Tahan
selles videos seletada,
kuidas kaks proteiini koos toimida saavad, olles samal ajal sidemetes
ATP-ga, et mehhaanilist liikumist tekitada.
Esimene põhjus, miks sellest rääkida tahan, on see,
mehhaaniline liikumine toimub ka väljaspool lihaseid, kuid
siin räägime esmakordselt sellest, kuidas lihased töötavad.
Siis räägime, kuidas närvid stimuleerivad
lihaste liikumist.
Kõik algab praegusest videost.
Olen siia paar pilti vikipeediast
kopeerinud.
See on müosiin.
Tegelikult on see müosiin II, kuna selles proteiinis
on kaks osa.
Nad on ümber üksteise keerdus ja seega
näeb see väga keeruka proteiinina või ensüümina välja,
kuid siiski räägime sellest.
See on ensüüm, kuna aitab
ATP-st ADP-d ja fosfaadi gruppe moodustada.
Sellepärast kutsutakse seda ATPaasiks.
See on alamtüüp ATPaasi ensüümidest.
See siin on aktiin.
Näitame selles videos, kuidas müosiin
ATP-d kasutades põhimõtteliselt edasi roomab.
Seda võib vaadelda kui aktiini ronimisköit ning
mis toodab mehhaanilist energiat.
Joonistan selle.
Joonistan selle aktiini kohale.
Ütleme, et meil on üks müosiini peadest.
Siin on üks müosiini pea,
see on ühendatud, põimunud ning
ümber kootud.
See on teine pea ning see pöörab seda pidi.
Tegeleme vaid
ühe müosiini peaga.
Ta on sellises positsioonis.
Vaatame, kui hästi seda joonistada suudan.
See alustab sellisest positsioonist ning
siis see, omamoodi saba ühendab
teisi struktuure, millest räägime hiljem.
Praegu on siin stardipositsioonis müosiini pea,
mis ei tee midagi.
ATP ühendub müosiini peaga,
selle proteiini või ensüümi või ATPaasiga.
Joonistan natuke ATP-d.
ATP ühendub selle osaga siin.
See ei ole tegelikkuses nii suur,
kuid näitan seda teile, et
selget pilti edastada.
Kohe kui ATP ühendub,
laseb ta aktiinist lahti.
Kirjutan selle siia.
Esiteks ATP ühendub müosiini peaga. Kohe kui
see juhtub, vabastab müosiin aktiini.
See oli esimene samm.
Alustan selle osaga siin, mis puudutab aktiini.
Kohe kui ATP tuleb, lastakse see lahti.
Järgmiseks sammuks näeb see
umbes selline välja. Tahan kõik samasse
kohta joonistada.
Järgmine samm näeb
selline välja.
See on lahti ühendatud.
Teen selle valgega.
Nüüd näeb müosiini pea selline välja ning
ATP on tal endiselt küljes.
Tean, et see võib pisut keerdunud välja näha, kui
üksteise otsa joonistan, kuid valge
osa on ATP-ga.
Teine samm: ATP hüdrolüüsub ja talt tõmmatakse
fosfaat pealt ära.
See on ATPaasi ensüüm.
Ta teeb seda.
Kirjutan selle siia.
Teine samm.
See vabastab energiat, et müosiini
proteiin suure energiaga täita.
Jätkan teise sammuga.
See osa siin hüdrolüüsub.
Ta vabastab energiat.
Teame, et ATP energia on bioloogilise süsteemi energiline valuuta.
Ta vabastab energiat.
Joonistan selle kui väikse plahvatusena, kuid
seda ei saa tegelikult taolise muutusena ette kujutada.
See omamoodi vedru lükkab selle valgu valmisolekusse,
et mööda müosiini roomata.
Niisiis näeme teises sammus, et lisandub veel energia ning
võib öelda, et ta vinnastab müosiini proteiini või ensüümi
kõrgesse energilisse olekusse.
Võib ette kujutada, kuidas vedru pingestub
või lahti paiskub.
Kinnitused proteiinide vahel tähendavad ainult kuju.
