La contraction musculaire ne se produit que lorsque la molécule d'énergie appelée adénosine triphosphate (ATP) est présent. L'ATP fournit l'énergie nécessaire à la contraction musculaire et à d'autres réactions dans le corps. Il a trois groupes phosphate qu'il peut céder, libérant de l'énergie à chaque fois.
La myosine est la protéine motrice qui effectue la contraction musculaire en tirant sur les tiges d'actine (filaments) dans les cellules musculaires. La liaison de l'ATP à la myosine fait que le moteur relâche son emprise sur la tige d'actine. Briser un groupe phosphate d'ATP et libérer les deux morceaux résultants est la façon dont la myosine atteint pour faire un autre coup.
Outre l'ATP, les cellules musculaires possèdent d'autres molécules nécessaires à la contraction musculaire, notamment le NADH, le FADH2, et la créatine phosphate.
Structure de l'ATP (molécule d'énergie musculaire)
L'ATP comporte trois parties. UNE molécule de sucre appelé ribose est au centre, relié à une molécule appelée
adénine d'un côté et une chaîne de trois groupes phosphates d'un autre côté. L'énergie de l'ATP se trouve dans les groupements phosphate. Les groupes phosphate sont fortement chargés négativement, ce qui signifie qu'ils se repoussent naturellement.Cependant, dans l'ATP, les trois groupes phosphate sont maintenus côte à côte par des liaisons chimiques. La tension entre le lien et la répulsion électrostatique est l'énergie stockée. Une fois que la liaison entre deux groupes phosphate est rompue, les deux phosphates se séparent, c'est l'énergie qui déplace l'enzyme qui serre la molécule d'ATP.
L'ATP est divisé en ADP (adénosine diphosphate) et le phosphate (P), donc ADP n'a plus que deux phosphates.
Structure de la myosine
La myosine est une famille de protéines motrices qui génèrent de la force pour déplacer des objets à l'intérieur d'une cellule. La myosine II est le moteur qui fait la contraction musculaire. La myosine II est un moteur qui se lie et tire sur les filaments d'actine, qui sont des tiges parallèles qui s'étendent sur toute la longueur d'une cellule musculaire.
Les molécules de myosine ont deux parties distinctes: la chaîne lourde et le chaîne légère. La chaîne lourde a trois régions, comme un poing, un poignet et un avant-bras.
La chaîne lourde a un domaine de tête, qui ressemble à un poing qui lie l'ATP et tire sur la tige d'actine. La région du cou est le poignet qui relie le domaine de la tête à la queue. Le domaine de la queue est l'avant-bras, qui s'enroule autour des queues d'autres moteurs de myosine, ce qui donne un faisceau de moteurs attachés ensemble.
Le coup de force
Une fois que la myosine s'accroche à un filament d'actine et tire, la myosine ne peut pas lâcher prise jusqu'à ce qu'une nouvelle molécule d'ATP s'attache. Après avoir libéré le filament d'actine, la myosine brise le groupe phosphate le plus externe de l'ATP, ce qui fait que la myosine se redresse, prête à se lier et à tirer à nouveau l'actine. Dans cette position redressée, la myosine s'accroche à nouveau à la tige d'actine.
Ensuite, la myosine libère l'ADP et le phosphate, résultant de la rupture de l'ATP. L'éjection de ces deux molécules provoque la liaison de la tête de myosine au niveau du cou, comme un poing qui se recourbe vers l'avant-bras. Ce mouvement de curling tire le filament d'actine, ce qui provoque la contraction de la cellule musculaire. La myosine ne lâchera pas l'actine tant qu'une nouvelle molécule d'ATP ne s'y attachera pas.
Énergie rapide pour la contraction musculaire
L'ATP est l'une des molécules les plus importantes nécessaires à la contraction musculaire. Depuis Cellules musculaires utilisent l'ATP à un rythme élevé, ils ont des moyens de fabriquer de l'ATP rapidement. Les cellules musculaires contiennent de grandes quantités de molécules qui aident à générer un nouvel ATP. NAD+ et FAD+ sont des molécules qui portent des électrons sous forme de NADH et FADH2, respectivement.
Si l'ATP est comme un billet de 20 $ qui suffit à la plupart des enzymes pour acheter un repas américain typique, c'est-à-dire faire une réaction, alors NADH et FADH2 sont comme des cartes-cadeaux de 5 et 3 $, respectivement. NADH et FADH2 donnent leurs électrons à ce qu'on appelle le chaîne de transport d'électrons, qui utilise les électrons pour générer de nouvelles molécules d'ATP.
De manière analogue, NADH et FADH2 peuvent être considérés comme des obligations d'épargne. Une autre molécule dans les cellules musculaires est la créatine phosphate, qui est un sucre qui cède son groupe phosphate à l'ADP. De cette façon, l'ADP peut être rapidement rechargé en ATP.
