Hva molekyl gir energi til muskelsammentrekninger?

Muskelsammentrekning skjer bare når energimolekylet ringte adenosintrifosfat (ATP) er tilstede. ATP gir energi til muskelsammentrekning og andre reaksjoner i kroppen. Den har tre fosfatgrupper som den kan gi bort, og frigjør energi hver gang.

Myosin er motorproteinet som gjør muskelkontraksjon ved å trekke i aktinstenger (filamenter) i muskelceller. Binding av ATP til myosin får motoren til å frigjøre grepet på aktinstangen. Å bryte av en fosfatgruppe av ATP og frigjøre de resulterende to stykkene er hvordan myosin når ut for å gjøre et nytt slag.

Foruten ATP, har muskelceller andre molekyler som trengs for muskelsammentrekning, inkludert NADH, FADH₂og kreatinfosfat.

ATP har tre deler. EN sukkermolekyl kalt ribose er i sentrum, koblet til et molekyl som heter adenin på den ene siden og en kjede på tre fosfatgrupper på den andre siden. Energien til ATP er funnet fosfatgruppene. Fosfatgrupper er svært negativt ladet, noe som betyr at de naturlig frastøter hverandre.

Imidlertid holdes de tre fosfatgruppene ved siden av hverandre av ATP ved kjemiske bindinger. Spenningen mellom bindingen og den elektrostatiske frastøtingen er den lagrede energien. Når båndet mellom to fosfatgrupper er brutt, skyver de to fosfater fra hverandre, som er energien som beveger enzymet som klemmer ATP-molekylet.

ATP er brutt inn ADP (adenosindifosfat) og fosfat (P), så ADP har bare to fosfater igjen.

Myosin er en familie av motoriske proteiner som genererer kraft for å flytte ting inne i en celle. Myosin II er motoren som gjør muskelkontraksjon. Myosin II er en motor som binder seg til og trekker på aktinfilamenter, som er parallelle stenger som strekker seg langs lengden av en muskelcelle.

Myosinmolekyler har to separate deler: tung kjede og lett kjede. Den tunge kjeden har tre regioner, som en knyttneve, håndledd og underarm.

Den tunge kjeden har et hodedomene, som er som knyttneve som binder ATP og trekker i aktinstangen. Nakkeområdet er håndleddet som forbinder hodedomenet til halen. Halen domene er underarmen, som ruller rundt halene på andre myosinmotorer, noe som resulterer i et bunt motorer som er festet sammen.

Når myosin tar tak i et aktinfilament og trekker, kan myosin ikke gi slipp før et nytt ATP-molekyl fester seg. Etter å ha sluppet aktinfilamentet, bryter myosin den ytterste fosfatgruppen av ATP, noe som får myosinet til å rette seg opp, klar til å binde og trekke aktin igjen. I denne rettet posisjonen griper myosin til aktinstangen igjen.

Deretter frigjør myosin ADP og fosfat, som skyldes at ATP brytes. Utstøting av disse to molekylene får myosinhodet til å binde seg i nakken, som en knyttneve som krøller seg mot underarmen. Denne krøllingsbevegelsen trekker aktinfilamentet, noe som får muskelcellen til å trekke seg sammen. Myosin vil ikke gi slipp på aktin før et nytt ATP-molekyl fester seg.

ATP er en av de viktigste molekylene som trengs for muskelsammentrekning. Siden muskelceller bruker opp ATP i høy hastighet, har de måter å lage ATP raskt. Muskelceller har store mengder molekyler som hjelper til med å generere ny ATP. NAD + og FAD + er molekyler som bærer elektroner i henholdsvis NADH og FADH2.

Hvis ATP er som en regning på $ 20 som er nok for de fleste enzymer til å kjøpe et typisk amerikansk måltid, noe som betyr å gjøre en reaksjon, er NADH og FADH2 henholdsvis $ 5 og $ 3 gavekort. NADH og FADH2 gir elektronene sine til det som kalles elektrontransportkjede, som bruker elektronene til å generere nye ATP-molekyler.

Analogt kan NADH og FADH2 betraktes som å spare obligasjoner. Et annet molekyl i muskelceller er kreatinfosfat, som er et sukker som gir fosfatgruppen til ADP. På denne måten kan ADP raskt lades opp i ATP.