Myofibrils Ciri, Struktur, Komposisi, Fungsi

The Myofibrils Mereka adalah unit struktur sel otot, juga dikenali sebagai serat otot. Mereka sangat banyak, mereka tetap selari dan tertanam oleh sitosol sel -sel ini.

Sel atau serat serat otot yang tersendiri adalah sel yang sangat panjang, dapat mengukur sehingga 15 cm panjang dan dari 10 hingga 100 μm diameter. Membran plasma dikenali sebagai sarcolema dan sitosolnya sebagai sarcoplasma.

Rajah struktur otot manusia (sumber: deglr6328 ~ commonswiki, melalui wikimedia commons)

Di dalam sel -sel ini, sebagai tambahan kepada myofibrils, pelbagai nukleus dan mitokondria yang dikenali sebagai sarkosom, serta retikulum endoplasma yang terkenal yang dikenali sebagai retikulum sarcoplasmic.

Myofibrils diiktiraf sebagai "elemen kontraksi" otot pada haiwan vertebrata. Mereka terdiri daripada pelbagai jenis protein yang memberi mereka ciri -ciri elastik dan ditarik balik. Di samping itu, mereka menduduki bahagian penting dari sarcoplasma gentian otot.

[TOC]

Perbezaan antara serat otot

Terdapat dua jenis serat otot: serat striated dan licin, masing -masing dengan pengedaran anatomi dan fungsi tertentu. Myofibrils sangat penting dan jelas dalam gentian otot striated yang membentuk otot rangka.

Serat striated mempunyai corak berulang -ulang jalur melintang apabila mereka diperhatikan pada mikroskop dan dikaitkan dengan otot rangka dan sebahagian daripada otot jantung.

Serat lancar, sebaliknya, tidak membentangkan corak yang sama di bawah mikroskop dan terdapat dalam otot -otot ciri vasculature dan sistem pencernaan (dan semua viscera).

Ciri -ciri umum

Myofibrils terdiri daripada dua jenis filamen kontraksi (juga dikenali sebagai myofilaments), yang seterusnya terdiri daripada protein filamen myosin dan actin, yang akan diterangkan kemudian.

Perwakilan grafik myofibrils dalam otot rangka (Sumber: diubahsuai Brublaus [CC by-sa 3.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0)] melalui Wikimedia Commons)

Penyelidik yang berbeza telah menentukan bahawa kehidupan purata protein kontraksi myofibrils berjalan dari 5 hari hingga 2 minggu, jadi otot adalah tisu yang sangat dinamik, bukan hanya dari sudut pandang kontraksi, tetapi sintesis dan pembaharuan unsur -unsur strukturnya.

Unit berfungsi setiap myofibrilla dalam sel otot atau serat dipanggil sarcomro dan dibatasi oleh rantau yang dikenali sebagai "band atau garis z", dari mana myofilaments actin dilanjutkan selari.

Oleh kerana myofibrils menduduki sebahagian besar sarcoplasma, struktur berserabut ini menyekat lokasi pusat -pusat sel yang mana mereka tergolong dalam pinggir yang sama, dekat dengan sarkolema.

Ia boleh melayani anda: sel manusia: ciri, fungsi, bahagian (organel)

Beberapa patologi manusia berkaitan dengan anjakan nukleus ke dalam rasuk myofibrillary, dan ini dikenali sebagai myopathies nuklear pusat.

Pembentukan myofibrils atau "myofibrillogenesis"

Myofils pertama dipasang semasa perkembangan otot rangka embrio.

Protein yang membentuk sarkin (unit fungsional myofibrils) pada mulanya diselaraskan dari hujung dan sisi "hadiah" yang terdiri daripada filamen actin dan bahagian kecil myosin II bukan muskular dan α spesifik otot spesifik.

Seperti yang berlaku, dalam gentian otot yang mereka nyatakan, dalam perkadaran yang berbeza, gen pengekodan untuk isoform jantung dan kerangka dari α-actin. Pertama jumlah isoform jantung yang dinyatakan lebih besar dan kemudian perubahan ini pada rangka.

Selepas pembentukan hadiah, myofibrils yang baru dipasang di belakang zon pembentukan hadiah dan dalam bentuk otot myosin II dikesan.

Pada ketika ini, filamen myosin diselaraskan dan kompleks dengan protein spesifik lain dari kesatuan myosin, yang juga berlaku dengan filamen actin.

