Milline molekul tarnib energiat lihaste kokkutõmbedeks?

Lihaste kokkutõmbumine toimub ainult siis, kui energia molekul kutsub adenosiinitrifosfaat (ATP) on kohal. ATP annab energiat lihaste kokkutõmbumiseks ja muudeks reaktsioonideks kehas. Sellel on kolm fosfaatrühma, mida ta saab ära anda, vabastades iga kord energiat.

Müosiin on motoorne valk, mis teeb lihaste kokkutõmbumist, tõmmates lihasrakkudes aktiinivarrasid (hõõgniite). ATP seondumine müosiiniga vabastab mootori haarde aktiinivarrast. Ühe fosfaatrühma ATP katkestamine ja saadud kahe tüki vabastamine on see, kuidas müosiin jõuab teise insuldi tegemiseni.

Lisaks ATP-le on lihasrakkudel muid lihaste kokkutõmbamiseks vajalikke molekule, sealhulgas NADH, FADH₂ja kreatiinfosfaat.

ATP-l on kolm osa. A suhkru molekul nn riboos on keskel, ühendatud molekuliga, mida nimetatakse adeniin ühel küljel ja kolmest kett fosfaatrühmad teisel pool. ATP energiast leitakse fosfaatrühmad. Fosfaatrühmad on väga negatiivselt laetud, mis tähendab, et nad tõrjuvad teineteist loomulikult.

Kuid ATP-s hoitakse kolme fosfaatrühma keemiliste sidemete abil üksteise kõrval. Elektrostaatilise tõukejõu sideme vaheline pinge on salvestatud energia. Kui kahe fosfaatrühma vaheline side on purunenud, suruvad need kaks fosfaati üksteisest lahku, see on energia, mis liigutab ATP molekuli kallistavat ensüümi.

ATP on jagatud ADP (adenosiindifosfaat) ja fosfaat (P), seega on ADP-l alles ainult kaks fosfaati.

Müosiin on motoorvalkude perekond, mis genereerib raku sees olevate asjade liigutamiseks jõudu. Müosiin II on lihaste kokkutõmbumise mootor. Müosiin II on mootor, mis seondub aktiinifilamentidega ja tõmbab neid külge, mis on paralleelsed vardad, mis sirutuvad piki lihasrakku.

Müosiini molekulidel on kaks eraldi osa: raske kett ja kerge kett. Raskel ahelal on kolm piirkonda, näiteks rusikas, randmeosa ja käsivars.

Raske ahelal on pea domeen, mis on nagu rusikas, mis seob ATP-d ja tõmbab aktiinivarrast. Kaelapiirkond on randm, mis ühendab pea domeeni sabaga. Saba domeen on küünarvarre, mis rullub ümber teiste müosiinimootorite sabade, mille tulemuseks on kimp mootoreid, mis on omavahel ühendatud.

Kui müosiin haarab aktiinifilmi ja tõmbub, ei saa müosiin lahti lasta enne, kui uus ATP molekul on kinnitunud. Pärast aktiinfilamenti vabastamist müosiin lõhustab ATP-st kõige äärmise fosfaatrühma, mis põhjustab müosiini sirgumist, valmis seonduma ja uuesti aktiini tõmbama. Selles sirgendatud asendis haarab müosiin uuesti aktiinivarrast.

Seejärel vabastab müosiin ADP ja fosfaadi, mis tekkisid ATP purunemisel. Nende kahe molekuli väljutamine põhjustab müosiinipea kaelas seondumist, nagu rusikas, mis kõverdub küünarvarre suunas. See koolutusliikumine tõmbab aktiinfilamenti, mis põhjustab lihasraku kokkutõmbumist. Müosiin ei lase aktiinist lahti enne, kui uus ATP molekul on kinnitunud.

ATP on lihaste kokkutõmbamiseks üks olulisemaid molekule. Kuna lihasrakud kasutavad ATP-d kiiresti, on neil võimalusi ATP-d kiiresti teha. Lihasrakkudes on palju molekule, mis aitavad luua uut ATP-d. NAD + ja FAD + on molekulid, mis kannavad elektrone vastavalt NADH ja FADH2 kujul.

Kui ATP on nagu 20-dollarine arve, millest piisab enamiku ensüümide jaoks tüüpilise Ameerika söögi ostmiseks, see tähendab, et tehke üks reaktsioon, siis NADH ja FADH2 on vastavalt 5 ja 3 dollari kinkekaardid. NADH ja FADH2 annavad oma elektronid sellele, mida nimetatakse elektronide transpordiahel, mis kasutab elektrone uute ATP molekulide genereerimiseks.

Analoogselt võib NADH-d ja FADH2 pidada võlakirjade säästmiseks. Teine lihasrakkude molekul on kreatiinfosfaat, mis on suhkur, mis annab oma fosfaatrühma ADP-le. Nii saab ADP kiiresti ATP-sse laadida.