Myosin and Actin

Čo chcem týmto videom docieliť, je snažiť sa pochopiť,

ako môžu dva proteíny navzájom správať pri spojení s ATP,

aby vytvorili mechanický pohyb.

A dôvod, prečo to chcem pochopiť je, že -- i keď sa to deje

aj mimo svalové bunky -- toto bude

prvé video na tému ako svaly naozaj fungujú.

Potom sa budeme rozprávať o tom ako nevy stimulujú

svaly, aby fungovali.

Takže sa to všetko vystavia z tohto videa.

Takže, čo som tu spravil, je že som nakopíroval dva obrázky

proteínov z Wikipédie.

Toto je myozín.

Je to vlastne myozín č.2, pretože máte dve vlákna

tohto proteínu, myozínu.

Sú prepletené okolo seba, takže môžete vidieť,

že je to veľmi ucelene vyzerajúci proteín, alebo enzým,

akokoľvek to chcete nazvať.

Poviem vám, prečo je to nazvané enzýmom -- pretože

pomáha ATP reagovať do formy ADP a fosfátovej skupiny.

Preto sa to nazýva ATP-áza.

Je to podtrieda ATP-ázových enzýmov.

Toto je aktín.

V tomto videu uvidíme, ako myozín

v podstate využíva ATP aby sa priplazil.

Môžete si to predstaviť, ako aktínové lano. A práve to

vytvorí mechanickú energiu.

Nakreslím to.

Vlastne to nakreslím na tento aktín.

Tak, povedzme, že máme jednu z týchto myozínových hlavíc.

Takže ak poviem myozínová hlava, toto je je jedna z myozínových

hlavíc, presne tu a je spojená, preplietaná,

zapletená dookola.

Toto je tá druhá a je stočená sem na túto stranu.

Teraz, povedzme, že sa bavíme iba o jednej

z týchto myozínových hlavíc.

Povedzme, že je v tejto pozícii.

Pozrime sa, ako dobre to viem nakresliť.

Povedzme, že začína v takejto pozícii

a toto je ako keby chvostová časť, ktorá sa pripája

na nejaké iné štruktúry, o ktorých budeme potom hovoriť detailnejšie,

ale toto je moja myozínová hlavica, tuto,

a je v začiatočnej pozícii, v kľuďe.

Teraz, ATP môže prísť a naviazať sa na túto myozínovú hlavicu,

tento proteín, tento ATP-ázový enzým.

Takže, nakreslím ATP.

ATP príde a pripojí sa k tomuto chlapíkovi tuto.

Povedzme, že -- ale nebude to tak veľké

relatívne k proteínu, toto slúži iba

na demonštráciu.--

Takže, hneď ako sa ATP naviaže na jemu adekvátnu stranu

na tomto enzýme, alebo proteíne, enzým sa odpojí od aktínu.

Teraz to spíšem.

Poprvé: ATP sa naviaže na myozínovú halvicu, a hneď ako sa to stane,

myozín opustí aktín.

Takže toto je krok číslo jeden.

Začnem s týmto chlapíkom, ktorý sa dotýka aktínu,

ATP príde a pustia sa od seba.

V ďalšom kroku -- po tomto kroku, to bude vyzerať nejako takto --

A chcem to nakresliť

na rovnakom mieste.

Po ďalšom kroku, to bude vyzerať

nejak takto.

Už budú od seba.

-- vytieňujem to bielou---

Takže, teraz to vyzerá nejak takto, a ATP

je k tomu stále pripojená.

Viem, že to môže byť trocha komplikované, keď

píšem dookola tú istú vec, ale

ATP máte vždy pripojené.

Teraz, ďalší krok -- ATP hydrolyzuje,

fosfát bude odtiahnutý.

Toto je ATP-ázový énzým.

To je to, čo robí.

Napíšem to.

Krok číslo dva -- zídem trocha nižšie-- Krok č.2: z ATP vznikne ADP + fosfátová skupina.

A to uvoľní energiu, ktorá posunie

tento myozínový proteín do, ako keby, vysoko energetického stavu.

Takže, urobím krok číslo dva.

Táto vec, bude hydrolyzovaná.

Uvoľní energiu.

Vieme, že ATP je energetickým platidlom biologických systémov.

Takže uvoľňuje energiu.

Kreslím to, ako malú iskru, alebo explóziu,

ale vy si to môžete predstaviť ako to mení konformáciu --

jednoducho to privedie tento proteín do stavu,

aby bol pripravený liezť po myozíne.

Takže v kroku č. 2 -- plus energia, energia a potom toto --

môžete povedať, že to posunie myozínový proteín,

alebo enzým do stavu vysokej energie.

Môžete si to rpedstaviť ako naťahovanie pružiny, natáčanie pružiny.

Do stavu vysokej energie. - konformácie-

A konformácia pre proteíny, znamená tvar.

Takže krork č. 2, čo sa stane je, že fosfátová skupina

sa odtrhne od zvyšku ATP.

Z toho vznikne ADP a tá energia zmení

konformáciu proteínu, ktorý teraz bude v pozícii,

ktorá vyzerá takto.

Tu končíme v kroku č. 2.

Len si to skontrolujem.

Takže, na konci kroku č. 2, to môže vyzerať

nejak takto.

Nejak takto -- snažím sa ---

Na konci kroku č. 2, proteín vyzerá

nejak takto.

Toto je jeho posunutá pozícia.

Práve teraz má veľa energie.

Je ustálený v tejto pozícii.

Vždy máte svoju ADP.

Vždy máte -- to je váš adenozín a povedzme,

dve fosfátové skupiny na ADP a

jednu fosfátovú skupiny tuto.

Teraz, keď táto fosfátová skupiny uvoľní -- napášem to

ako krok číslo 3.

Pamätajte, keď sme začali, sedeli sme tu.

ATP sa pripojí v 1. kroku -- vlastne, ATP sa

jednoznačne pripojí na konci 1. kroku, čo spôsobí aby sa

myozín uvoľnil.

Potom po kroku č. 1, prirodzene, máme krok č. 2.

ATP hydrolyzuje na ADP fosfát.

To uvoľní energiu a to umožní myozínu, aby

sa posunul do stavu vysokej energie a

prichytil, - ako keby do ďalšej priečky

nášho aktínového filamentu - .

Teraz, sme v stave vysokej energie.

Napíšem to.

V kroku číslo 3, fosfát sa uvoľní.

Fosfát je uvoľnený z myozínu v 3. kroku.

Toto je krok č. 3, tuto.

Toto je uvoľňovaná fosfátová skupina.

A čo to robí je, že to uvoľní energiu

z tejto posunutej pozície a to zapríčiní posunutie

aktínu myozínovým proteínom.

Toto je sila zdvihu, ak si predstavujete motor.

Toto spôsobuje mechanický pohyb.

Takže, keď je fosfátová skupina naozaj uvoľnená --

pamätajte, že pôvodné uvoľnenie je vtedy,

keĎ zoberiete ATP a urobíte ADP a fosfát.

Toto dalo proteín do pozície natiahnutej pružiny.

Keď to fosfát uvoľní, uvoľní zároveň aj pružinu.

A to tlačí na aktínové filamenty.

Takže, môžete si to predstaviť ako silu zdvihu.

V podstate tvoríme mechaniskú energiu.

Takže závisiac od toho, ktorý chcete vidieť ako opravený --

ak vidíte aktín ako opravený, myozín

by sa posunul doľava.

Ak vidíte myozín ako opravený,

aktín by sa posunul doprava.

Ide to oboma cestami.