muskelsammentrækning. Siden muskelceller bruge op ATP i høj hastighed, de har måder at gøre ATP hurtigt. Muskelceller har store mængder molekyler, der hjælper med at generere nyt ATP. NAD + og FAD + er molekyler, der bærer elektroner i henholdsvis NADH og FADH2.

Hvis ATP er som en regning på $ 20, der er nok for de fleste enzymer til at købe et typisk amerikansk måltid, hvilket betyder at gøre en reaktion, så er NADH og FADH2 henholdsvis $ 5 og $ 3 gavekort. NADH og FADH2 giver deres elektroner til det, der kaldes elektrontransportkæde, som bruger elektronerne til at generere nye ATP-molekyler.

Analogt kan NADH og FADH2 betragtes som sparende obligationer. Et andet molekyle i muskelceller er kreatinfosfat, som er et sukker, der giver dets fosfatgruppe væk til ADP. På denne måde kan ADP hurtigt genoplades til ATP.