- Struktur dan bagian
- Myofibrils
- Miosin dan aktin
- Myofilaments
- fitur
- Keterlibatan miosin
- Persatuan myosin dan actiba
- Histologi
- Pita A
- Zona H.
- Band I
- Cakram Z.
- Garis M
- Referensi
Sebuah sarkomer adalah unit fungsional dasar otot rangka, yaitu, tulang dan otot jantung. Otot rangka adalah jenis otot yang digunakan dalam gerakan sukarela, dan otot jantung adalah otot yang menjadi bagian dari jantung.
Mengatakan bahwa sarkomer adalah unit fungsional berarti semua komponen yang diperlukan untuk kontraksi terkandung dalam setiap sarkomer. Faktanya, otot rangka terdiri dari jutaan sarkomer kecil yang secara individual memendek dengan setiap kontraksi otot.
Mikrograf dari sarkomer (atas) dan representasi (bawah)
Di sinilah letak tujuan utama dari sarkomer. Sarkomer mampu memulai gerakan besar dengan berkontraksi secara serempak. Strukturnya yang unik memungkinkan unit-unit kecil ini mengoordinasikan kontraksi otot.
Faktanya, sifat kontraktil otot adalah ciri khas hewan, karena pergerakan hewan sangat halus dan kompleks. Penggerak membutuhkan perubahan pada panjang otot saat melenturkan, yang membutuhkan struktur molekul yang memungkinkan otot memendek.
Struktur dan bagian
Jika jaringan otot rangka diperiksa dengan cermat, tampilan bergaris-garis yang disebut lurik diamati. "Garis-garis" ini mewakili pola pita yang bergantian, terang dan gelap, sesuai dengan filamen protein yang berbeda. Artinya, garis-garis ini terdiri dari serat protein yang saling terkait yang membentuk setiap sarkomer.
Myofibrils
Serat otot terdiri dari ratusan hingga ribuan organel kontraktil yang disebut miofibril; Miofibril ini disusun secara paralel untuk membentuk jaringan otot. Namun, myofibril sendiri pada dasarnya adalah polimer, yaitu unit sarkomer berulang.
Myofibril panjang, struktur berserat dan terbuat dari dua jenis filamen protein yang ditumpuk di atas satu sama lain.
Miosin dan aktin
Miosin adalah serat tebal dengan kepala bulat, dan aktin adalah filamen tipis yang berinteraksi dengan miosin selama proses kontraksi otot.
Sebuah miofibril mengandung sekitar 10.000 sarkomer, yang masing-masing berukuran sekitar 3 mikron. Meskipun setiap sarkomer berukuran kecil, beberapa sarkomer yang teragregasi membentang sepanjang serat otot.
Myofilaments
Setiap sarkomer terdiri dari kumpulan protein tebal dan tipis yang disebutkan di atas, yang bersama-sama disebut miofilamen.
Dengan memperbesar sebagian miofilamen, molekul yang menyusunnya dapat diidentifikasi. Filamen tebal terbuat dari miosin, sedangkan filamen halus terbuat dari aktin.
Aktin dan miosin adalah protein kontraktil yang menyebabkan pemendekan otot saat berinteraksi satu sama lain. Selain itu, filamen tipis mengandung protein lain dengan fungsi pengaturan yang disebut troponin dan tropomiosin, yang mengatur interaksi antara protein kontraktil.
fitur
Fungsi utama sarkomer adalah memungkinkan sel otot berkontraksi. Untuk melakukan ini, sarkomer harus memendek sebagai respons terhadap impuls saraf.
Filamen tebal dan tipis tidak memendek, tetapi bergeser satu sama lain, menyebabkan sarkomer memendek sementara panjang filamen tetap sama. Proses ini dikenal sebagai model filamen geser kontraksi otot.
Gesernya filamen menghasilkan ketegangan otot, yang tidak diragukan lagi merupakan kontribusi utama dari sarkomer. Tindakan ini memberi otot kekuatan fisik mereka.
Sebuah analogi singkat untuk ini adalah cara tangga yang panjang dapat diperpanjang atau dilipat tergantung pada kebutuhan kita, tanpa memperpendek bagian logamnya secara fisik.
Keterlibatan miosin
Untungnya, penelitian terbaru menawarkan ide bagus tentang cara kerja slip ini. Teori filamen geser telah dimodifikasi untuk memasukkan bagaimana miosin dapat menarik aktin untuk mempersingkat panjang sarkomer.
