הסרטון הזה ינסה להסביר
איך שני חלבונים יכולים לפעול אחד עם השני
ויחד עם ATP - כדי ליצור תנועה מיכנית.
ברצוננו להסביר זאת , 1) כי זה קורה
גם מחוץ לתא השריר, אבל גם משום
שזה הולך להיות הסרטון הראשון שיראה באמת איך שריר עובד.
ואז נראה איך העצבים באמת מעוררים
את השרירים לפעול.
הסרטון הזה יהיה הבסיס לכל הנ"ל.
מה שעשינו כאן היה להעתיק ולהדביק שתי תמונות
של חלבונים מויקיפדיה.
זהו מיוזין.
בעצם זה מיוזין 2 כי למעשה ישנם
שני גדילים של חלבון מיוזין.
הם מפותלים אחד סביב השני, אתם רואים שזה
חלבון או אנזים שנראה מאוד מורכב, ללא קשר
איך אתם רוצים לדבר עליו.
נגיד לכם מדוע הוא נקרא אנזים, זה בגלל
שהוא למעשה עוזר לATP להפוך ל ADP ולקבוצת זרחן אחת.
לכן קוראים לו ATPase.
הוא תת-קבוצה של האנזימים ATPase.
וכאן זהו האקטין.
בסרטון הזה אנו עומדים לראות איך מיוזין
משתמש בATP כדי לנוע קדימה.
אפשר כמעט לראות זאת כאילו זה חבל של אקטין
וזה מה שיוצר אנרגיה מכנית.
אז נצייר את זה.
נצייר את זה על תמונת האקטין שכאן.
נניח שיש לנו כאן אחד מה"ראשים" של המיוזין
כשאנו אומרים ראש המיוזין, אז זה כאן, הוא אחד
מראשי המיוזין, והוא מחובר אליו , ומשולב בתוכו
וארוג סביבו.
זה הראש האחר,והוא מתפתל בצורה הזו.
אז נניח שאנו עוסקים כרגע רק
באחד מראשי המיוזין.
נניח שהוא נמצא במצב הזה.
נראה כמה טוב נוכל לצייר אותו.
נגיד שהוא מתחיל במצב שנראה כמו זה
ואז ישנו מין חלק של זנב כזה שמתחבר
למבנה אחר , שעליו נדבר ביתר פרוט
אבל כאן זהו ראש המיוזין שלנו
וזוהי נקודת ההתחלה שלו והוא לא עושה כלום.
טוב, אז ATP יכול להגיע ולהתקשר אל ראש המיוזין הזה
האנזים הזה, החלבון הזה, אנזים הATPase הזה.
אז נצייר קצת ATP.
אז הATP הזה מגיע, ונקשר אל החבר הזה כאן.
נגיד שזה... הוא לא יהיה גדול
יחסית לחלבון, אבל זה רק כדי
לתת לכם מושג.
מיד כאשר הATP נקשר אל המקום המתאים על
האנזים או החלבון הזה, -- האנזים -- מתנתק מהאקטין.
אז נכתוב את זה.
1) ה-ATP נקשר לראש המיוזין ומיד כשזה קורה
זה גורם למיוזין לשחרר אקטין.
זהו השלב הראשון.
אם כן, התחלנו כאשר החבר הזה נוגע באקטין.
ואז הATP בא וזה משתחרר.
לכן בשלב הבא, זה שאחריו, זה ייראה
כמו משהו כזה -- ונצייר גם
אותו במקום הזה.
אחרי השלב הבא,
זה ייראה כמו משהו כזה ואז יש ATP
שעדיין מחובר אליו.
אז עכשיו זה נראה כמו משהו כזה ויש ATP
שעדיין מחובר אליו.
זה נראה קצת מסובך כאשר
אנו מציירים אחד על השני,
אבל יש ATP מחובר אליו.
עכשיו - השלב הבא,
הATP עובר הידרוליזה, והזרחן מורחק ממנו.
כי זה אנזים מפרק ATP.
זה מה שהוא עושה.
נכתוב את זה.
וזה גורם לכך שמשתחררת אנרגיה
שגורמת לחלבון המיוזין, לעלות למצב של אנרגיה גבוהה.
אז נכתוב _ שלב שני.
הדבר הזה עובר הידרוליזה.
אנרגיה משתחררת.
אנו כבר יודעים ש ATP הוא המטבע הביולוגי של אנרגיה.
אז הוא משחרר אנרגיה.
נצייר את זה כמו ניצוץ קטן של התפוצצות.
אבל תוכלו לדמיין איך זה משנה את הקונפירמציה של
החלבון הכאילו קפיצי הזה, כדי לעבור
למצב של נכונות ל"זחול" לאורך המיוזין.
לכן, בשלב השני,--יש תוספת של אנרגיה, אנרגיה --ואז זה בא --
אפשר לומר שזה מקפיץ את האנזים של חלבון המיוזין
לאנרגיה יותר גבוהה.