Teises sammus on fosfaadirühm
endiselt kinnitunud, kuid see eraldatakse
ülejäänud ATP-st.
Allesjäänut nimetatakse ADP-ks ning energia
muudab proteiini kinnitusi. Seega läheb ta umbes
sellisesse asendisse.
Teise sammu lõppfaas on siis selline.
Üritan seda õigesti teha.
Teise sammu lõpp
näeb umbes
taoline välja.
Proteiin on nüüd selline,
nagu kujutasin.
Ta on vinnastatud positsioonis.
Temas on palju energiat.
Ta on sellisesse asendisse kokku keritud.
ADP on endiselt alles.
Endiselt on alles adenosiin, ADP-l
on veel kaks fosfaadi rühma ning ütleme,
et üks fosfaadirühm on veel siin.
Kui fosfaadirühm vabaneb--kirjutan selle siia
kolmanda sammuna.
Pidage meeles, alustasime siit.
ATP ühendus esimese sammu lõpus
ning see viib müosiini proteiini
vabanemiseni.
Pärast esimest sammu on loogiliselt teine samm.
ATP hüdrolüüsub ADP fosfaadiks.
See vabastab energiat ja lubab müosiini proteiinil
energiaga vinnastuda ning kinnituda
järgmisele aktiini
"redelipulgale".
Nüüd on ta kõrges energilises
olekus.
Kolmandas sammus vabaneb
fosfaat.
Fosfaat vabastatakse müosiinist kolmandas sammus.
Siin on kolmas samm.
See on vabastatav fosfaadirühm.
Ta vabastab omakorda vinnastatud
positsiooni energia ning paneb müosiini proteiini
aktiini liikuma.
See on nagu mootori sisselülitamine.
See põhjustabki mehhaanilist liikumist.
Kui fosfaadirühm lõpuks vabastatakse--jätke
meelde, algne vabanemine toimub
ATP ADP-ks muutmisel fosfaadist.
See vinnastas ta sellisesse positsiooni.
Kui fosfaat vabaneb, vabastab ka vinnastatud
positsiooni.
See sunnib end aktiini niiti.
Aktiini niiti.
Seda võib vaadelda kui võimsat sähvatust.
Luuakse mehhaanilist energiat.
Oleneb, kumba fikseeritult vaadata. Kui vaadata
aktiini, siis on ükskõik mille külge kinnitunud müosiin
vasakule poole liikunud.
Kui müosiini fikseeritult ette kujutada,
liigub aktiin koos kinnitustega
paremale.
Siin toimub põhiline
lihaseline tegevus.
Neljandas sammus vabaneb ADP.
ADP vabaneb.
Siis oleme taaskord jõudnud sinna, kus olime enne esimest sammu, kuid
nüüd oleme aktiini molekuli redelipulgal ühe pulga võrra
edasi liikunud.
Mulle tundub see päris hämmastavana.
Saame näha, kuidas ATP energiat kasutatakse keemilisest või sidemelisest
energiast mehhaanilise energia
tegemiseks.
Mehhaaniliseks energiaks.
See on hämmastav, kuna räägitakse,
et ATP energiat saab rakkudes kõigeks kasutada ja
saab ka lihaseid kokku tõmmata.
Kuidas on võimalik sidemelisest energiast edasi
lihaste kokku tõmbamiseni jõuda, mida
igapäevaelus mehhaaniliseks energiaks nimetame?
Siin toimub see kõik.
See on keskne teema, mis siin toimub.
Tuleb küsida, kuidas see kuju
ja kõike muud muuta suudab?
Tuleb meelde jätta, et kõik proteiinid,
mis temaga ühenduses on ja mis ei ole,
muudavad oma kuju.
Mõned neist vajavad kujumuutmiseks rohkem energiat
ning kui õigesti talitada,
saab seda energiat järgmise proteiini muutmiseks kasutada.
Leian, et see on lihtsalt paeluv.
ja nüüd võime müosiini ja aktiini koostoimest edasi liikuda
ning jõuda selleni, kuidas lihased tegelikult töötavad.