MYOFILAMENTS: JENIS, STRUKTUR DAN ORGANISASI - BIOLOGI - 2025

The myofilaments adalah protein contractile daripada myofibrils, yang unit struktur sel-sel otot, sel-sel memanjang gentian otot dipanggil.

Serat otot dan komponennya mempunyai nama tertentu. Sebagai contoh, membran, sitoplasma, mitokondria, dan retikulum endoplasma masing-masing dikenali sebagai sarcolemma, sarcoplasm, sarcosomes, dan sarcoplasmic reticulum.

Struktur myofilaments (Sumber: Mikael Häggström, digunakan dengan izin. Melalui Wikimedia Commons)

Dengan cara yang sama, unsur-unsur kontraktil di dalam bersama disebut myofibril; dan protein kontraktil yang membentuk myofibril disebut myofilaments.

Terdapat dua jenis myofilaments: nipis dan tebal. Filamen nipis terutama terdiri dari tiga protein: F-actin, tropomyosin, dan troponin. Filamen tebal, sebahagiannya, hanya terdiri daripada protein lain yang dikenali sebagai myosin II.

Di samping itu, terdapat protein lain yang berkaitan dengan filamen tebal dan nipis, tetapi protein ini tidak mempunyai fungsi kontraktil, melainkan struktur yang antara lain, untuk menamakan beberapa, titin dan nebulin.

Jenis-jenis gentian otot

Susunan myofilamen tertentu yang membentuk myofibril menimbulkan dua jenis serat otot: serat otot yang dililit dan serat otot licin.

Serat otot striated, ketika diperiksa di bawah mikroskop optik, menunjukkan corak pukulan atau jalur melintang yang diulang ke seluruh permukaannya dan yang memberikan nama, pada otot yang mengandunginya, dari otot lintang. Terdapat dua jenis serat otot belang, rangka dan jantung.

Serat otot yang tidak menunjukkan corak jalur melintang ini disebut gentian halus. Merekalah yang membentuk otot dinding vaskular dan visera.

Struktur

Myofilamen nipis

Myofilamen ini terdiri dari F aktin dan dua protein yang berkaitan: tropomyosin dan troponin, yang mempunyai fungsi pengawalseliaan.

F actin, atau actin filamen, adalah polimer protein globular lain yang lebih kecil yang disebut G actin atau globular actin, dengan berat molekul sekitar 42 kDa. Ini mempunyai laman web yang mengikat untuk myosin, dan disusun dalam dua rantai yang disusun sebagai heliks berganda yang terdiri daripada kira-kira 13 monomer per putaran.

Filamen F-aktin dicirikan dengan mempunyai dua kutub: satu positif, diarahkan ke cakera Z, dan yang lain negatif, dibuang ke pusat sarkere.

Tropomyosin juga terdiri daripada rantai ganda polipeptida heliks ganda. Ini adalah protein 64 kDa yang membentuk filamen yang terletak di alur yang ditinggalkan oleh rantai heliks berganda dari filamen F-aktin nipis, seolah-olah "mengisi" ruang kosong di heliks.

Pada waktu rehat, tropomyosin menutup atau "menutupi" tempat mengikat aktin untuk myosin, mencegah interaksi kedua-dua protein, inilah yang menyebabkan pengecutan otot. Di sekitar setiap filamen nipis dan kira-kira 25-30m dari awal setiap tropomiosin terdapat protein lain yang disebut troponin.

Troponin (Tn) adalah kompleks protein yang terdiri daripada tiga subunit polipeptida globular yang disebut troponin T, C dan I. Setiap molekul tropomiosin mempunyai kompleks troponin yang berkaitan yang mengaturnya, dan bersama-sama mereka bertanggung jawab untuk pengaturan permulaan dan penghentian. pengecutan otot.

Myofilamen tebal

Filamen tebal adalah polimer myosin II, seberat 510 kDa dan terdiri daripada dua rantai berat 222 kDa masing-masing dan empat rantai ringan. Rantai ringan terdiri daripada dua jenis: rantai cahaya penting 18 kDa dan rantai ringan peraturan 22 kDa.

Setiap rantai berat myosin II berbentuk batang dengan kepala globular kecil di hujungnya yang memproyeksikan hampir 90⁰ dan mempunyai dua tapak pengikat, satu untuk aktin dan satu untuk ATP. Inilah sebabnya mengapa protein ini tergolong dalam keluarga ATPases.

Filamen tebal terdiri daripada lebih daripada 200 molekul myosin II. Kepala globular setiap molekul ini bertindak seperti "dayung" semasa pengecutan, mendorong aktin yang dilekatkan sehingga meluncur ke arah pusat sarkere.

