MIYOFILAMENTLER: TÜRLERI, YAPISI VE ORGANIZASYONU - BIYOLOJI - 2025

Myofilaments kas hücrelerinin yapısal birimleridir miyofibril kontraktil proteinlerin, hücreleri olarak da adlandırılır kas lifleri ince uzun olan.

Kas lifleri ve bileşenlerinin belirli isimleri vardır. Örneğin, zar, sitoplazma, mitokondri ve endoplazmik retikulum sırasıyla sarkolemma, sarkoplazma, sarkozomlar ve sarkoplazmik retikulum olarak bilinir.

Miyofilamentlerin yapısı (Kaynak: Mikael Häggström, izinle kullanılmıştır. Wikimedia Commons aracılığıyla)

Aynı şekilde, içindeki kasılma unsurları da ortaklaşa miyofibriller olarak adlandırılır; ve miyofibrilleri oluşturan kasılma proteinlerine miyofilamentler denir.

İki tür miyofilament vardır: ince ve kalın. İnce filamentler esas olarak üç proteinden oluşur: F-aktin, tropomiyosin ve troponin. Kalın filamentler, yalnızca miyozin II olarak bilinen başka bir proteinden oluşur.

Bunlara ek olarak, hem kalın hem de ince filamentlerle ilişkili başka proteinler de vardır, ancak bunların kasılma işlevleri yoktur, daha çok yapısal olanları vardır, bunlardan birkaçı titin ve nebülindir.

Kas lifi türleri

Miyofibrilleri oluşturan miyofilamentlerin özel düzenlemesi, iki tür kas lifi ortaya çıkarır: çizgili kas lifleri ve düz kas lifleri.

Çizgili kas lifleri, optik bir mikroskop altında incelendiğinde, tüm yüzeyleri boyunca tekrarlanan ve bunları içeren kaslara çizgili kasın adını veren bir çizgi deseni veya enine bantlar gösterir. İskelet ve kalp olmak üzere iki tür çizgili kas lifi vardır.

Bu enine bant desenini göstermeyen kas liflerine yumuşak lifler denir. Damar duvarlarının ve iç organların kaslarını oluşturanlardır.

yapı

İnce miyofilamentler

Bu miyofilamentler, F aktin ve düzenleyici işlevlere sahip iki ilişkili proteinden oluşur: tropomiyosin ve troponin.

F aktin veya ipliksi aktin, moleküler ağırlığı yaklaşık 42 kDa olan G aktin veya küresel aktin adı verilen başka bir küçük küresel proteinin bir polimeridir. Miyozin için bir bağlanma yerine sahiptir ve tur başına yaklaşık 13 monomerden oluşan çift sarmal olarak düzenlenmiş iki zincir halinde düzenlenmiştir.

F-aktin filamentleri iki kutba sahip olmaları ile karakterize edilir: biri pozitif, Z diskine yönelik ve diğeri negatif, sarkomerin merkezine doğru yerleştirilmiştir.

Tropomiyosin ayrıca bir çift sarmal polipeptit çift zincirinden oluşur. İnce F-aktin filamentlerinin çift sarmal zincirlerinin bıraktığı oluklarda, sarmaldaki boş alanları "dolduruyormuş" gibi yerleştirilen lifleri oluşturan 64 kDa'lık bir proteindir.

Dinlenme anında tropomiyosin, kas kasılmasına neden olan her iki proteinin etkileşimini önleyerek miyozin için aktin bağlanma bölgelerini örter veya "örter". Her ince filamentin çevresinde ve her tropomiyozinin başlangıcından itibaren yaklaşık 25-30 m, troponin adı verilen başka bir proteindir.

Troponin (Tn), troponin T, C ve I adı verilen üç küresel polipeptit alt biriminden oluşan bir protein kompleksidir. Her tropomiyosin molekülü, kendisini düzenleyen ilişkili bir troponin kompleksine sahiptir ve birlikte, başlatma ve sonlandırmayı düzenlemekten sorumludur. kas kasılması.

Kalın miyofilamentler

Kalın filamentler, 510 kDa ağırlığında ve her biri 222 kDa'lık iki ağır zincir ve dört hafif zincirden oluşan miyozin II'nin polimerleridir. Hafif zincirler iki tiptedir: 18 kDa temel hafif zincir ve 22 kDa düzenleyici hafif zincir.

Her bir miyozin II ağır zinciri, ucunda yaklaşık 90⁰ çıkıntı yapan ve biri aktin, diğeri ATP için olmak üzere iki bağlanma yerine sahip, ucunda küçük bir küresel başlı çubuk şeklindedir. Bu proteinlerin ATPaz ailesine ait olmasının nedeni budur.

Kalın bir filament, 200'den fazla miyozin II molekülünden oluşur. Bu moleküllerin her birinin küresel başı, bağlandığı aktin sarkomerin merkezine doğru kayacak şekilde iterek, kasılma sırasında bir "kürek" görevi görür.

organizasyon

Bir iskelet çizgili kas lifinde, miyofibriller sarkoplazmanın çoğunu kaplar ve hücre boyunca düzenli, uzunlamasına kümeler halinde düzenlenir.

