Myosin and Actin

How myosin and actin interact to produce mechanical force.

.

ما اود القيام به في هذا العرض هو محاولة فهم كيف

لعنصرا بروتين ان تتفاعلا مع بعضهما بالترابط مع

ATP حتى تنتجان حركة ميكانيكية

والسبب في انني اريد القيام بهذا --اولاً، انه يحدث

خارج خلايا العضلة، لكنه

سيكون اول عرض على كيفية عمل العضلات

ومن ثم سنتحدث عن كيفيفة تحفيز الاعصاب

للعضلات حتى تقوم بعملها

هذا كل ما سأقوم به في هذا العرض

ما قمت بفعله هنا هو انني نسخت والصقت صورتان

للبروتين من Wikipedia

هذا هو الميوسين

انه بالفعل ميوسين 2 لأنه يحتوي على

ضفيرتا بروتين الميوسين

انهما تتشابكا حول بعضهما ويمكنك ان ترى ان هذا

منظر معقد للبروتين او الانزيم، كيفما شئت

ان تقوله

وسأخبرك لما يسمى بالانزيم --لأنه

يساعد في تفاعل ATP مع ADP ومجموعات الفوسفات

ولهذا السبب يسمى ATPase

فهو يمثل فئة فرعية لانزيمات ATPase

وهذا الموجود هنا هو الاكتين

وما سنراه في هذا العرض هو كيف ان الموسين

يستخدام الـ ATP حتى يمتد

ويمكنك ان تراه ايضاً بصورة حبل اكتين وهذا ما

ينشئ طاقة ميكانيكية

دعونا نرسمه اذاً

سأرسمه على هذا الاكتين هنا

دعونا نفترض ان لدينا واحدة من رؤوس الميوسين هذه

وعندما اقول رأس الموسين، هذا واحد من

رؤوس الموسين هنا ومن ثم يرتبط، او يتشابك

ويحبك حول بعضه

هذا واحد آخر يلتف ببعضه

الآن دعونا نقول اننا نتعامل مع واحد

من رؤوس الميوسين

دعونا نفتضر انه في هذا الموقع

دعوني افحص مدى جودة الرسم لدي

دعونا نفترض انه اذا بدأت من موقع يبدو هكذا

ثم ان هذا الذيل والذي يرتبط

ببنية اخرى وسنتحدث عن هذا الامر

بتفصيل اكثر، لكن الآن هذا هو رأس الميوسين وهذا

موقع البداية، لا يفعل اي شيئ

الآن، ATP يمكنه ان يمتد ويرتبط برأس الميوسين هذا، هذا

الانزيم، هذا البروتين، وهذا انزيم ATPase

دعوني ارسم بعض من ATP

اذاً يمتد الـ ATP ويرتبط بهذا هنا

دعونا نقول ان --ولن تكون

الرابطة قوية بهذا البروتين، لكن هذا حتى

يعطيكم الفكؤة

وقريباً كما ان ATP سيرتبط بالموقع المناسب من هذا

الانزيم او البروتين، الانزيم، ينفصل عن الاكتين

دعوني اكتب هذا

اذاً اولاً، يرتبط ATP برأس الميوسين حالما

يحدث هذا، سيسبب في تحرير الميوسين للأكتين

هذه الخطوة الاولى

وقد بدأتها مع هذا الذي يلامس الاكتين

يأتي الـ ATP ومن ثم يتحرر

اذاً في الخطوة التالية --بعد تلك الخطوة، سوف يبدو

هكذا-- واريد ان ارسمه

في المكان نفسه

بعد تلك الخطوة، سوف يبدو

هكذا

سوف يتحرر

سوف يتحرر

اذاً سيبدو الآن هكذا ولدينا الـATP

يرتبط به

اعلم ان هذا معقد قليلاً عندما استمر

بالكتابة على نفس الشيئ، لكن لدينا

ATP مرتبط به

الآن الخطوة التالية --الـ ATP الهيدروليزي، الفوسفات

سيقتلع منه

هذا انزيم ATPase

هذا ما يفعله

دعوني اكتب هذا

.

