MIOFILAMENTAI: TIPAI, STRUKTŪRA IR ORGANIZACIJA - BIOLOGIJA - 2025

Į myofilaments yra kontrakcijos baltymai miofibrilė, kurie struktūriniai padaliniai raumenų ląstelių, ląstelės ištęsti vadinama raumenų skaidulų.

Raumenų pluoštai ir jų komponentai turi tam tikrus pavadinimus. Pavyzdžiui, membrana, citoplazma, mitochondrijos ir endoplazminis retikulumas yra žinomi atitinkamai kaip sarkolemma, sarkoplazma, sarkozomos ir sarkoplazminis retikulumas.

Trijų siūlų struktūra (Šaltinis: Mikael Häggström, naudojamas gavus leidimą. Via Wikimedia Commons)

Tuo pačiu būdu, viduje esantys sutraukiantys elementai yra bendrai vadinami miofibriliais; o sutraukiamieji baltymai, sudarantys miofibrilius, vadinami miofilamentais.

Yra dviejų tipų miofilamentai: ploni ir stori. Plonas siūlelius daugiausia sudaro trys baltymai: F-aktinas, tropomiozinas ir troponinas. Storosios gijos savo ruožtu yra sudarytos tik iš kito baltymo, vadinamo miozinu II.

Be šių, yra ir kitų baltymų, susijusių tiek su storais, tiek su plonais siūlais, tačiau jie neturi kontraktilinių, o struktūrinių funkcijų, tarp kurių, pavyzdžiui, keli, titinas ir nebulinas.

Raumenų skaidulų tipai

Ypatingas miofibrilų, sudarančių miofibrilius, išdėstymas sukelia dvi raumenų skaidulų rūšis: dryžuotas raumenų skaidulas ir lygiųjų raumenų skaidulas.

Apibūdintos raumenų skaidulos, apžiūrimos šviesos mikroskopu, parodo strijų ar skersinių juostų modelį, kuris kartojasi per visą jų paviršių ir kuris suteikia raumeniui, kuriame juos yra, pavadinimą, suskaidytą raumenį. Yra dviejų tipų dryžuotos raumeninės skaidulos: skeletas ir širdis.

Raumenų pluoštai, kurie neparodo šio skersinių juostų modelio, vadinami lygiais pluoštais. Jie yra tie, kurie sudaro kraujagyslių sienelių ir vidaus organų raumenis.

Struktūra

Ploni miofilamentai

Šiuos miofilamentus sudaro F aktinas ir du susiję baltymai: tropomiozinas ir troponinas, kurie atlieka reguliavimo funkcijas.

F aktinas, arba siūlinis aktinas, yra kito mažesnio rutulinio baltymo, vadinamo G aktinu, arba rutulinis aktinas, kurio molekulinė masė yra apie 42 kDa, polimeras. Jis turi jungtį su miozinu ir yra išdėstytas dviem grandinėmis, išdėstytomis kaip dviguba spiralė, sudaryta iš maždaug 13 monomerų kiekviename posūkyje.

F-aktino gijos pasižymi dviem poliais: vienas teigiamas, nukreiptas į Z diską, o kitas neigiamas, nukreiptas į sarkomenro centrą.

Tropomiozinas taip pat yra sudarytas iš dvigubos spiralės polipeptido dvigubos grandinės. Tai yra 64 kDa baltymas, formuojantis siūlelius, esančius grioveliuose, kuriuos paliko plonos F-aktino gijos dvigubos spiralės grandinės, tarsi „užpildydamos“ tuščias spiralės vietas.

Poilsio metu tropomiozinas uždengia arba "uždengia" miozino aktino jungimosi vietas, užkertant kelią abiejų baltymų sąveikai, o tai ir sukelia raumenų susitraukimą. Aplink kiekvieną ploną gijų ir maždaug 25-30 m atstumu nuo kiekvieno tropomiozino pradžios yra kitas baltymas, vadinamas troponinu.

Troponinas (Tn) yra baltymų kompleksas, sudarytas iš trijų kamuolinių polipeptidų subvienetų, vadinamų troponino T, C ir I. Kiekviena tropomiozino molekulė turi susietą troponino kompleksą, kuris jį reguliuoja, ir kartu jie yra atsakingi už inicijavimo ir pabaigos reguliavimą. raumenų susitraukimas.

Storieji miofilamentai

Storieji siūlai yra miozino II polimerai, sveriantys 510 kDa ir sudaryti iš dviejų sunkių 222 kDa kiekvienos grandinės ir keturių lengvųjų grandinių. Šviesos grandinės yra dviejų tipų: 18 kDa būtinosios šviesos grandinės ir 22 kDa reguliuojamos šviesos grandinės.

Kiekviena miozino II sunkioji grandinė yra lazdelės formos, kurios gale yra maža rutulinė galvutė, kuri išsikiša beveik 90 laipsnių ir turi dvi surišimo vietas, vieną aktinui, kitą ATP. Štai kodėl šie baltymai priklauso ATPazių šeimai.

