Kako proteini aktin i miozin međusobno djeluju da bi se kontrahirali mišići?
1. Struktura aktina i miozina:
Aktinski filamenti su tanke proteinske strukture poput niti prisutne u velikom broju unutar mišićnih stanica. S druge strane, molekule miozina su debeli, izduženi proteini s kuglastim glavama. Svaka molekula miozina ima dvije glave koje se mogu vezati na aktinske filamente.
2. Formiranje poprečnih mostova:
Tijekom mišićne kontrakcije, miozinske glave se protežu i vežu na određena mjesta na aktinskim filamentima, tvoreći poprečne mostove. Ovi poprečni mostovi neophodni su za stvaranje sile potrebne za kontrakciju mišića.
3. Hidroliza ATP-a:
Glave miozina sadrže mjesta vezivanja za adenozin trifosfat (ATP), energetsku valutu stanica. Kada se ATP veže za miozin, podvrgava se hidrolizi, razlažući se na adenozin difosfat (ADP) i anorganski fosfat (Pi). Ova reakcija hidrolize oslobađa energiju koja pokreće konformacijske promjene u glavi miozina.
4. Snažni udar:
Energija oslobođena hidrolizom ATP-a uzrokuje konformacijsku promjenu u glavi miozina, poznatu kao udar snage. Ovaj snažan udarac povlači aktinske filamente prema središtu sarkomera, osnovne jedinice mišićne kontrakcije. Kao rezultat toga, tanki aktinski filamenti klize pored debelih miozinskih filamenata, uzrokujući skraćivanje mišićnog vlakna i stvarajući silu.
5. Regulacija kalcija:
Međudjelovanje aktina i miozina regulirano je ionima kalcija (Ca2+). Kada mišićno vlakno primi signal iz živčanog sustava, ono pokreće oslobađanje Ca2+ iz sarkoplazmatskog retikuluma, unutrašnjeg skladišta kalcija u stanici. Ca2+ veže se na protein zvan troponin, koji je povezan s aktin filamentima.
6. Tropomiozin i troponin:
U nedostatku Ca2+, drugi protein nazvan tropomiozin blokira mjesta vezivanja na aktinskim filamentima, sprječavajući stvaranje križnih mostova. Međutim, kada se Ca2+ veže za troponin, uzrokuje konformacijsku promjenu koja pomiče tropomiozin dalje od veznih mjesta, dopuštajući miozinskim glavama da se vežu za aktin i započnu kontrakciju.
Koordinirana međuigra aktina i miozina, regulirana ATP-om i ionima kalcija, omogućuje mišićnim vlaknima kontrakciju i opuštanje, što rezultira kretanjem i raznim fiziološkim funkcijama u tijelu.
