Myofibrils egenskaper, struktur, sammensetning, funksjoner

De Myofibrils De er de strukturelle enhetene til muskelceller, også kjent som muskelfibre. De er veldig rikelig, de er fikset parallelt og er innebygd av cytosolen til disse cellene.

Straced muskelfiberceller eller fibre er veldig lange celler, og kan måle opptil 15 cm lange og fra 10 til 100 μm i diameter. Plasmamembranen er kjent som sarkolem og dens cytosol som sarkoplasma.

Diagram over muskelstrukturen til et menneske (kilde: deglr6328 ~ Commonswiki, via Wikimedia Commons)

Innenfor disse cellene er, i tillegg til myofibriller, flere kjerner og mitokondrier som er kjent som sarkosomer, samt en fremtredende endoplasmatisk retikulum kjent som sarkoplasmatisk retikulum.

Myofibriller blir anerkjent som de "kontraktile elementene" av muskler i virveldyr. De er sammensatt av forskjellige typer proteiner som er de som gir dem de elastiske og uttrekkbare egenskapene. I tillegg okkuperer de en viktig del av sarkoplasmaet til muskelfibre.

[TOC]

Forskjeller mellom muskelfibre

Det er to typer muskelfibre: stripete og glatte fibre, hver med en anatomisk fordeling og en spesifikk funksjon. Myofibriller er spesielt viktige og tydelige i stripete muskelfibre som utgjør skjelettmuskel.

De stripete fibrene har et repeterende mønster av tverrgående bånd når de blir observert ved et mikroskop og er assosiert med skjelettmuskler og en del av hjertemuskulaturen.

De glatte fibrene, tvert imot, presenterer ikke det samme mønsteret under mikroskopet og finnes i de karakteristiske musklene i vaskulaturen og fordøyelsessystemet (og alle viscera).

Generelle egenskaper

Myofibriller er sammensatt av to typer kontraktile filamenter (også kjent som myofilamenter), som igjen er sammensatt av myosin og aktinfilamentøse proteiner, som vil bli beskrevet senere.

Grafisk representasjon av myofibriller i skjelettmuskel (kilde: Modifisert Brublaus [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)] via Wikimedia Commons)

Ulike forskere har bestemt at gjennomsnittlig levetid for de kontraktile proteinene til myofibrils går fra 5 dager til 2 uker, så muskelen er et svært dynamisk vev, ikke bare fra det kontraktile synspunktet, men av syntesen og fornyelsen av dets strukturelle elementer.

Den funksjonelle enheten til hver myofibrilla i muskelceller eller fibre kalles sarkomro og er avgrenset av et område kjent som "bånd eller linje Z", hvor myofilamentene til aktin utvides parallelt.

Siden myofibriller okkuperer betydelig del av sarkoplasmaet, begrenser disse fibrøse strukturene plasseringen av sentrene til cellene de tilhører periferien av det samme, nær sarkolemet.

Det kan tjene deg: Menneskelig celle: Kjennetegn, funksjoner, deler (organeller)

Noen menneskelige patologier er relatert til forskyvningen av kjernene til myofibrillære bjelker, og disse er kjent som sentral-kjerneopatiene.

Dannelse av myofibriller eller "myofibrillogenesis"

De første myofilene er samlet under utviklingen av den embryonale skjelettmuskelen.

Proteinene som utgjør sarkomerne (de funksjonelle enhetene til myofibrils) er opprinnelig rettet fra endene og sidene av en "pris" som er sammensatt av aktinfilamenter og små porsjoner av myosin II ikke-musikulær og a-spesifikk spesifikk muskelhandling.

Som dette skjer, uttrykker de i muskelfibrene, i forskjellige proporsjoner, kodingsgenene for hjerte- og skjelettisoformene til a-aktin. Først er mengden hjerteisoform som uttrykkes større, og deretter endres dette i skjelettet.

