Spiercontractie vindt alleen plaats wanneer de energiemolecule adenosine-trifosfaat (ATP) wordt genoemd. ATP heeft drie fosfaatgroepen die het kan weggeven, waarbij elke keer energie vrijkomt. Myosine is het motoreiwit dat spiercontractie veroorzaakt door aan actinestaven (filamenten) in spiercellen te trekken. Het binden van ATP aan myosine zorgt ervoor dat de motor zijn greep op de actinestaaf vrijgeeft. Het afbreken van een fosfaatgroep van ATP en het vrijgeven van de resulterende twee stukken is hoe myosine uitreikt om een ​​volgende beroerte uit te voeren. Spiercellen bevatten moleculen die helpen ATP te maken, waaronder NADH, FADH2 en creatinefosfaat.

Structuur van ATP

ATP bestaat uit drie delen. Een suikermolecule die ribose wordt genoemd, bevindt zich in het midden, verbonden met een molecuul genaamd adenine aan de zijkant en een keten van drie fosfaatgroepen aan de andere kant. De energie van ATP wordt gevonden in de fosfaatgroepen. Fosfaatgroepen zijn zeer negatief geladen, wat inhoudt dat ze elkaar van nature afweren. In ATP worden de drie fosfaatgroepen echter naast elkaar gehouden door chemische bindingen. De spanning tussen de binding de elektrostatische afstoting is de opgeslagen energie. Zodra de binding tussen twee fosfaatgroepen is verbroken, duwen de twee fosfaten uit elkaar, wat de energie is die het enzym verplaatst dat het ATP-molecuul omhult. ATP wordt ingebroken in ADP (adenosine difosfaat) en fosfaat (P). ADP heeft nog maar twee fosfaten over.

Structuur van Myosin

Myosin is een familie van motor-eiwitten die kracht genereren om dingen in een cel te verplaatsen. Myosin II is de motor die spiercontractie veroorzaakt. Myosine II is een motor die zich bindt aan en trekt aan actinefilamenten, die evenwijdige staven zijn die zich langs de lengte van een spiercel uitstrekken. Myosinen hebben twee afzonderlijke delen; de zware keten en de lichte keten. De zware ketting heeft drie gebieden, zoals een vuist, pols en onderarm. De zware keten heeft een hoofddomein, dat als een vuist is dat ATP bindt en aan de actinestaaf trekt. Het nekgebied is de pols die het hoofddomein met de staart verbindt. Het staartdomein is de onderarm, die rond de staarten van andere myosinemotoren spiraalt, resulterend in een bundel motoren die aan elkaar zijn bevestigd.

The Power Stroke

Zodra myosine grijpt naar een actine-gloeidraad en trekt, myosine kan niet loslaten totdat een nieuw ATP-molecuul hecht. Na het loslaten van het actine filament, breekt myosine de buitenste fosfaatgroep af van ATP, waardoor het myosine de kop oprekt om recht te trekken, klaar om te binden en weer actine te trekken. In deze rechtgetrokken positie grijpt myosine opnieuw naar de actinestaaf. Vervolgens geeft myosine de ADP en fosfaat vrij, die het gevolg zijn van het verbreken van ATP. Uitwerpen van deze twee moleculen zorgt ervoor dat de myosinevocht zich in de nek bindt, als een vuist die zich naar de onderarm krult. Deze kronkelende beweging trekt de actine-gloeidraad aan, waardoor de spiercel samentrekt. Myosin laat actine niet los totdat een nieuw ATP-molecuul hecht.

Quick Energy

ATP is het molecuul dat nodig is voor spiercontractie. Omdat spiercellen ATP in hoog tempo gebruiken, hebben ze manieren om ATP snel te maken. Spiercellen hebben grote hoeveelheden moleculen die helpen bij het genereren van nieuwe ATP. NAD + en FAD + zijn moleculen die respectievelijk elektronen in de vorm van NADH en FADH2 dragen. Als ATP een rekening van $ 20 is, is genoeg voor de meeste enzymen om een ​​typische Amerikaanse maaltijd te kopen, wat betekent dat er één reactie is, en dan zijn NADH en FADH2 respectievelijk $ 5 en $ 3 geschenkkaarten. NADH en FADH2 geven hun elektronen aan wat de elektronentransportketen wordt genoemd, die de elektronen gebruikt om nieuwe ATP-moleculen te genereren. Analoog kunnen NADH en FADH2 worden beschouwd als spaarobligaties. Een ander molecuul in spiercellen is creatinefosfaat, een suiker die zijn fosfaatgroep weggeeft aan ADP. Op deze manier kan ADP snel worden herladen in ATP.