La contrazione muscolare si verifica solo quando è presente la molecola di energia chiamata adenosina trifosfato (ATP). L'ATP ha tre gruppi di fosfati che può dare via, rilasciando energia ogni volta. La miosina è la proteina motoria che fa la contrazione muscolare tirando le aste di actina (filamenti) nelle cellule muscolari. Il legame dell'ATP alla miosina fa sì che il motore rilasci la presa sull'asta di actina. La rottura di un gruppo fosfato di ATP e il rilascio dei due pezzi risultanti è il modo in cui la miosina raggiunge un altro ictus. Le cellule muscolari contengono molecole che aiutano a produrre ATP, tra cui NADH, FADH2 e fosfato di creatina.

Struttura di ATP

L'ATP ha tre parti. Una molecola di zucchero chiamata ribosio è al centro, collegata a una molecola chiamata adenina sul lato e una catena di tre gruppi fosfato sull'altro lato. L'energia dell'ATP è trovata nei gruppi fosfato. I gruppi di fosfati sono altamente caricati negativamente, il che significa che si respingono naturalmente a vicenda. Tuttavia, nell'ATP i tre gruppi fosfato sono tenuti uno accanto all'altro da legami chimici. La tensione tra il legame e la repulsione elettrostatica è l'energia immagazzinata. Una volta rotto il legame tra due gruppi di fosfati, i due fosfati si separano, che è l'energia che muove l'enzima che sta abbracciando la molecola di ATP. L'ATP è suddiviso in ADP (adenosina difosfato) e fosfato (P). ADP ha solo due fosfati rimasti.

Struttura della miosina

La miosina è una famiglia di proteine ​​motorie che genera forza per spostare le cose all'interno di una cellula. La miosina II è il motore che fa la contrazione muscolare. La miosina II è un motore che si lega e attira i filamenti di actina, che sono barre parallele che si estendono lungo la lunghezza di una cellula muscolare. Le miosine hanno due parti separate; la catena pesante e la catena leggera. La catena pesante ha tre regioni, come un pugno, un polso e un avambraccio. La catena pesante ha un dominio di testa, che è come un pugno che lega l'ATP e tira sull'asta di actina. La regione del collo è il polso che collega il dominio della testa alla coda. Il dominio della coda è l'avambraccio, che si avvolge attorno alle code di altri motori della miosina risultanti in un fascio di motori che sono collegati insieme.

The Power Stroke

Una volta che la miosina si attacca a un filamento di actina e tira, la miosina non può lasciar andare finché non si attacca una nuova molecola di ATP. Dopo aver rilasciato il filamento di actina, la miosina spezza il gruppo fosfato più esterno fuori dall'ATP, che provoca il raddrizzamento della miosina, pronto a legarsi e tirare di nuovo l'actina. In questa posizione raddrizzata, la miosina si aggancia di nuovo all'asta di actina. Poi la miosina rilascia l'ADP e il fosfato, che sono il risultato della rottura dell'ATP. L'espulsione di queste due molecole fa sì che la testa della miosina si leghi al collo, come un pugno che si arriccia verso l'avambraccio. Questo movimento di curling tira il filamento di actina, che fa contrarre la cellula muscolare. La miosina non lascerà andare l'actina fino a quando non si attacca una nuova molecola di ATP.

L'energia rapida

L'ATP è la molecola necessaria per la contrazione muscolare. Dal momento che le cellule muscolari utilizzano ATP ad un ritmo elevato, hanno modi per rendere l'ATP rapidamente. Le cellule muscolari hanno elevate quantità di molecole che aiutano a generare nuovo ATP. NAD + e FAD + sono molecole che trasportano elettroni nella forma di NADH e FADH2, rispettivamente. Se l'ATP è come una banconota da $ 20 che è sufficiente per la maggior parte degli enzimi per comprare un tipico pasto americano, significa fare una reazione, quindi NADH e FADH2 sono come carte regalo da $ 5 e $ 3, rispettivamente. NADH e FADH2 danno i loro elettroni a quella che viene chiamata la catena di trasporto degli elettroni, che usa gli elettroni per generare nuove molecole di ATP. Analogamente, NADH e FADH2 possono essere considerati come dei buoni di risparmio. Un'altra molecola nelle cellule muscolari è la creatina fosfato, che è uno zucchero che trasferisce il suo gruppo fosfato in ADP. In questo modo, ADP può essere rapidamente ricaricato in ATP.