Как си взаимодействат протеините актин и миозин, за да направят мускулна контракция?

Взаимодействието между протеините актин и миозин е от решаващо значение за мускулната контракция. Ето общ преглед на това как актинът и миозинът работят заедно, за да доведат до мускулна контракция:

1. Структура на актин и миозин:

Актиновите нишки са тънки нишковидни протеинови структури, присъстващи в големи количества в мускулните клетки. Молекулите на миозина, от друга страна, са дебели, удължени протеини с кълбовидни глави. Всяка миозинова молекула има две глави, които могат да се свързват с актинови нишки.

2. Образуване на напречни мостове:

По време на мускулна контракция миозиновите глави се разширяват и се свързват към специфични места на актиновите нишки, образувайки напречни мостове. Тези напречни мостове са от съществено значение за генериране на силата, необходима за мускулна контракция.

3. Хидролиза на АТФ:

Миозиновите глави съдържат места за свързване на аденозин трифосфат (АТФ), енергийната валута на клетките. Когато АТФ се свърже с миозина, той претърпява хидролиза, разпадайки се на аденозин дифосфат (ADP) и неорганичен фосфат (Pi). Тази реакция на хидролиза освобождава енергия, която задвижва конформационните промени в миозиновата глава.

4. Силов удар:

Енергията, освободена от хидролизата на АТФ, причинява конформационна промяна в главата на миозина, известна като силов удар. Този мощен удар издърпва актиновите нишки към центъра на саркомера, основната единица на мускулната контракция. В резултат на това тънките актинови нишки се плъзгат покрай дебелите миозинови нишки, причинявайки скъсяване на мускулните влакна и генериране на сила.

5. Регулиране на калций:

Взаимодействието между актин и миозин се регулира от калциеви йони (Ca2+). Когато мускулно влакно получи сигнал от нервната система, то задейства освобождаването на Ca2+ от саркоплазмения ретикулум, вътрешното хранилище на калций в клетката. Ca2+ се свързва с протеин, наречен тропонин, който е свързан с актиновите нишки.

6. Тропомиозин и тропонин:

В отсъствието на Ca2+, друг протеин, наречен тропомиозин, блокира местата на свързване на актинови нишки, предотвратявайки образуването на напречни мостове. Въпреки това, когато Ca2+ се свърже с тропонина, той причинява конформационна промяна, която отдалечава тропомиозина от местата на свързване, позволявайки на миозиновите глави да се свържат с актина и да инициират контракция.

Координираното взаимодействие на актин и миозин, регулирано от АТФ и калциеви йони, позволява на мускулните влакна да претърпят свиване и отпускане, което води до движение и различни физиологични функции в тялото.