Etter dannelsen av prisen er de begynnende myofibrillene samlet bak premieformasjonssonen, og i disse blir formen for muskuløs myosin II oppdaget.

På dette tidspunktet er myosinfilamenter justert og komplekse med andre spesifikke proteiner fra myosinforening, som også forekommer med aktinfilamenter.

Struktur og komposisjon

Som nevnt for et øyeblikk siden, er myofibriller sammensatt av kontraktile protein myofilamenter: actin og myosin, som også er kjent som henholdsvis tynne og tykke myofilamenter. Disse er synlige for optisk mikroskop.

- Tynne myofilamenter

De tynne filamentene til myofibriller består av aktinprotein i dets glødende form (aktin F), som er en polymer i den kuleformen (aktin G), som har en mindre størrelse.

De glødende tråder av aktin g (aktin f) danner en dobbel streng som er pakket inn i propellform. Hver monomer av disse veier mer eller mindre 40 kDa og er i stand til å bli med myosin på bestemte steder.

Disse filamentene har omtrent 7 nm i diameter og strekker seg mellom to områder kjent som bandet I og bandet a. I A -båndet er disse filamentene plassert rundt de tykke filamentene som danner et sekundært sekskantet arrangement.

Spesielt er hvert tynt glødetråd symmetrisk atskilt fra tre tykke filamenter, og hvert tykke glødetråd er omgitt av seks tynne filamenter.

Tynne og tykke filamenter samhandler med hverandre gjennom "kryssbro.

Skjematisk fremstilling av myofilamenter som utgjør myofibriller og deres krysskutt (kilde: Kamran Maqsood 93 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/4.0)] via Wikimedia Commons)

Aktinfilamenter og andre tilknyttede proteiner strekker seg fra "kantene" av Z -linjer og overlapper hverandre med myosinfilamenter mot midten av hver sarkomero.

Det kan tjene deg: Cellular Nutrition: Prosess og næringsstoffer

- Tykke myofilamenter

Tykke filamenter er polymerer av myosin II -proteinet (510 kDa hver) og er avgrenset av regionene kjent som "Bands A".

Myofilamenter av myosin er omtrent 16 nm lange og er fordelt i sekskantede arrangementer (hvis et tverrsnitt av en myofibrilla observeres).

Hver myosin II -filamenter består av mange pakket myosinmolekyler, som hver består av to polypeptidkjeder som har et område eller "hode" i form av en maza og som rommer i "bunker" for å danne filamentene.

Begge buntene opprettholdes gjennom endene i midten av hver sarkomero, slik at "hodene" for hvert myosin er rettet mot Z -linjen, der de tynne filamentene er faste.

Myosinhoder oppfyller svært viktige funksjoner, siden de har unionssteder for ATP -molekyler, og i tillegg under muskelsammentrekning, er de i stand til å danne korsbroene for å samhandle med de tynne filamentene til aktin.

- Tilknyttede proteiner

Aktinfilamenter er "forankret" eller "fikser" til plasmamembranen til muskelfibre (sarkolem) takket være deres interaksjon med et annet protein kjent som dystrofin.

I tillegg er det to viktige aktinforeningsproteiner kjent som troponin og tropomiosin som sammen med aktinfilamenter danner et proteinkompleks. Begge proteiner er avgjørende for regulering av interaksjoner som foregår mellom tynne og tykke filamenter.

Tropomiosin er også et tospentet filamentær molekyl som er assosiert med aktinprotenser spesifikt i sporregionen som oppstår mellom de to strengene. Troponin er et treparts kuleformet proteinkompleks som er tilgjengelig med intervaller om aktinfilamenter.

Dette siste komplekset fungerer som en kalsiumavhengig "bryter" som regulerer prosessene for sammentrekning av muskelfibre, så det er av største betydning.

I den stripete muskelen til virveldyr er det i tillegg to andre proteiner som samhandler med henholdsvis de tykke og tynne filamentene, kjent som Titina og Nebulina.