Pertubuhan

Dalam serat otot skeletal, myofibril menempati sebahagian besar sarkoplasma, dan disusun dalam kelompok longitudinal yang tertib di seluruh sel.

Pada bahagian membujur yang dilihat dengan mikroskop optik, jalur cahaya diperhatikan, disebut Jalur I, dan jalur gelap, yang disebut Jalur A. Jalur ini sesuai dengan susunan myofibril yang disusun, dan oleh itu dari myofilamen yang menyusunnya.

Di tengah Band I terdapat garis gelap dan nipis yang disebut Line atau Z Disk.Pusat setiap Band A mempunyai kawasan yang lebih ringan yang dikenali sebagai Band H, yang dibahagikan secara berpusat oleh garis gelap yang disebut Line M .

Dibatasi antara dua garis Z, struktur yang disebut sarcomere dijelaskan, yang merupakan unit fungsional otot rangka. Sarcomere terdiri daripada myofilaments kontraktil yang disusun secara teratur dalam band A, H, dan hemi-band I pada setiap hujungnya.

Jalur I hanya mengandungi filamen nipis, jalur A mengandungi filamen tebal yang saling terkait di kedua hujungnya dengan filamen halus, dan jalur H hanya mengandungi filamen tebal.

Bagaimana myofilaments disusun dalam sarcomeres?

Kedua-dua myofilamen tebal dan nipis dapat dilihat dengan memeriksa sampel otot rangka tengkorak di bawah mikroskop elektron. Ini dikatakan "saling berganding" atau "saling menjalin" antara satu sama lain dalam susunan yang berurutan, tersusun dan selari.

Filamen nipis berasal dari cakera Z dan memanjang di setiap sisi ke arah yang bertentangan dan menuju ke pusat setiap sarcomere yang berdekatan. Dari cakera Z di setiap hujung sarcomere, dalam otot yang santai, aktin bergerak ke permulaan jalur H di setiap sisi.

Oleh itu, pada serat otot otot rangka yang santai, myofilamen tebal menempati kawasan tengah yang membentuk jalur gelap atau jalur A; dan filamen nipis meluas ke kedua sisi sarcomere tanpa sampai ke tengahnya.

Pada keratan rentas di kawasan di mana filamen tebal dan nipis bertindih, corak heksagon dapat diperhatikan yang merangkumi filamen tebal di tengah dan enam filamen nipis yang mengelilinginya, dan yang terletak di setiap tepi segi enam .

Organisasi myofilaments di sarcomere ini dipelihara oleh fungsi rangkaian protein yang berkaitan dengan myofilaments dan yang mempunyai fungsi struktur, antaranya titin, alpha actin, nebulin, myomesin dan protein C dapat disorot. .

Mekanisme pengecutan

Apabila asetil kolin (neurotransmitter) dilepaskan ke plat neuromuskular oleh rangsangan neuron motor, serat otot teruja dan saluran kalsium berpagar voltan di retikulum sarkoplasma terbuka.

Kalsium mengikat troponin C, mengakibatkan perubahan konformasi tropomiosin, mendedahkan tapak aktif aktin, sehingga memulai penguncupan. Apabila tahap kalsium turun, tropomiosin kembali ke kedudukan awal dan penguncupan berhenti.

Mendedahkan tapak pengikat aktin ke myosin membolehkan kedua-dua protein mengikat dan myosin mendorong aktin ke arah pusat sarcomere, meluncur di atas myosin.

Semasa pengecutan otot, garis Z dari setiap sarcomere menghampiri pusat, menghampiri garis M, meningkatkan interdigitasi antara aktin dan myosin dan mengurangkan ukuran jalur I dan H. Tahap pemendekan akan bergantung pada penjumlahan pemendekan setiap sarkoma otot yang menguncup.

Rujukan

1. Berne, R., & Levy, M. (1990). Fisiologi. Mosby; Edisi Antarabangsa.
2. Fox, SI (2006). Fisiologi Manusia (edisi ke-9). New York, Amerika Syarikat: McGraw-Hill Press.
3. Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Teks Atlas Histologi (edisi ke-2). Mexico DF: McGraw-Hill Interamericana Editores.
4. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Biokimia Ilustrasi Harper (edisi ke-28). Perubatan McGraw-Hill.
5. Rawn, JD (1998). Biokimia. Burlington, Massachusetts: Penerbit Neil Patterson.
6. Ross, M., & Pawlina, W. (2006). Histologi. Teks dan Atlas dengan biologi sel dan molekul yang berkorelasi (edisi ke-5.). Lippincott Williams & Wilkins.
7. West, J. (1998). Asas Fisiologi Amalan Perubatan (edisi ke-12). Mexico DF: Editorial Médica Panamericana.