De myofilamenter er de kontraktile proteinene til myofibriller, som er strukturelle enheter av muskelceller, langstrakte celler som kalles muskelfibre.
Muskelfibre og deres komponenter har spesielle navn. For eksempel er membranen, cytoplasma, mitokondrier og endoplasmatisk retikulum kjent som henholdsvis sarkolemma, sarkoplasma, sarkosomer og sarkoplasmatisk retikulum..
På samme måte kalles de kontraktile elementene inni myofibriller; og de kontraktile proteinene som utgjør myofibriller kalles myofilamenter.
Det er to typer myofilamenter: tynn og tykk. De tynne filamentene består hovedsakelig av tre proteiner: F-aktin, tropomyosin og troponin. De tykke filamentene består imidlertid bare av et annet protein kjent som myosin II.
I tillegg til disse er det andre proteiner assosiert med både tykke og tynne filamenter, men disse har ikke kontraktile funksjoner, men snarere strukturelle, blant dem er, for å nevne noen, titin og nebulin.
Artikkelindeks
Det spesielle arrangementet av myofilamentene som utgjør myofibrillene gir opphav til to typer muskelfibre: strierte muskelfibre og glatte muskelfibre.
Strierte muskelfibre, når de undersøkes under et lysmikroskop, viser et mønster av striasjoner eller tverrbånd som gjentas gjennom hele overflaten og som gir navnet, til muskelen som inneholder dem, av striated muscle. Det er to typer strierte muskelfibre, skjelett og hjerte.
Muskelfibre som ikke viser dette mønsteret av tverrbånd kalles glatte fibre. Det er de som utgjør musklene i karveggene og innvollene.
Disse myofilamentene består av F-actin og to assosierte proteiner: tropomyosin og troponin, som har regulatoriske funksjoner..
F aktin, eller filamentøst aktin, er en polymer av et annet mindre kuleprotein kalt G aktin eller kuleaktin, med en molekylvekt på rundt 42 kDa. Den har et bindingssted for myosin, og det arrangeres ved å danne to kjeder arrangert som en dobbel helix sammensatt av omtrent 13 monomer per tur..
F-aktinfilamenter er preget av å ha to poler: en positiv, rettet mot Z-skiven, og den andre negativ, plassert mot sentrum av sarkomeren.
Tropomyosin består også av en dobbel-helix-polypeptid-dobbeltkjede. Det er et 64 kDa protein som danner filamenter som er plassert i sporene etterlatt av de doble spiralkjedene i de tynne F-aktinfilamentene, som om de “fyller” de tomme områdene i spiralen..
I hvile dekker eller "dekker" tropomyosin bindingsstedene for actin for myosin, og forhindrer samspillet mellom begge proteiner, og det er det som forårsaker muskelsammentrekning. Rundt hvert tynt filament og omtrent 25-30 meter fra starten av hvert tropomyosin er det et annet protein som kalles troponin.
Troponin (Tn) er et proteinkompleks sammensatt av tre kuleformede polypeptidunderenheter kalt troponin T, C og I. Hvert tropomyosinmolekyl har et tilhørende troponinkompleks som regulerer det, og sammen er de ansvarlige for reguleringen av initiering og avslutning av muskelsammentrekning..
De tykke filamentene er polymerer av myosin II, som veier 510 kDa og består av to tunge kjeder på 222 kDa hver og fire lette kjeder. Lette kjeder er av to typer: 18 kDa viktige lette kjeder og 22 kDa regulatoriske lette kjeder..
Hver myosin II tunge kjede er i form av en stang med et lite kulehode i enden som projiserer nesten 90⁰ og har to bindingssteder, en for aktin og en for ATP. Dette er grunnen til at disse proteinene tilhører ATPase-familien..
En tykk filament består av mer enn 200 myosin II-molekyler. Det kulehodet til hvert av disse molekylene fungerer som en "padle" under sammentrekning, og skyver aktinet som det er festet til, slik at det glir mot sentrum av sarkomeren..
I en skjelettstrimmet muskelfiber opptar myofibrillene det meste av sarkoplasmaet, og er ordnet i langsgående og ordnede samlinger gjennom hele cellen.
I et lengdesnitt sett med et optisk mikroskop, observeres lysbånd, kalt bånd I, og mørke bånd, kalt bånd A. Disse båndene tilsvarer det ordnede arrangementet av myofibriller, og derfor av myofilamentene som komponerer dem..
I midten av bånd I er det en mørk og tynn linje kalt Line eller Z Disk. Sentrum av hvert Bånd A har et lysere område kjent som Bånd H, som er delt sentralt av en mørkere linje kalt Linje M.
Avgrenset mellom to Z-linjer, er en struktur kalt sarcomere beskrevet, som er den funksjonelle enheten til skjelettmuskelen. En sarkomer er sammensatt av kontraktile myofilamenter ordnet på en ryddig måte i bånd A, H og et halvbånd I i hver ende..
I-båndene inneholder bare tynne filamenter, A-båndet inneholder tykke filamenter flettet i sine to ender med fine filamenter, og H-båndet inneholder bare tykke filamenter.
Både tykke og tynne myofilamenter kan sees når man undersøker en skjelettmuskulaturprøve under et elektronmikroskop. Disse sies å "krysse sammen" eller "flette sammen" hverandre i et sekvensielt, ordnet og parallelt arrangement..
De tynne filamentene stammer fra Z-skivene og strekker seg på hver side i motsatt retning og mot sentrum av hver tilstøtende sarkomer. Fra Z-platene i hver ende av sarkomeren, i avslappet muskel, beveger actin seg til starten av H-båndet på hver side.
I muskelfibrene i avslappet skjelettmuskulatur okkuperer de tykke myofilamentene det sentrale området som danner de mørke båndene eller A-båndene; og de tynne filamentene strekker seg på begge sider av sarkomeren uten å nå sentrum av sarkomeren.
I et tverrsnitt i regionen der de tykke og tynne trådene overlapper hverandre, kan det observeres et sekskantet mønster som inkluderer det tykke filamentet i midten og seks tynne filamenter som omgir det, og som ligger i hver av kantene på sekskanten.
Denne organiseringen av myofilamenter i sarkomeren er bevart av funksjonen til en serie proteiner assosiert med myofilamenter og som har strukturelle funksjoner, blant hvilke titin, alfa actin, nebulin, myomesin og protein C kan fremheves..
Når acetylkolin (en nevrotransmitter) frigjøres i den nevromuskulære platen ved stimulering av et motorisk neuron, blir muskelfiberen begeistret og spenningsstyrte kalsiumkanaler i det sarkoplasmatiske retikulum åpner.
Kalsium binder seg til troponin C, og dette forårsaker en konformasjonsendring i tropomyosin, som eksponerer de aktive stedene av aktin, og dermed initierer sammentrekning. Når kalsiumnivået synker, går tropomyosin tilbake til utgangsposisjonen og sammentrekningen opphører..
Å eksponere aktinbindingsstedene for myosin gjør at både proteiner kan binde seg og myosinet til å skyve aktinet mot sentrum av sarkomeren og glir over myosinet.
Under muskelsammentrekning nærmer Z-linjene til hver sarkomer seg mot sentrum, nærmer seg M-linjen, øker interdigitasjonen mellom aktin og myosin og reduserer størrelsen på I- og H.-båndene. Graden av forkortelse vil avhenge av summeringen av forkortingen av hver av sarkomerene i den kontraherte muskelen.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.