Struktur dan komposisi

Seperti yang disebutkan sebentar tadi, myofibrils terdiri daripada myofilaments protein kontraksi: actin dan myosin, yang juga dikenali sebagai myofilaments nipis dan tebal, masing -masing. Ini dapat dilihat oleh mikroskop optik.

- Myofilaments nipis

Filamen nipis myofibrils terdiri daripada protein actin dalam bentuk filamennya (actin f), yang merupakan polimer dalam bentuk globular (actin g), yang mempunyai saiz yang lebih kecil.

Strands filamen actin g (actin f) membentuk helai ganda yang dibalut dengan bentuk kipas. Setiap monomer ini beratnya lebih kurang 40 kDa dan dapat menyertai myosin di tempat tertentu.

Filamen ini mempunyai diameter sekitar 7 nm dan meliputi antara dua kawasan yang dikenali sebagai band I dan band a. Di dalam band, filamen ini terletak di sekitar filamen tebal yang membentuk susunan heksagon sekunder.

Khususnya, setiap filamen nipis dipisahkan secara simetri dari tiga filamen tebal, dan setiap filamen tebal dikelilingi oleh enam filamen nipis.

Filamen nipis dan tebal berinteraksi antara satu sama lain melalui "jambatan salib" yang menonjol dari filamen tebal dan yang muncul dalam struktur myofibrilla dalam jarak tetap jarak hampir 14 nm.

Perwakilan skematik myofilaments yang membentuk myofibrils dan potongan salib mereka (sumber: Kamran Maqsood 93 [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/4.0)] melalui Wikimedia Commons)

Filamen Actin dan protein lain yang berkaitan memanjangkan menonjol dari "tepi" garis z dan bertindih dengan filamen myosin ke arah pusat setiap sarkomero.

Ia boleh melayani anda: Pemakanan Selular: Proses dan Nutrien

- Myofilaments tebal

Filamen tebal adalah polimer protein myosin II (510 kDa setiap satu) dan dibatasi oleh kawasan yang dikenali sebagai "band a".

Myofilaments of Myosin adalah kira -kira 16 nm panjang dan diedarkan dalam pengaturan heksagon (jika seksyen silang myofibrilla diperhatikan).

Setiap filamen myosin II terdiri daripada banyak molekul myosin yang dibungkus, masing -masing terdiri daripada dua rantai polipeptida yang mempunyai rantau atau "kepala" dalam bentuk Maza dan yang menampung "tandan" untuk membentuk filamen.

Kedua -dua berkas itu dikekalkan melalui hujungnya di tengah -tengah setiap sarcomero, sehingga "kepala" setiap myosin diarahkan ke garis Z, di mana filamen nipis ditetapkan.

Ketua Myosin memenuhi fungsi yang sangat penting, kerana mereka mempunyai tapak kesatuan untuk molekul ATP dan, sebagai tambahan, semasa penguncupan otot, mereka dapat membentuk jambatan salib untuk berinteraksi dengan filamen nipis actin.

- Protein yang berkaitan

Filamen actin adalah "berlabuh" atau "memperbaiki" ke membran plasma gentian otot (sarcolema) berkat interaksi mereka dengan protein lain yang dikenali sebagai dystrophin.

Di samping itu, terdapat dua protein kesatuan actin penting yang dikenali sebagai troponin dan tropomiosin yang, bersama -sama dengan filamen actin, membentuk kompleks protein. Kedua -dua protein adalah penting untuk peraturan interaksi yang berlaku antara filamen nipis dan tebal.

Tropomiosine juga merupakan molekul filamen dua yang dikaitkan dengan pencapaian actin khusus di rantau alur yang berlaku di antara kedua -dua helai tersebut. Troponin adalah kompleks protein globular tripartit yang tersedia pada selang waktu mengenai filamen actin.

Kompleks terakhir ini berfungsi sebagai "suis" yang bergantung kepada kalsium yang mengawal proses penguncupan gentian otot, jadi sangat penting.

Dalam otot striated haiwan vertebrata, di samping itu, terdapat dua protein lain yang berinteraksi dengan filamen tebal dan nipis, yang dikenali sebagai Titina dan Nebulina, masing -masing.