Dalam teori ini, kepala bola miosin terletak dekat aktin di daerah yang disebut wilayah S1. Wilayah ini kaya akan segmen berengsel yang dapat menekuk dan dengan demikian memfasilitasi kontraksi.
Pembengkokan S1 mungkin menjadi kunci untuk memahami bagaimana miosin dapat "berjalan" di sepanjang filamen aktin. Hal ini dicapai dengan bersepeda fragmen myosin S1, kontraksi, dan pelepasan akhirnya.
Persatuan myosin dan actiba
Ketika miosin dan aktin bergabung bersama, mereka membentuk ekstensi yang disebut "jembatan silang". Jembatan silang ini dapat terbentuk dan dipatahkan dengan ada (atau tidak adanya) ATP, yang merupakan molekul energik yang memungkinkan terjadinya kontraksi.
Ketika ATP berikatan dengan filamen aktin, ia memindahkannya ke posisi yang memperlihatkan situs pengikatan miosinnya. Hal ini memungkinkan kepala bola myosin untuk mengikat ke situs ini untuk membentuk jembatan penyeberangan.
Penyatuan ini menyebabkan gugus fosfat ATP terdisosiasi, dan dengan demikian miosin memulai fungsinya. Miosin kemudian memasuki keadaan energi yang lebih rendah di mana sarkomer dapat memendek.
Untuk memutus jembatan silang dan memungkinkan miosin mengikat aktin lagi pada siklus berikutnya, diperlukan pengikatan molekul ATP lain ke miosin. Artinya, molekul ATP diperlukan untuk kontraksi dan relaksasi.
Histologi
Bagian histologis otot menunjukkan ciri anatomi sarkomer. Filamen tebal, terdiri dari miosin, terlihat dan direpresentasikan sebagai pita A. dari sarkomer.
Filamen tipis, yang terdiri dari aktin, mengikat protein dalam cakram Z (atau garis Z) yang disebut alfa-aktinin, dan ada di sepanjang pita I dan bagian pita A.
Daerah di mana filamen tebal dan tipis tumpang tindih memiliki tampilan yang padat, karena hanya ada sedikit ruang di antara filamen. Area di mana filamen tipis dan tebal tumpang tindih sangat penting untuk kontraksi otot, karena ini adalah tempat pergerakan filamen dimulai.
Filamen tipis tidak sepenuhnya memanjang ke pita A, meninggalkan daerah tengah pita A yang hanya berisi filamen tebal. Daerah pusat pita A ini tampak sedikit lebih terang daripada pita A lainnya, dan disebut zona H.
Pusat zona H memiliki garis vertikal yang disebut garis M, di mana protein aksesori mengikat filamen tebal.
Komponen utama histologi sarkomer dirangkum di bawah ini:
Pita A
Zona filamen tebal, tersusun dari protein miosin.
Zona H.
Zona A-band tengah, tanpa protein aktin yang tumpang tindih saat otot relaks.
Band I
Zona filamen tipis, tersusun atas protein aktin (tanpa miosin).
Cakram Z.
Mereka adalah batas antara sarkomer yang berdekatan, terdiri dari protein pengikat aktin yang tegak lurus dengan sarkomer.
Garis M
Zona pusat yang dibentuk oleh protein aksesori. Mereka terletak di tengah filamen miosin tebal, tegak lurus dengan sarkomer.
Seperti disebutkan sebelumnya, kontraksi terjadi ketika filamen tebal meluncur di sepanjang filamen tipis secara berurutan untuk memperpendek miofibril. Namun, perbedaan penting yang perlu diingat adalah bahwa miofilamen itu sendiri tidak berkontraksi; itu adalah tindakan geser yang memberi mereka kekuatan untuk memperpendek atau memperpanjang.
Referensi
- Clarke, M. (2004). Filamen geser pada 50. Nature, 429 (6988), 145.
- Hale, T. (2004) Latihan Fisiologi: Pendekatan Tematik (1st ed.). Wiley
- Rhoades, R. & Bell, D. (2013). Fisiologi Medis: Principles for Clinical Medicine (edisi ke-4th). Lippincott Williams & Wilkins.
- Spudich, JA (2001). Model jembatan penyeberangan berayun myosin. Ulasan Alam Biologi Sel Molekuler, 2 (5), 387-392.
- Thibodeau, P. (2013). Anatomi dan Fisiologi (8 th ). Mosby, Inc.
- Tortora, G. & Derrickson, B. (2012). Principles of Anatomy and Physiology (edisi ke-13). John Wiley & Sons Inc.