Myofibriller
Myofibriller Definition
En myofibrill är en komponent i djurens skelettmuskulatur. Myofibriller är långa filament som löper parallellt med varandra för att bilda muskelfibrer (myo). Myofibrillerna, och de resulterande myofibrerna, kan vara flera centimeter långa. Muskelfibrerna är enskilda flerkärniga celler som tillsammans bildar muskeln. Myofibrillerna består av upprepade underenheter som kallas sarkomerer. Dessa sarkomerer är ansvariga för muskelkontraktionerna.
Myofibrillernas struktur
Myofibriller består av två typer av filament: tunna filament och tjocka filament. Tunna filament består av strängar av proteinet aktin och ett reglerande protein som är upprullade tillsammans, medan tjocka filament består av strängar av proteinet myosin. De tunna och tjocka filamenten bildar delvis överlappande lager som är utlagda i funktionella enheter som kallas sarkomerer. På grund av hur myofilamenten är arrangerade verkar myofibrillerna ha mörka och ljusa band, vilket ger musklerna ett randigt utseende. De mörka banden kallas A-band och består av tjocka filament och några tunna filament. I mitten av A-bandet finns H-zonen, där endast tjocka filament finns, och M-linjen, som innehåller enzymer som är involverade i energiomsättningen. De ljusa banden, som kallas I-banden, är de områden som endast innehåller tunna filament och finns mellan A-banden. I-banden är centrerade på en region som kallas Z-linjen, en skiva som består av proteinet α-actinin som förankrar de tunna aktinfilamenten och fungerar som en gräns mellan sarkomerunderenheterna.
Myofibrillernas funktion
Myofibrillerna består av sarkomerer, de funktionella enheterna i en muskel. Myofibrillernas funktion är att utföra muskelkontraktion via glidfilamentmodellen. När musklerna är i vila finns det en ofullständig överlappning mellan de tunna och tjocka filamenten, och vissa områden innehåller endast en av de två typerna. När en muskel kontraherar förkortas sarkomererna i längd på grund av att de tjocka och tunna filamenten glider över varandra, vilket resulterar i större överlappning mellan filamenten och en förkortning av H-zonen och I-bandet. Medan sarkomerens längd minskar vid muskelkontraktion ändras inte längden på själva myofilamenten.
Myofilamentens rörelse drivs av hydrolysen av ATP till ADP och oorganiskt fosfat. I vila är en ATP-molekyl fäst vid ett globulärt myosinhuvud på den tjocka filamenten När ATP hydrolyseras ändrar myosinhuvudet konformation och bildar en fästning som kallas korsbro med den tunna filamenten. När ADP- och fosfatmolekylerna frigörs ändrar myosinhuvudet återigen konformation och skjuter den tunna filamenten mot sarkomerens centrum. När en ny ATP-molekyl sedan binder till myosinhuvudet återgår huvudet till sin ursprungliga konformation och släpper den tunna filamenten i sin nya position närmare den centrala M-linjen. Cykeln upprepar sig sedan: den nya ATP-molekylen hydrolyseras till ADP och oorganiskt fosfat och myosinhuvudet ändrar konformation, vilket resulterar i att den tunna filamenten skjuts mot sarkomerens centrum. Varje tjock filament innehåller flera hundra myosinhuvuden som kan bilda korsbryggor med de tunna filamenten ungefär fem gånger per sekund. De kontinuerliga sammandragningarna av myofibrillerna resulterar i en muskelkontraktion.
Muskelkontraktioner drivs av ATP. Eftersom själva muskelfibrerna endast lagrar en mycket liten mängd ATP kommer energin från två andra föreningar som lagras i musklerna: kreatinfosfat och glykogen. Det ATP som lagras i en muskelfiber och det ATP som kan bildas av kreatinfosfat används för kortvariga energiutbrott; de kan ge energi i upp till cirka 15 sekunder. Glykogen kan ge en långsiktig energikälla eftersom glykogen bryts ner till glukos, som sedan omvandlas till ATP genom glykolys och aerob andning.
Denna figur visar en sarkomer, en enhet inom en myofibril. Den visar de tunna aktinfilamenten och de tjocka myosinfilamenten och hur deras positioner förändras när en muskel drar ihop sig.
Quiz
1. Hur många typer av myofilament finns det i en myofibrill?
A. 1
B. 2
C. 4
D. ingen
2. Vilken struktur fungerar som en gräns mellan sarkomerer?
A. A-band
B. H-zon
C. M-linjen
D. Z-line
3. Vilken är den bästa långsiktiga energikällan för muskelkontraktion?
A. ATP
B. stärkelse
C. glykogen
D. kreatinfosfat