Скорочення м’язів відбувається лише тоді, коли викликається молекула енергії аденозинтрифосфат (АТФ) присутній. АТФ забезпечує енергію для скорочення м’язів та інших реакцій в організмі. У ньому є три фосфатні групи, які він може віддавати, виділяючи енергію щоразу.
Міозин - це руховий білок, який здійснює скорочення м’язів, натягуючи актинові палички (нитки) у м’язових клітинах. Зв'язування АТФ з міозином призводить до того, що двигун звільняє зчеплення з актиновим стрижнем. Відірвавши одну фосфатну групу АТФ і вивільнивши отримані дві частини, міозин тягнеться до інсульту.
Крім АТФ, у м’язових клітинах є інші молекули, необхідні для скорочення м’язів, включаючи NADH, FADH2і креатинфосфат.
Структура АТФ (молекула м’язової енергії)
АТФ складається з трьох частин. A молекула цукру так звана рибоза знаходиться в центрі, з'єднана з молекулою, яка називається аденін з одного боку і ланцюжок із трьох фосфатні групи з іншого боку. В енергії АТФ знаходять фосфатні групи. Фосфатні групи сильно негативно заряджені, тобто вони природним чином відштовхують одна одну.
Однак в АТФ три фосфатні групи утримуються поруч одна з одною за допомогою хімічних зв’язків. Напруга між зв'язком електростатичного відштовхування - це накопичена енергія. Як тільки зв'язок між двома фосфатними групами порушується, два фосфати розсовуються, це енергія, яка рухає фермент, який обіймає молекулу АТФ.
АТФ розбивається АДФ (аденозиндифосфат) і фосфат (Р), тому в АДФ залишилося лише два фосфати.
Будова міозину
Міозин - це сімейство рухових білків, які генерують силу для переміщення речей всередині клітини. Міозин II - це двигун, який здійснює скорочення м’язів. Міозин II - це двигун, який зв’язується з актиновими нитками та їх тягне за собою - паралельні палички, що тягнуться по довжині м’язової клітини.
Молекули міозину мають дві окремі частини: важкий ланцюг та легкий ланцюг. Важка ланцюг має три області, як кулак, зап’ястя та передпліччя.
Важкий ланцюг має головний домен, який схожий на кулак, який зв’язує АТФ і натягує на актиновий стрижень. Шийна область - це зап’ястя, яке з’єднує область голови з хвостом. Хвостова область - це передпліччя, яке звивається навколо хвостів інших міозинових двигунів, в результаті чого утворюється пучок двигунів, які з’єднані між собою.
Силовий удар
Як тільки міозин схоплює актинову нитку і тягне, міозин не може відпустити, поки не приєднається нова молекула АТФ. Після вивільнення актинової нитки міозин відриває зовнішню фосфатну групу АТФ, що призводить до того, що міозин випрямляється, готовий зв’язуватися і знову тягнути актин. У цьому випрямленому положенні міозин знову схоплюється за актиновий стрижень.
Потім міозин вивільняє АДФ і фосфат, що є результатом розриву АТФ. Викид цих двох молекул змушує головку міозину зв’язуватись на шиї, як кулак, який згинається до передпліччя. Цей рухомий рух витягує актинову нитку, яка змушує м’язову клітину скорочуватися. Міозин не випускає актин, поки не приєднається нова молекула АТФ.
Швидка енергія для скорочення м’язів
АТФ - одна з найважливіших молекул, необхідних для скорочення м’язів. Оскільки м’язові клітини використовуйте АТФ з високою швидкістю, вони мають способи швидко зробити АТФ. М’язові клітини мають велику кількість молекул, які допомагають генерувати новий АТФ. NAD + та FAD + - це молекули, що несуть електрони у формі NADH та FADH2 відповідно.
Якщо АТФ - це купюра в 20 доларів, якої достатньо для більшості ферментів, щоб придбати типову американську їжу, тобто зробити одну реакцію, то NADH та FADH2 - як подарункові картки на 5 доларів та 3 долари відповідно. NADH і FADH2 віддають свої електрони тому, що називається електронно-транспортний ланцюг, який використовує електрони для генерування нових молекул АТФ.
Аналогічно, NADH і FADH2 можна розглядати як заощаджувальні облігації. Ще однією молекулою м’язових клітин є креатинфосфат - цукор, який віддає свою фосфатну групу в АДФ. Таким чином, ADP можна швидко перезарядити в ATP.