Optik mikroskopla görülen uzunlamasına bir kesitte, Bantlar I olarak adlandırılan ışık bantları ve Bantlar A olarak adlandırılan koyu bantlar gözlenir. Bu bantlar, miyofibrillerin ve dolayısıyla onları oluşturan miyofilamentlerin sıralı düzenine karşılık gelir.

Band I'in merkezinde Line veya Z Disk adı verilen koyu ve ince bir çizgi vardır.Her Band A'nın merkezinde, Line M adı verilen daha koyu bir çizgi ile merkezi olarak bölünen, Band H olarak bilinen daha açık bir alan vardır. .

İskelet kasının fonksiyonel birimi olan sarkomer adı verilen bir yapı iki Z çizgisi arasında sınırlandırıldı. Bir sarkomer, A, H bantları ve her iki uçta bir hemi-bandı I şeklinde düzenli bir şekilde düzenlenmiş kontraktil miyofilamentlerden oluşur.

I bantları sadece ince filamentler içerir, A bandı iki ucunda ince filamentlerle iç içe geçmiş kalın filamentler içerir ve H bandı yalnızca kalın filamentler içerir.

Miyofilamentler sarkomerler içinde nasıl düzenlenir?

Hem kalın hem de ince miyofilamentler, bir iskelet iskelet kası örneğinin elektron mikroskobu altında incelenmesiyle görülebilir. Bunların sıralı, sıralı ve paralel bir düzenlemede birbirleriyle "iç içe geçtiği" veya "iç içe geçtiği" söylenir.

İnce filamentler Z disklerinden kaynaklanır ve her iki tarafta zıt yönde ve her bitişik sarkomerin merkezine doğru uzanır. Sarkomerin her iki ucundaki Z disklerinden, gevşemiş kasta aktin, her iki taraftaki H bandının başlangıcına gider.

Böylece, gevşemiş iskelet kasının kas liflerinde kalın miyofilamentler, koyu bantları veya A bantlarını oluşturan merkezi bölgeyi işgal eder; ve ince filamentler sarkomerin her iki yanına, merkezine ulaşmadan uzanır.

Kalın ve ince filamentlerin üst üste bindiği bölgede bir enine kesitte, ortadaki kalın filaman ve onu çevreleyen altı ince filamenti içeren ve altıgenin kenarlarının her birinde yer alan altıgen bir desen gözlenebilir. .

Sarkomerdeki miyofilamentlerin bu organizasyonu, miyofilamentlerle ilişkili ve yapısal fonksiyonlara sahip bir dizi proteinin fonksiyonu ile korunur; bunların arasında titin, alfa aktin, nebulin, miyomesin ve C proteini vurgulanabilir. .

Kasılma mekanizması

Asetil kolin (bir nörotransmiter), bir motor nöronun uyarılmasıyla nöromüsküler plakaya salındığında, kas lifi uyarılır ve sarkoplazmik retikulumdaki voltaj kapılı kalsiyum kanalları açılır.

Kalsiyum troponin C'ye bağlanarak tropomiyozinde konformasyonel bir değişikliğe neden olur, aktin aktif bölgelerini açığa çıkarır ve böylece kasılmayı başlatır. Kalsiyum seviyeleri düştüğünde, tropomiyosin ilk konumuna geri döner ve kasılma durur.

Aktin bağlanma alanlarının miyozine maruz bırakılması, her iki proteinin de bağlanmasına ve miyozinin aktini sarkomerin merkezine doğru iterek miyozin üzerinden kaymasına izin verir.

Kas kasılması sırasında, her sarkomerin Z çizgileri merkeze yaklaşır, M çizgisine yaklaşır, aktin ve miyozin arasındaki interdigitasyonu arttırır ve I ve H bantlarının boyutunu azaltır. Kısalmanın derecesi toplama bağlı olacaktır. kasılmış kasın sarkomerlerinin her birinin kısalması.

Referanslar

1. Berne, R. ve Levy, M. (1990). Fizyoloji. Mosby; Uluslararası Sürüm.
2. Fox, SI (2006). İnsan Fizyolojisi (9. baskı). New York, ABD: McGraw-Hill Press.
3. Gartner, L. ve Hiatt, J. (2002). Metin Atlası Histology (2. baskı). Mexico DF: McGraw-Hill Interamericana Editörler.
4. Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V. ve Weil, P. (2009). Harper's Illustrated Biochemistry (28. baskı). McGraw-Hill Medical.
5. Rawn, JD (1998). Biyokimya. Burlington, Massachusetts: Neil Patterson Publishers.
6. Ross, M. ve Pawlina, W. (2006). Histoloji. İlişkili hücre ve moleküler biyoloji ile bir Metin ve Atlas (5. baskı). Lippincott Williams ve Wilkins.
7. West, J. (1998). Tıbbi Uygulamaların Fizyolojik Temelleri (12. baskı). Mexico DF: Editoryal Médica Panamericana.