A contração muscular acontece apenas quando a molécula de energia chamada trifosfato de adenosina (ATP) é presente. O ATP fornece a energia para a contração muscular e outras reações do corpo. Ele tem três grupos de fosfato que pode doar, liberando energia a cada vez.
A miosina é a proteína motora que faz a contração muscular, puxando os bastonetes (filamentos) de actina nas células musculares. A ligação do ATP à miosina faz com que o motor libere seu controle sobre a haste de actina. Romper um grupo fosfato de ATP e liberar as duas partes resultantes é como a miosina se estende para fazer outro golpe.
Além do ATP, as células musculares têm outras moléculas necessárias para a contração muscular, incluindo NADH, FADH2e fosfato de creatina.
Estrutura de ATP (molécula de energia muscular)
ATP tem três partes. UMA molécula de açúcar chamada ribose está no centro, conectada a uma molécula chamada adenina de um lado e uma cadeia de três grupos fosfato por outro lado. A energia do ATP é encontrada nos grupos fosfato. Os grupos fosfato são altamente carregados negativamente, o que significa que eles se repelem naturalmente.
No entanto, no ATP, os três grupos fosfato são mantidos próximos um do outro por ligações químicas. A tensão entre a ligação e a repulsão eletrostática é a energia armazenada. Uma vez que a ligação entre dois grupos fosfato é quebrada, os dois fosfatos se separam, que é a energia que move a enzima que está abraçando a molécula de ATP.
ATP é quebrado em ADP (difosfato de adenosina) e fosfato (P), então o ADP tem apenas dois fosfatos restantes.
Estrutura da miosina
A miosina é uma família de proteínas motoras que geram força para mover as coisas dentro de uma célula. A miosina II é o motor que faz a contração muscular. A miosina II é um motor que se liga e puxa os filamentos de actina, que são hastes paralelas que se estendem ao longo do comprimento de uma célula muscular.
As moléculas de miosina têm duas partes distintas: o corrente pesada e a cadeia leve. A cadeia pesada tem três regiões, como punho, pulso e antebraço.
A cadeia pesada tem um domínio principal, que é como um punho que liga o ATP e puxa a haste de actina. A região do pescoço é o pulso que conecta o domínio da cabeça à cauda. O domínio da cauda é o antebraço, que se enrola ao redor das caudas de outros motores de miosina, resultando em um feixe de motores que são unidos.
The Power Stroke
Uma vez que a miosina se agarra a um filamento de actina e o puxa, ela não pode se soltar até que uma nova molécula de ATP se fixe. Depois de liberar o filamento de actina, a miosina quebra o grupo fosfato mais externo do ATP, o que faz com que a miosina se endireite, pronta para se ligar e puxar a actina novamente. Nesta posição esticada, a miosina agarra-se à haste de actina novamente.
Em seguida, a miosina libera o ADP e o fosfato, que resultaram da quebra do ATP. A ejeção dessas duas moléculas faz com que a cabeça da miosina se prenda no pescoço, como um punho que se curva em direção ao antebraço. Esse movimento de ondulação puxa o filamento de actina, o que faz com que a célula muscular se contraia. A miosina não solta a actina até que uma nova molécula de ATP se conecte.
Energia rápida para contração muscular
O ATP é uma das moléculas mais importantes necessárias para a contração muscular. Desde a células musculares usam ATP em uma taxa alta, eles têm maneiras de fazer ATP rapidamente. As células musculares possuem grandes quantidades de moléculas que ajudam a gerar novo ATP. NAD + e FAD + são moléculas que carregam elétrons na forma de NADH e FADH2, respectivamente.
Se o ATP for como uma nota de $ 20, que é suficiente para a maioria das enzimas comprar uma refeição americana típica, o que significa fazer uma reação, então NADH e FADH2 são como cartões-presente de $ 5 e $ 3, respectivamente. NADH e FADH2 dão seus elétrons ao que é chamado de cadeia de transporte de elétrons, que usa os elétrons para gerar novas moléculas de ATP.
Analogamente, o NADH e o FADH2 podem ser considerados títulos de poupança. Outra molécula nas células musculares é o fosfato de creatina, um açúcar que transfere seu grupo fosfato para o ADP. Desta forma, o ADP pode ser rapidamente recarregado em ATP.