Nebulinet har viktige funksjoner i reguleringen av lengden på aktinfilamentene, mens titinaen deltar i støtte og forankring av myosinfilamenter i et område av sarkomeren kjent som linje m.

Andre proteiner

Det er andre proteiner som er assosiert med tykke myofilamenter som er kjent som proteinet C av myosin og Miomesine Union, som er ansvarlige for å fikse myosinfilamenter i linje m.

Det kan tjene deg: Unaporto: Transport gjennom membraner, egenskaper

Funksjoner

Myofibriller har elementære implikasjoner i kapasitet til å flytte virveldyr.

Siden de er konstituert av fibrøse og kontraktile proteinkomplekser av muskelapparatet, er disse viktige for å utføre responser på nervestimuli som fører til bevegelse og forskyvning (i skjelettstrikket muskler).

De udiskutable dynamiske egenskapene til skjelettmuskel, som inkluderer mer enn 40% av kroppsvekten, tildeles av myofibriller som samtidig har 70% av menneskekroppsproteiner mellom 50 og 70%.

Myofibriller, som en del av disse musklene, deltar i alle deres funksjoner:

- Mekanikk: Å konvertere kjemisk energi til mekanisk energi for å generere styrke, opprettholde holdning, produsere bevegelser osv.

- Metabolsk: Siden muskelen deltar i basal energimetabolisme og fungerer som et lagringssted for grunnleggende stoffer som aminosyrer og karbohydrater; Det bidrar også til produksjon av varme og forbruk av energi og oksygen som brukes under fysiske aktiviteter eller sportsøvelser.

Siden myofibriller hovedsakelig er sammensatt av proteiner, representerer disse et lagrings- og frigjøringssted for aminosyrer som bidrar til å opprettholde blodnivået av glukose under faste eller sult.

Liberasjonen av aminosyrer fra disse muskelstrukturene har også transcendens fra synetisk behov for de biosyntetiske behovene til andre vev som hud, hjerne, hjerte og andre organer.

Referanser

1. Despoulos, a., & Silbernagl, s. (2003). Atlas of Physiology Color (5. utg.). New York: Thieme.
2. Friedman, a. L., & Goldman, og. OG. (nitten nittiseks). Mekanisk karakterisering av skjelettmuskel myofibriller. Biophysical Journal, 71(5), 2774-2785.
3. Border, w. R., & Ochala, j. (2014). Skjelettmuskel: En kort gjennomgang av struktur og funksjon. Calcif Tissue Int, Fire fem(2), 183-195.
4. Goldspink, g. (1970). Spredning av myofibriller under muskelfibervekst. J. Cell SCT., 6, 593-603.
5. Murray, r., Bender, d., Botham, k., Kennelly, p., Rodwell, v., & Weil, P. (2009). Harpers illustrerte biokjemi (28. utg.). McGraw-Hill Medical.
6. Rosen, J. N., & Baylies, m. K. (2017). Myofibriller satte klemmen på kjerner. Naturcellebiologi, 19(10).
7. Sanger, J., Wangs, J., Fan, og., White, J., Mi-My, l., Dube, d.,... Pruyne, D. (2016). Montering og vedlikehold av myofibriller i striadmuskel. I Håndbok for eksperimentell farmakologi (s. 37). New York, USA: Springer International Publishing Sveits.
8. Sanger, J. W., Wang, J., Fan, og., White, J., & Sanger, J. M. (2010). Myofibrils montering og dynamikk. Journal of Biomedicine and Biotechnology, 2010, 8.
9. Sobieszek, a., & Bremel, r. (1975). Forberedelse og egenskaper til virveldyr glatt - Muskel myofibriller og aktomyosin. European Journal of Biochemistry, 55(1), 49-60.
10. Villee, c., Walker, w., & Smith, f. (1963). Generell zoologi (2. utg.). London: W. B. Saunders Company.