وما يفعله، انه يحرر الطاقة ليرفع

بروتين الميوسين هذا الى درجة عالية من الطاقة

اذاً دعوني اقوم بالخطوة الثانية

هذا --انه يتحلل

انه يحرر الطاقة

نحن نعلم ان ATP عبارة عن انتشار طاقة

الانظمة البيولوجية. اذاً هو يحرر الطاقة

انني ارسمه بشكل شرارة او انفجار، لكن

يمكنك ان تتخيل انه يغير التأكيد --

انه ينبض هذا البروتين هنا حتى ينتقل

الى وضع يكون قادرااً فيه على الزحف على طول الميوسين

اذاً في الخطوة الثانية --+ الطاقة، الطاقة ثم هذا-- يمكن

ان تقول انه يرفع بروتين او انزيم الميوسين

الى طاقة اعلى

يمكنك ان تتخيل انه ينبض يحمل النابض

لطاقة اعلى

وتأكيد على للبروتين ليكون شكل

اذاً الخطوة الثانية --ما يحدث هو ان مجموعة الفوسفات --

لا زالا مرتبطان، لكنه منفصل عن

بقية الـ ATP

اذاً يصبح ADP وتلك الطاقة تغير

التثبيت اذاً هذا البروتين الآن ينتقل الى

موقع يبدو هكذا

هنا ننتهي من الخطوة الثانية

دعوني اتأكد من انها صحيحة

في نهاية الخطوة الثانية، سوف يبدو

هكذا

هكذا

في نهاية الخطوة الثانية، سيبدو البروتين

هكذا

انه في موقعه الاعلى

ويمتلك بعض الطاقة الآن

وينتهي في هذا الموقع

ولا زال لدينا الـ ADP

لا زال لدينا --هذا هو الادينوزين ودعونا نفترض

ان لدينا مجموعتي فوسفات على ADP و

لا زال لدينا مجموعة فوسفات واحدة هناك

الآن، عندما تحرر مجموعة الفوسفات --دعوني اكتب

هذا وهو الخطوة الثالثة

وتذكر، انه عندما بدأنا، قد كنا هنا

في الخطوة الاولى كان الـ ATP يربط --في الواقع، انه لا

يربط، في نهاية الخطوة الاولى، وهذا يسبب في

تحرير بروتين الميوسين

ثم بعد الخطوة الاولى، سنقوم بالخطوة الثانية

سيحول الـ ATP الى فوسفات الـ ADP

انه يحرر الطاقة ويسمح لبروتين الميوسين

ان يرتفع الى الى هذه الدرجة من الطاقة العالية وكنوع من

الربط، يمكنك ان تفكر بها، الى الدرجة التالية

من خيط الاكتين

الآن نخن في درجة عالية من الطاقة

الخطوة الثالثة

في الخطوة الثالثة، يتحرر الفوسفات

.

يتحرر الفوسفات من الميوسين في الخطوة الثالثة

تلك هي الخطوة الثالثة

حيث ان مجموعة الفوسفات تتحرر

وما تفعله، هو ان تحرر الطاقة من

الدرجة العليا وتسبب في دفع بروتين الميوسين

على الاكتين

هذا ما يسمى بضربة الطاقة، اذا قمت بتخيلها كمحرك

هذا ما يسبب الحركة الميكانيكية

اذاً عندما تتحرر مجموعة الفوسفات بالفعل --وتذكر

ان التحرر الاصلي يكون عندما تأخذ

ATP الى ADP في الفوسفات

وتضعها في هذا الموقع من النابض

عندما يقوم الفوسفات بتحريرها، هذا يحرر النابض

هذا يحرر النابض

وما يسببه هو انه يقوم بدفع خيط الاكتين

يقوم بدفع خيط الاكتين

يمكنك ان تعتبر هذا على انه ضربة طاقة

نحن نقوم بانشاء طاقة ميكانيكية

اعتمادأ على اي واحد تريد اعتباره مشبوكاً --اذا

اعتبرت الاكتين مشبوكاً، ولا يهم بماذا يرتبط الاكتين

فسوف يتحرك لليسار

اذا تخيلت ان الميوسين متشبكاً، فالاكتين و

اي شيئ يرتبط به سيتحرك الى اليمين

في كلتا الحالتين

لكن هنا

نحصل على اداء العضلة

ثم الخطوة الرابعة --لدينا الـ ADP المحرر

ADP المحرر

ثم اين ما كنا قبل القيام بالخطوة

الاولى، باستثحدة اضناء درجة واحدة اضافية على يسار

جزيئ الاكتين

بالنسبة لي فإن هذا مذهل جداً

نحن بالفعل نرى ان كيف يمكن لطاقة الـ ATP ان تستخدم --نحن

ننتقل من طاقة كيميائية طاقة رابطة في ATP الى

طاقة ميكانيكية

طاقة ميكانيكية

بانسبة لي، هذا مذهل لأنه عندما تعلمت اول مرة عن

ATP --الناس يقولون، استخدم ATP لعمل اي شيئ في الخلايا

والعضلات المنكمشة

حسناً، كيف تنتقل من رابط طاقة الى

الاشياء المنكمشة، حتى تقوم بما تراه في

حياتنا اليومية والذي يعتبر طاقة ميكانيكية؟

وهذا ما يحدث هنا

هذه هي القضية الاساسية هنا

وعليك ان تقول، حسناً، كيف ان هذا يغير

الشكل وكل هذه الامور؟

وعليك ان تتذكر، ان هذه البروتينات، اعتماداً على

ما ترتبط به وما هو مرتبط

بها، فأنها تغير الشكل

وبعض من تلك الاشكال تكتسب طاقة اكثر، و

اذا قمت بالاشياء الصحيحة، ستتمكن الطاقة من

التحرر ودفع بروتين آخر

لكني اجد هذا فاتناً

والآن من خلال تفاعل الاكيتن والميوسين

يمكن ان نفهم كيفية عمل العضلات