Nebulin mempunyai fungsi penting dalam peraturan panjang filamen actin, sementara Titina mengambil bahagian dalam sokongan dan penangkapan filamen myosin di rantau sarcomero yang dikenali sebagai Line M.

Protein lain

Terdapat protein lain yang dikaitkan dengan myofilaments tebal yang dikenali sebagai protein C myosin dan kesatuan miomesin, yang bertanggungjawab untuk menetapkan filamen myosin dalam baris m.

Ia boleh melayani anda: Unaporto: Pengangkutan Melalui Membran, Ciri -ciri

Fungsi

Myofibrils mempunyai implikasi asas dalam keupayaan untuk menggerakkan haiwan vertebrata.

Oleh kerana ia dibentuk oleh kompleks protein berserabut dan kontraksi alat otot, ini adalah penting untuk melaksanakan tindak balas terhadap rangsangan saraf yang membawa kepada pergerakan dan anjakan (dalam otot -otot rangka).

Ciri -ciri dinamik otot rangka yang tidak dapat dipertikaikan, yang termasuk lebih daripada 40% berat badan, diberikan oleh myofibrils yang, pada masa yang sama, mempunyai 70% protein tubuh manusia antara 50 dan 70%.

Myofibrils, sebagai sebahagian daripada otot -otot ini, mengambil bahagian dalam semua fungsi mereka:

- Mekanik: Untuk menukar tenaga kimia ke dalam tenaga mekanikal untuk menghasilkan kekuatan, mengekalkan postur, menghasilkan pergerakan, dll.

- Metabolik: Kerana otot mengambil bahagian dalam metabolisme tenaga basal dan berfungsi sebagai tapak penyimpanan bahan asas seperti asid amino dan karbohidrat; Ia juga menyumbang kepada pengeluaran haba dan penggunaan tenaga dan oksigen yang digunakan semasa aktiviti fizikal atau latihan sukan.

Oleh kerana myofibrils terutamanya terdiri daripada protein, ini mewakili tapak penyimpanan dan pelepasan asid amino yang menyumbang kepada penyelenggaraan paras darah glukosa semasa puasa atau kelaparan.

Juga, pembebasan asid amino dari struktur otot ini mempunyai transendensi dari sudut pandangan keperluan biosintetik tisu lain seperti kulit, otak, jantung dan organ lain.

Rujukan

1. Despoulos, a., & Silbernagl, s. (2003). Atlas warna fisiologi (Edisi ke -5.). New York: Thieme.
2. Friedman, a. L., & Goldman, dan. Dan. (Sembilan belas sembilan puluh enam). Pencirian mekanikal myofibril otot rangka. Jurnal Biophysical, 71(5), 2774-2785.
3. Sempadan, w. R., & Ochala, J. (2014). Otot rangka: Kajian ringkas mengenai struktur dan fungsi. Tisu Calcif Int, Empat lima(2), 183-195.
4. Goldspink, g. (1970). Percambahan myofibrils semasa pertumbuhan serat otot. J. Sel sct., 6, 593-603.
5. Murray, r., Bender, d., Botham, k., Kennelly, ms., Rodwell, v., & Weil, p. (2009). Biokimia Illustrated Harper (Edisi ke -28.). McGraw-Hill Medical.
6. Rosen, J. N., & Baylies, m. K. (2017). Myofibrils meletakkan perasan pada nukleus. Biologi Sel Alam, 19(10).
7. Sanger, j., Wangs, j., Kipas, dan., Putih, J., Mi-my, l., Dube, d.,... pruyne, d. (2016). Perhimpunan dan penyelenggaraan myofibrils dalam otot striad. Dalam Buku Panduan Farmakologi Eksperimen (ms. 37). New York, Amerika Syarikat: Springer International Publishing Switzerland.
8. Sanger, j. W., Wang, J., Kipas, dan., Putih, J., & Sanger, J. M. (2010). Perhimpunan dan dinamik myofibrils. Jurnal Biomedicine dan Bioteknologi, 2010, 8.
9. Sobieszek, a., & Bremel, r. (1975). Penyediaan dan sifat vertebrata licin - myofibrils otot dan actomyosin. Jurnal Biokimia Eropah, 55(1), 49-60.
10. VILLEE, c., Walker, w., & Smith, f. (1963). Zoologi Umum (Edisi ke -2.). London: w. B. Syarikat Saunders.