myofilaments adalah protein kontraktil miofibril, yang unit struktural sel-sel otot, sel-sel memanjang serat otot diistilahkan.
Serat otot dan komponennya memiliki nama tertentu. Misalnya, membran, sitoplasma, mitokondria, dan retikulum endoplasma masing-masing dikenal sebagai sarkolema, sarkoplasma, sarkosom, dan retikulum sarkoplasma.
Struktur miofilamen (Sumber: Mikael Häggström, digunakan dengan izin. [Domain publik] melalui Wikimedia Commons)
Dengan cara yang sama, unsur kontraktil di dalamnya secara bersama-sama disebut miofibril; dan protein kontraktil yang membentuk miofibril disebut miofilamen.
Ada dua jenis miofilamen: tipis dan tebal. Filamen tipis terutama terdiri dari tiga protein: F-aktin, tropomiosin, dan troponin. Filamen tebal, sementara itu, hanya terdiri dari protein lain yang dikenal sebagai myosin II.
Selain ini, ada protein lain yang terkait dengan kedua filamen tebal dan tipis, tetapi ini tidak memiliki fungsi kontraktil, melainkan orang-orang struktural, di antaranya adalah, untuk beberapa nama, titin dan nebulin.
Indeks artikel
Jenis serat otot
Susunan khusus dari miofilamen yang membentuk miofibril menimbulkan dua jenis serat otot: serat otot lurik dan serat otot polos.
Serat otot lurik, ketika diperiksa di bawah mikroskop optik, menunjukkan pola lurik atau pita melintang yang berulang di seluruh permukaannya dan yang memberi nama, pada otot yang menampungnya, otot lurik. Ada dua jenis serat otot lurik, rangka dan jantung.
Serabut otot yang tidak memperlihatkan pola pita melintang ini disebut serabut halus. Mereka adalah mereka yang membentuk otot-otot dinding pembuluh darah dan jeroan.
Struktur
Miofilamen tipis
Miofilamen ini terdiri dari aktin F dan dua protein terkait: tropomiosin dan troponin, yang memiliki fungsi pengaturan.
Aktin F, atau aktin berfilamen, adalah polimer dari protein globular lain yang lebih kecil yang disebut aktin G atau aktin globular, dengan berat molekul sekitar 42 kDa . Ini memiliki situs pengikatan untuk miosin, dan diatur dengan membentuk dua rantai yang tersusun sebagai heliks ganda yang terdiri dari sekitar 13 monomer per putaran.
Filamen F-aktin dicirikan dengan memiliki dua kutub: satu positif, mengarah ke cakram Z, dan yang lainnya negatif, mengarah ke pusat sarkomer.
Tropomiosin juga terdiri dari rantai ganda polipeptida heliks ganda. Ini adalah protein 64 kDa yang membentuk filamen yang terletak di alur yang ditinggalkan oleh rantai heliks ganda dari filamen F-aktin tipis, seolah-olah “mengisi” ruang kosong di heliks.
Saat istirahat, tropomiosin menutupi atau “menutupi” tempat pengikatan aktin untuk miosin, mencegah interaksi kedua protein, yang menyebabkan kontraksi otot. Di sekitar setiap filamen tipis dan sekitar 25-30m dari awal setiap tropomiosin terdapat protein lain yang disebut troponin.
Troponin (Tn) adalah kompleks protein yang terdiri dari tiga subunit polipeptida globular yang disebut troponin T, C dan I. Setiap molekul tropomiosin telah menjadi terkait troponin kompleks yang mengatur itu, dan bersama-sama mereka bertanggung jawab untuk pengaturan inisiasi dan terminasi. Kontraksi otot .
Miofilamen tebal
Filamen tebal adalah polimer miosin II, dengan berat 510 kDa dan terdiri dari dua rantai berat masing-masing 222 kDa dan empat rantai ringan. Rantai ringan terdiri dari dua jenis: rantai ringan esensial 18 kDa dan rantai ringan regulasi 22 kDa.
Setiap rantai berat miosin II berbentuk batang dengan kepala globular kecil di ujungnya yang menonjol hampir 90° dan memiliki dua tempat pengikatan, satu untuk aktin dan satu untuk ATP. Inilah sebabnya mengapa protein ini termasuk dalam keluarga ATPase.
Filamen tebal terdiri dari lebih dari 200 molekul miosin II. Kepala globular masing-masing molekul ini bertindak seperti “dayung” selama kontraksi, mendorong aktin yang melekat sehingga meluncur menuju pusat sarkomer.
