კუნთების შეკუმშვა ხდება მხოლოდ მაშინ, როდესაც ენერგიის მოლეკულა ე.წ. ადენოზინტრიფოსფატი (ATP) ესწრება. ATP უზრუნველყოფს ენერგიას კუნთების შეკუმშვისა და ორგანიზმში სხვა რეაქციებისათვის. მას აქვს სამი ფოსფატის ჯგუფი, რომელთა გაცემაც შეუძლია, ყოველ ჯერზე ენერგიის გამოყოფას.
მიოზინი არის მამოძრავებელი ცილა, რომელიც კუნთის შეკუმშვას ახდენს კუნთის უჯრედებში აქტინის წნელების (ძაფების) მოზიდვით. ATP მიოზინთან კავშირი იწვევს მამოძრავებლის გათავისუფლებას აქტინის წნელზე. ATP– ის ერთი ფოსფატის ჯგუფის გაწყვეტა და შედეგად მიღებული ორი ნაწილის გამოყოფა მიოზინის მიღწევისკენ მიდის სხვა ინსულტის გაკეთებას.
ATP– ს გარდა, კუნთის უჯრედებს აქვთ სხვა მოლეკულები, რომლებიც საჭიროა კუნთების შეკუმშვისთვის, მათ შორის NADH, FADH2და კრეატინფოსფატი.
ATP (კუნთის ენერგიის მოლეკულა) სტრუქტურა
ATP– ს სამი ნაწილი აქვს. ა შაქრის მოლეკულა რიბოზა ცენტრშია, უკავშირდება მოლეკულას, რომელსაც ეწოდება ადენინი ერთ მხარეს და სამი ჯაჭვი ფოსფატების ჯგუფები მეორეს მხრივ. ენერგიის ATP გვხვდება ფოსფატი ჯგუფები. ფოსფატების ჯგუფები ძლიერ უარყოფითად არიან დამუხტული, რაც ნიშნავს, რომ ისინი ბუნებრივად მოიგერიებენ ერთმანეთს.
ამასთან, ATP– ში სამი ფოსფატის ჯგუფი ერთმანეთთან ინახება ქიმიური ბმებით. ელექტროსტატიკური მოგერიების ბმას შორის დაძაბულობა არის შენახული ენერგია. მას შემდეგ, რაც ორ ფოსფატურ ჯგუფს შორის კავშირი გაწყდება, ორი ფოსფატი იშლება, ეს არის ენერგია, რომელიც მოძრაობს ფერმენტთან, რომელიც ატფ-ის მოლეკულას ეხუტება.
ATP გატეხილია ADP (ადენოზინის დიფოსფატი) და ფოსფატი (P), ამიტომ ADP– ს მხოლოდ ორი ფოსფატი აქვს დარჩენილი.
მიოსინის სტრუქტურა
მიოზინი არის საავტომობილო ცილების ოჯახი, რომლებიც წარმოქმნიან ძალას უჯრედის შიგნით გადასაადგილებლად. Myosin II არის ძრავა, რომელიც ახდენს კუნთების შეკუმშვას. Myosin II არის მამოძრავებელი საშუალება, რომელიც უკავშირდება და იზიდავს აქტინის ძაფებს, რომლებიც პარალელური წნელებია, რომლებიც კუნთის უჯრედის სიგრძეზეა გადაჭიმული.
მიოზინის მოლეკულებს ორი ცალკეული ნაწილი აქვთ: მძიმე ჯაჭვი და მსუბუქი ჯაჭვი. მძიმე ჯაჭვს აქვს სამი რეგიონი, როგორიცაა მუშტი, მაჯა და წინამხარი.
მძიმე ჯაჭვს აქვს თავის არე, რომელიც ჰგავს მუშტს, რომელიც აერთებს ATP- ს და იზიდავს აქტინის ჯოხს. კისრის რეგიონი არის მაჯა, რომელიც აკავშირებს თავის დომენს კუდთან. კუდის დომენი არის წინამხარი, რომელიც ეხვევა სხვა მიოზინის ძრავების კუდებს და იწვევს ძრავების შეკვრას, რომლებიც ერთვის ერთმანეთს.
დენის დარტყმა
მას შემდეგ, რაც მიოზინი მიიღებს აქტინის ძაფს და გაიყვანს, მიოსინს არ შეუძლია გაუშვას, სანამ ახალი ATP მოლეკულა არ დაერთვება. აქტინის ძაფის გამოთავისუფლების შემდეგ, მიოზინი ანადგურებს ATP– ს ყველაზე შორეულ ფოსფატის ჯგუფს, რაც იწვევს მიოზინის გასწორებას, მზადაა აკტინის დასაკავშირებლად და კვლავ გამოსაყვანად. ამ გასწორებულ მდგომარეობაში მიოზინი კვლავ იპყრობს აქტინის ჯოხს.
შემდეგ მიოზინი გამოყოფს ADP- ს და ფოსფატს, რაც ATP- ის დაშლის შედეგად მოხდა. ამ ორი მოლეკულის განდევნა იწვევს მიოზინის თავის კავშირს კისერზე, მუშტივით, რომელიც კოჭისკენ მიემართება. ტალღოვანი მოძრაობა იზიდავს აქტინის ძაფს, რაც იწვევს კუნთის უჯრედის შეკუმშვას. მიოზინი არ უშვებს აქტინს მანამ, სანამ ახალი ATP მოლეკულა არ დაერთვება.
სწრაფი ენერგია კუნთების შეკუმშვისთვის
ATP კუნთების შეკუმშვისთვის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი მოლეკულაა. მას შემდეგ კუნთების უჯრედები გამოიყენეთ ATP მაღალი სიჩქარით, მათ აქვთ ATP– ს სწრაფად დამზადების გზები. კუნთების უჯრედებს აქვთ მაღალი რაოდენობით მოლეკულები, რომლებიც ახალი ATP– ს წარმოქმნას უწყობს ხელს. NAD + და FAD + არის მოლეკულები, რომლებიც ატარებენ ელექტრონებს, შესაბამისად, NADH და FADH2.
თუ ATP ჰგავს 20 დოლარს, რაც საკმარისია ფერმენტების უმეტესობისთვის ტიპური ამერიკული კერძის შესაძენად, ნიშნავს ერთი რეაქციის გაკეთებას, მაშინ NADH და FADH2 5 $ და 3 დოლარიანი სასაჩუქრე ბარათებია. NADH და FADH2 აძლევენ თავიანთ ელექტრონებს რასაც უწოდებენ ელექტრონების ტრანსპორტირების ჯაჭვი, რომელიც იყენებს ელექტრონებს ახალი ATP მოლეკულების წარმოსაქმნელად.
ანალოგურად, NADH და FADH2 შეიძლება ჩაითვალოს, როგორც შემნახველი ობლიგაციები. კუნთების უჯრედებში კიდევ ერთი მოლეკულაა კრეატინფოსფატი, რომელიც არის შაქარი, რომელიც თავის ფოსფატურ ჯგუფს აძლევს ADP- ს. ამ გზით, ADP შეიძლება სწრაფად შეივსოს ATP- ში.