דמיינו שזה כאילו מכווץ את הקפיץ, או טוען אותו.
קונפירמציה של חלבונים - הכוונה לתצורה שלהם.
אז, בשלב 2 -- קבוצת הזרחן
היא עדיין קשורה, אבל היא מתנתקת
מיתר המולקולה של ATP.
על ידי כך היא נהפכת ל ADP, והאנרגיה משנה
את הקונפורמציה כך - שהחלבון
עכשיו עובר למצב שנראה ככה.
זהו המצב בסוף השלב השני.
נקווה שעשינו את זה טוב.
לכן, בסוף שלב 2, יתכן וזה יראה כך.
משהו כמו זה.
כך שבסוף שלב 2 , החלבון נראה
כמו משהו כזה.
זהו מצבו המכווץ.
יש בו עכשיו המון אנרגיה.
הוא כולו מפותל במצב הזה.
עדיין יש לנו כאן ADP.
עדיין יש כאן את האדנוזין (A) וגם
את קבוצת שני הזרחנים (P) על הADP
ועדיין יש קבוצת זרחן אחת הנה כאן.
טוב, אז כאשר קבוצת הזרחן הזו משתחררת -
נכתוב את זה כשלב שלוש.
זכרו, כאשר התחלנו, - לא היתה תנועה כאן.
ה-ATP התקשר בשלב 1, בעצם הוא ממש התקשר
בסוף שלב 1,וזה גרם לחלבון המיוזין
להשתחרר.
אחרי השלב הראשון, בא כמובן, השלב השני.
שבו ה ATP עובר הידרוליזה ל- ADP וזרחן.
זה משחרר אנרגיה, ומאפשר לחלבון המיוזין
להתכווץ למצב של אנרגיה גבוהה
וכאילו להתקשר, אפשר לחשוב על זה נניח כמו אל המדרגה הבאה
של פתיל האקטין.
עכשיו אנחנו במצב אנרגיה גבוהה.
בשלב 3, הזרחן משתחרר.
הזרחן משתחרר מהמיוזין בשלב 3.
הנה כאן זה שלב 3.
זוהי קבוצת זרחן שמשתחררת.
מה שיקרה כעט הוא - שזה ישחרר את האנרגיה
של המצב המכווץ -ויגרום לחלבון המיוזין
לדחוף את האקטין.
זהו המצית, אם נחשוב במושגים של מנוע.
זה גורם לתנועה מכנית.
כאשר קבוצת הזרחן ממש משתחררת
זכרו, שהשחרור הראשון היה כאשר
הפכנו ATP ל-ADP והזרחן השתחרר.
זה גרם למצב של קפיץ מכווץ.
כאשר הזרחן השתחרר - הוא משחרר את הקפיץ.
ואז זה דוחף את הפתיל של האקטין
זה כמו מכת כוח.
אנחנו ממש יוצרים אנרגיה מכנית.
עכשיו, תלוי במי אתם בוחרים לראות כקבוע.
אם האקטין הוא קבוע - אז כל חלק של המיוזין שקשור אליו
יזוז כלפי שמאל.
אם תדמיינו שהמיוזין קבוע במקומו,אז האקטין
במקום שבו הוא קשור אליו - יזוז ימינה.
כך או כך.
כך באופן עקרוני אנו
מקבלים את הפעולה של השרירים
ואז שלב 4. - ה ADP משתחרר.
זה מחזיר אותנו בדיוק למקום שבו היינו לפני שלב 1.
אלא שזזנו מדרגה אחת לכוון שמאל
על מולקולת האקטין.
זה בהחלט ממש מדהים.
אנו בעצם רואים איך אנרגית ה ATP יכולה לשמש ...
אנו עוברים מאנרגיה כימית , אנרגיה קשורה לATP
אל אנרגיה מכנית.
זה מדהים כי כאשר למדנו בפעם הראשונה
על ATP - אמרו אז שב ATP משתמשים לכל דבר בתאים
וכדי לכווץ שרירים.
טוב אז איך בעצם עוברים מאנרגית קישור
אל היכולת לכווץ דברים, למעשה לעשות את מה שאנו רואים
בעולם היום יומי שלנו של אנרגיה מכנית?
הנה כך וכאן זה קורה.
זוהי בעית הליבה של העיניין כאן.
אז וודאי תגידו, היי! איך דבר זה משנה
את הצורה ואת כל זה?
וצריך לזכור כי החלבונים האלה
לפי מה שנקשר אליהם ומה שלא נקשר אליהם
כך הם משנים את צורתם.
חלק מאותם צורות דורשות יותר אנרגיה כדי להשתמר
ולכן אם נעשים הדברים הנכונים, האנרגיה הזו יכולה להשתחרר
ואז היא יכולה לדחוף חלבון אחר.
בכל זאת זה מדהים.
ועכשיו נוכל להבין את שיתוף הפעולה בין
האקטין והמיוזין ואיך זה מפעיל את השרירים.