Storą giją sudaro daugiau nei 200 miozino II molekulių. Kiekvienos iš šių molekulių rutulinė galva susitraukimo metu veikia kaip „irklas“, stumdamas aktiną, prie kurio jis yra pritvirtintas, kad jis paslystų sarkomenro centro link.

Organizacija

Skeleto pavidalo raumeninėje skaiduloje miofibrilės užima didžiąją dalį sarkoplazmos ir yra išdėstytos tvarkingomis išilginėmis grupėmis visoje ląstelėje.

Išilginiame optinio mikroskopo pjūvyje pastebimos šviesos juostos, vadinamos I juostomis, ir tamsiosios juostos, vadinamos juostomis A. Šios juostos atitinka išdėstytą miofibrilių, taigi ir juos sudarančių miofilamentų išdėstymą.

I juostos centre yra tamsi ir plona linija, vadinama „Line“ arba „Z“ disku. Kiekvienos juostos A centre yra šviesesnė sritis, vadinama „Band H“, kurią centre padalinta tamsesnė linija, vadinama „Line M“. .

Tarp dviejų Z linijų atskirtos struktūros, vadinamos sarkomeru, kuri yra griaučių raumenų funkcinis vienetas. Sarkomerą sudaro sutraukiamieji miofilamenai, tvarkingai išdėstyti juostose A, H ir I pusrutulyje kiekviename gale.

I juostose yra tik plonos gijos, A juostoje yra stori gijos, susipynusios abiejuose jų galuose su plonomis gijomis, o H juostoje yra tik storos gijos.

Kaip miofilamentai yra organizuojami sarkomerų viduje?

Tiek storus, tiek plonus miofilamentus galima pamatyti tiriant skeleto skeleto raumenų mėginį elektroniniu mikroskopu. Sakoma, kad jie „susikerta“ arba „susipynę“ vienas su kitu nuosekliai, tvarkingai ir lygiagrečiai.

Plonos gijos yra iš Z diskų ir eina iš abiejų pusių priešinga kryptimi ir link kiekvieno gretimo sarkomenro centro. Iš Z diskų kiekviename sarkomero gale, atsipalaidavus raumenyse, aktinas keliauja į H juostos pradžią kiekvienoje pusėje.

Taigi, atsipalaidavusio skeleto raumenų raumenų skaidulose stori miofilamentai užima centrinę sritį, formuojančią tamsias juostas arba A juostas; o plonos gijos tęsiasi į abi sarkometro puses, nepasiekdamos jo centro.

Skerspjūvyje regione, kuriame stori ir ploni gijos sutampa, gali būti stebimas šešiakampis raštas, apimantis storą gijį centre ir šešis plonus gijas, juosiančius aplink jį ir esančius kiekviename iš šešiakampio kraštų. .

Šią miofilamentų organizaciją sarkorere išsaugo baltymų, susijusių su miofilamentais ir turinčių struktūrinių funkcijų, serija, iš kurių galima išskirti titiną, alfa aktiną, nebuliną, miomeziną ir baltymą C. .

Susitraukimo mechanizmas

Kai acetilcholinas (neuromediatorius) patenka į neuromuskulinę plokštelę stimuliuodamas motorinį neuroną, raumenų pluoštas sužadinamas ir sarkoplazminiame retikulyje atidaromi įtampos kalcio kanalai.

Kalcis jungiasi su troponinu C, sukeldamas konformacinį tropomiozino pokytį, atidengdamas aktyvias aktino vietas ir taip sukeldamas susitraukimą. Kai sumažėja kalcio kiekis, tropomiozinas grįžta į pradinę padėtį ir susitraukimas nutrūksta.

Aktyino jungimosi vietų veikimas miozinu leidžia jungtis tiek baltymams, tiek miozinui stumti aktiną link sarkomenro centro, slenkant per mioziną.

Raumenų susitraukimo metu kiekvieno sarkomero Z linijos artėja prie centro, artėjant prie M linijos, didindamos aktino ir miozino interdigitaciją ir mažindamos I ir H juostas. Sutrumpėjimo laipsnis priklausys nuo sumavimo. kiekvieno sutraukto raumens sarkomero sutrumpėjimo.

Nuorodos

1. Berne, R., & Levy, M. (1990). Fiziologija. Mosbis; Tarptautinis leidimas.
2. Fox, SI (2006). Žmogaus fiziologija (9-asis leidimas). Niujorkas, JAV: „McGraw-Hill Press“.
3. Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Histologijos teksto atlasas (2-asis leidimas). Meksikos DF: „McGraw-Hill Interamericana Editores“.
4. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Harperio iliustruota biochemija (28-asis leidimas). „McGraw-Hill Medical“.
5. Rawn, JD (1998). Biochemija. Burlingtonas, Masačusetsas: Neilo Pattersono leidykla.
6. Ross, M., ir Pawlina, W. (2006). Histologija. Tekstas ir atlasas su koreliuojančia ląstelių ir molekuline biologija (5-asis leidimas). Lippincott Williams ir Wilkins.
7. West, J. (1998). Medicinos praktikos fiziologiniai pagrindai (12-asis leidimas). Meksikos DF: redaktorė Médica Panamericana.