Organisasi
Dalam serat otot lurik rangka, miofibril menempati sebagian besar sarkoplasma, dan tersusun dalam kelompok memanjang yang teratur di seluruh sel.
Pada bagian memanjang yang dilihat dengan mikroskop optik, pita cahaya diamati, yang disebut Pita I, dan pita gelap, yang disebut Pita A. Pita ini sesuai dengan susunan teratur miofibril, dan oleh karena itu dari miofilamen yang menyusunnya.
Di tengah Pita I terdapat garis gelap dan tipis yang disebut Garis atau Disk Z. Bagian tengah setiap Pita A memiliki area yang lebih terang yang dikenal sebagai Pita H, yang dibagi di tengah oleh garis yang lebih gelap yang disebut Garis M .
Dibatasi antara dua garis Z, struktur yang disebut sarkomer dijelaskan, yang merupakan unit fungsional otot rangka. Sebuah sarkomer terdiri dari miofilamen kontraktil yang tersusun secara teratur dalam pita A, H, dan pita hemi I di setiap ujungnya.
Pita I hanya berisi filamen tipis, pita A berisi filamen tebal yang dijalin di kedua ujungnya dengan filamen halus dan pita H hanya berisi filamen tebal.
Bagaimana miofilamen diatur dalam sarkomer?
Baik miofilamen tebal maupun tipis dapat dilihat dengan memeriksa sampel otot rangka di bawah mikroskop elektron. Ini dikatakan “berinterdigitasi” atau “terjalin” satu sama lain dalam susunan yang berurutan, teratur, dan paralel.
Filamen tipis berasal dari cakram Z dan memanjang di setiap sisi dalam arah yang berlawanan dan menuju pusat setiap sarkomer yang berdekatan. Dari cakram Z di setiap ujung sarkomer, dalam otot yang rileks, aktin berjalan ke awal pita H di setiap sisi.
Jadi, dalam serat otot otot rangka yang rileks, miofilamen tebal menempati area pusat yang membentuk pita gelap atau pita A; dan filamen tipis memanjang ke kedua sisi sarkomer tanpa mencapai pusat sarkomer.
Pada penampang di daerah di mana filamen tebal dan tipis tumpang tindih, pola heksagonal dapat diamati yang mencakup filamen tebal di tengah dan enam filamen tipis yang mengelilinginya, dan yang terletak di masing-masing tepi segi enam .
Organisasi miofilamen dalam sarkomer ini dipertahankan oleh fungsi serangkaian protein yang terkait dengan miofilamen dan yang memiliki fungsi struktural, di antaranya titin, aktin alfa, nebulin, miomesin, dan protein C dapat disorot. .
Mekanisme kontraksi
Ketika asetil kolin (suatu neurotransmiter) dilepaskan ke dalam lempeng neuromuskular oleh stimulasi neuron motorik , serat otot tereksitasi dan saluran kalsium berpintu tegangan dari retikulum sarkoplasma dibuka.
Kalsium mengikat troponin C, menyebabkan perubahan konformasi tropomiosin, yang memperlihatkan situs aktif aktin, sehingga memulai kontraksi. Ketika kadar kalsium turun, tropomiosin kembali ke posisi semula dan kontraksi berhenti.
Mengekspos situs pengikatan aktin ke miosin memungkinkan kedua protein untuk mengikat dan miosin untuk mendorong aktin menuju pusat sarkomer, meluncur di atas miosin.
Selama kontraksi otot, garis Z dari setiap sarkomer mendekati pusat, mendekati garis M, meningkatkan interdigitasi antara aktin dan miosin dan mengurangi ukuran pita I dan H. Derajat pemendekan akan tergantung pada penjumlahan pemendekan masing-masing sarkomer otot yang berkontraksi.
Referensi
- Berne, R., & Levy, M. (1990). Fisiologi . Mosby; Edisi Internasional.
- Fox, SI (2006). Fisiologi Manusia (edisi ke-9). New York, AS: McGraw-Hill Press.
- Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Atlas Teks Histologi (edisi ke-2). Meksiko DF: Editor McGraw-Hill Interamericana.
- Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V., & Weil, P. (2009). Biokimia Harper’s Illustrated (edisi ke-28). McGraw-Hill Medis.
- Rawn, JD (1998). Biokimia . Burlington, Massachusetts: Penerbit Neil Patterson.
- Ross, M., & Pawlina, W. (2006). Histologi. Teks dan Atlas dengan sel yang berkorelasi dan biologi molekuler (edisi ke-5). Lippincott Williams & Wilkins.
- Barat, J. (1998). Basis Fisiologis Praktik Medis (Edisi ke-12). Meksiko DF: Editorial Médica Panamericana.
