Muskuļu kontrakcija notiek tikai tad, kad enerģijas molekula sauc adenozīna trifosfāts (ATP) ir klāt. ATP nodrošina enerģiju muskuļu kontrakcijām un citām ķermeņa reakcijām. Tam ir trīs fosfātu grupas, kuras tas var atdot, katru reizi atbrīvojot enerģiju.
Miozīns ir motora proteīns, kas veic muskuļu kontrakciju, pavelkot aktīna stieņus (pavedienus) muskuļu šūnās. ATP saistīšanās ar miozīnu liek motoram atbrīvot saķeri ar aktīna stieni. Vienas ATP fosfātu grupas atdalīšana un divu iegūto gabalu atbrīvošana ir tas, kā miozīns sasniedz vēl vienu insultu.
Bez ATP muskuļu šūnām ir citas molekulas, kas nepieciešamas muskuļu kontrakcijai, ieskaitot NADH, FADH2un kreatīna fosfāts.
ATP (muskuļu enerģijas molekula) struktūra
ATP ir trīs daļas. A cukura molekula sauc riboze ir centrā, savienots ar molekulu sauc adenīns vienā pusē un ķēde no trim fosfātu grupas citā pusē. ATP enerģija ir atrodama fosfātu grupās. Fosfātu grupas ir ļoti negatīvi uzlādētas, tas nozīmē, ka tās dabiski atgrūž viena otru.
Tomēr ATP trīs fosfātu grupas tiek turētas blakus viena otrai ar ķīmiskām saitēm. Spriegums starp elektrostatiskās atgrūšanas saiti ir uzkrātā enerģija. Kad saikne starp divām fosfātu grupām ir pārtraukta, abi fosfāti izstumjas, kas ir enerģija, kas pārvieto fermentu, kas apskauj ATP molekulu.
ATP ir sadalīts ADP (adenozīna difosfāts) un fosfāts (P), tāpēc ADP ir palikuši tikai divi fosfāti.
Miozīna struktūra
Miozīns ir motoru olbaltumvielu ģimene, kas rada spēku, lai pārvietotu lietas šūnā. Miozīns II ir motors, kas veic muskuļu kontrakciju. Miozīns II ir motors, kas saistās un velk aktīna pavedienus, kas ir paralēli stieņi, kas stiepjas visā muskuļu šūnas garumā.
Miozīna molekulām ir divas atsevišķas daļas: smagā ķēde un viegla ķēde. Smagajai ķēdei ir trīs reģioni, piemēram, dūri, plaukstu un apakšdelmu.
Smagajai ķēdei ir galvas domēns, kas ir kā dūri, kas saista ATP un velk uz aktīna stieni. Kakla reģions ir plaukstas locītava, kas savieno galvas domēnu ar asti. Astes domēns ir apakšdelms, kas ruļļos ap citu miozīna motoru astēm, kā rezultātā rodas motoru saišķis, kas ir piestiprināts kopā.
Spēka dūriens
Kad miozīns satver aktīna pavedienu un velk, miozīns nevar palaist vaļā, kamēr nav piestiprināta jauna ATP molekula. Pēc aktīna pavediena atbrīvošanas miozīns pārtrauc ATP visattālāko fosfātu grupu, kā rezultātā miozīns iztaisnojas, gatavs saistīties un atkal vilkt aktīnu. Šajā iztaisnotajā stāvoklī miozīns atkal satver aktīna stieni.
Tad miozīns atbrīvo ADP un fosfātu, kas radies ATP pārrāvuma rezultātā. Šo divu molekulu izstumšana izraisa miozīna galvas saķeri pie kakla kā dūri, kas saritinās apakšdelma virzienā. Šī kērlinga kustība velk aktīna pavedienu, kas liek muskuļu šūnai sarauties. Miozīns neatlaidīs aktīnu, kamēr nav piestiprināta jauna ATP molekula.
Ātra enerģija muskuļu kontrakcijai
ATP ir viena no vissvarīgākajām molekulām, kas vajadzīgas muskuļu kontrakcijai. Kopš muskuļu šūnas izmantot ATP ar lielu ātrumu, viņiem ir iespējas ātri izveidot ATP. Muskuļu šūnās ir liels molekulu daudzums, kas palīdz radīt jaunu ATP. NAD + un FAD + ir molekulas, kas pārvadā elektronus attiecīgi NADH un FADH2 formā.
Ja ATP ir kā USD 20 rēķins, kas ir pietiekams, lai lielākā daļa enzīmu varētu nopirkt tipisku amerikāņu maltīti, kas nozīmē, ka veiciet vienu reakciju, tad NADH un FADH2 ir attiecīgi 5 USD un 3 USD dāvanu kartes. NADH un FADH2 piešķir savus elektronus tam, ko sauc par elektronu transporta ķēde, kas izmanto elektronus jaunu ATP molekulu ģenerēšanai.
Līdzīgi par NADH un FADH2 var uzskatīt par obligāciju glābšanu. Vēl viena molekula muskuļu šūnās ir kreatīna fosfāts, kas ir cukurs, kas fosfātu grupu atdod ADP. Tādā veidā ADP var ātri uzlādēt ATP.