Сокращение мышц происходит только тогда, когда молекула энергии называется аденозинтрифосфат (АТФ) настоящее. АТФ обеспечивает энергию для сокращения мышц и других реакций в организме. У него есть три фосфатные группы, которые он может отдавать, каждый раз высвобождая энергию.
Миозин - это моторный белок, который сокращает мышцы, натягивая актиновые стержни (нити) в мышечных клетках. Связывание АТФ с миозином заставляет мотор ослабить хватку на стержне актина. Разрыв одной фосфатной группы АТФ и высвобождение двух образовавшихся частей - вот как миозин достигает еще одного удара.
Помимо АТФ, в мышечных клетках есть другие молекулы, необходимые для сокращения мышц, включая НАДН, ФАДН.2и креатинфосфат.
Структура АТФ (молекулы мышечной энергии)
ATP состоит из трех частей. А молекула сахара рибоза находится в центре, соединена с молекулой, называемой аденин с одной стороны и цепочка из трех фосфатные группы с другой стороны. Энергия АТФ определяется фосфатными группами. Фосфатные группы сильно заряжены отрицательно, что означает, что они естественным образом отталкиваются друг от друга.
Однако в АТФ три фосфатные группы удерживаются рядом друг с другом химическими связями. Напряжение между связью и электростатическим отталкиванием - это запасенная энергия. Как только связь между двумя фосфатными группами разрывается, два фосфата раздвигаются, что является энергией, которая перемещает фермент, обнимающий молекулу АТФ.
АТФ разбивается на АДФ (аденозиндифосфат) и фосфат (P), поэтому в ADP осталось только два фосфата.
Структура миозина
Миозин - это семейство моторных белков, которые генерируют силу для перемещения предметов внутри клетки. Миозин II - это двигатель, который сокращает мышцы. Миозин II - это двигатель, который связывается с актиновыми филаментами, которые представляют собой параллельные стержни, тянущиеся по длине мышечной клетки, и притягивает их.
Молекулы миозина состоят из двух отдельных частей: тяжелая цепь и легкая цепь. У тяжелой цепи есть три области, такие как кулак, запястье и предплечье.
Тяжелая цепь имеет головной домен, похожий на кулак, который связывает АТФ и тянет за стержень актина. Область шеи - это запястье, которое соединяет область головы с хвостом. Хвостовая область - это предплечье, которое обвивается вокруг хвостов других миозиновых двигателей, в результате чего возникает связка двигателей, которые соединяются вместе.
Удар мощности
Как только миозин захватывает актиновую нить и тянет ее, миозин не может отпустить, пока не присоединится новая молекула АТФ. После высвобождения актиновой нити миозин отрывает крайнюю фосфатную группу от АТФ, что заставляет миозин выпрямляться, готовый снова связать и потянуть актин. В этом выпрямленном положении миозин снова цепляется за стержень актина.
Затем миозин высвобождает АДФ и фосфат в результате разрушения АТФ. Выброс этих двух молекул заставляет миозиновую головку связываться с шеей, как кулак, изгибающийся к предплечью. Это скручивающее движение тянет актиновую нить, что заставляет мышечную клетку сокращаться. Миозин не отпустит актин, пока не присоединится новая молекула АТФ.
Быстрая энергия для сокращения мышц
АТФ - одна из самых важных молекул, необходимых для сокращения мышц. С мышечные клетки расходуют АТФ с высокой скоростью, у них есть способы быстро производить АТФ. Мышечные клетки содержат большое количество молекул, которые помогают генерировать новый АТФ. НАД + и ФАД + - это молекулы, несущие электроны в форме НАДН и ФАДН2 соответственно.
Если ATP подобен 20-долларовой купюре, которой достаточно для большинства ферментов, чтобы купить типичную американскую еду, то есть провести одну реакцию, то NADH и FADH2 - это как подарочные карты на 5 и 3 доллара соответственно. NADH и FADH2 отдают свои электроны тому, что называется электронная транспортная цепь, который использует электроны для генерации новых молекул АТФ.
Аналогично, NADH и FADH2 можно рассматривать как сберегательные облигации. Другая молекула в мышечных клетках - креатинфосфат, сахар, который отдает свою фосфатную группу АДФ. Таким образом, АДФ можно быстро перезарядить в АТФ.