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Proteínas Musculares.

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by

Fernanda Albarrán

on 27 September 2013

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Transcript of Proteínas Musculares.

Los filamentos que se encuentran en esta proteína están anclados a los discos Z. Su componente principal es la proteína actina. Moléculas de actina individuales se unen a partir de un filamento de actina que se hace girar en una hélice. Por cada molécula de actina es un sitio de unión, donde una cabeza de miosina se puede adjuntar.

Contracción y relajación de las fibras musculares esqueléticas
El ciclo de contracción
En el inicio de la contracción, el retículo sarcoplásmico libera iones clacium(Ca 2+) en el sarcoplasma. Allí, se unen a la troponina. Troponinatropomiosina se desplaza lejos de los sitios de unión a la miosina en la actina
Las miofibrillas se construyen a partir de tres tipos de proteínas:

1. Proteínas contráctiles, que generan la fuerza durante la contracción
2. Las proteínas reguladoras, que ayudan a cambiar el proceso de contracción y fuera.
3. Proteínas estructurales, las cuales mantienen los filamentos gruesos y delgados en la alineación adecuada, dar la elasticidad miofibrillas y extensibilidad, y vincular las miofibrillas a la matriz extracelular y el sarcolema.

Proteínas Musculares
Las dos contráctiles en el músculo son; miosina y actina. Son los componentes de los filamentos gruesos y delgados, respectivamente.

La miosina es el principal componente de los filamentos y funciona como un motor de la proteína en todos los tres tipos de tejido muscular gruesas.

Estas Proteínas motoras tienen diversas estructuras celulares para lograr el movimiento mediante la conversión de la energía química en ATP, para la producción de la fuerza.
Cada molécula de miosina esta constituida por dos cadenas pesadas y dos cadenas ligeras. Cada cadena pesada consta de una cabeza globular y de una cola larga en alfa hélice, las colas en alfa hélice de dos cadenas pesadas se van enrollando una alrededor de la otra en una estructura de espiral enrollada para formar un díemero, y dos cadenas ligeras se asocian en el cuello de cada región de la cabeza para formar la molécula completa de miosina
En las reguladoras están en cantidades más pequeñas y se encuentran; proteínas tropomiosina y troponina, estas también forman parte del filamento delgado
.

En el músculo relajado, la miosina se bloquea a la unión a la actina porque hebras de tropomiosina cubren los sitios de unión a la miosina en la actina.

Las hebras tropomiosina a su vez se mantienen en su lugar por las moléculas de troponina, luego cuando se unen los iones de calcio se unen a la troponina, se produce un cambio en la forma, en este cambio la tropomisina se mueve lejos del punto de union de la miosina a la actina y posteriormente ocurre la contraccíon muscular.

Además de las proteínas contráctiles y reguladora, el músculo contiene alrededor de una docena de proteínas estructurales, que contribuyen a la alineación, estabilidad, elasticidad, extensibilidad y de las miofibrillas. Varias proteínas estructurales claves son la titina, alfa-actinina, miomisina, nebulina, y distrofina
La titina es la tercera proteína más abundante en el músculo esquelético. El nombre de esta molécula refleja su enorme tamaño.

Cada molécula de titina se extiende por medio de un sarcómero, a partir de un disco de Z a una línea de M, una distancia de 1 a 1,2 um en músculo relajado.

Cada molécula de titina conecta al disco Z del sarcómero, ayudando así a estabilizar la posición del filamento grueso. La parte de la molécula de titina que se extiende desde el disco Z es muy elástica. Debido a que puede estirar a por lo menos cuatro veces, por lo tanto la titina actua durante una gran parte en la elasticidad y la extensibilidad de las miofibrillas

La Titina ayuda a la devolución del sarcómero en reposo después de que un músculo tiene una contrataccion, puede ayudar a prevenir la sobre-extensión de sarcómeros, y mantiene la ubicación central de las bandas A.

Proteínas estructurales
Proteínas que mantienen a los filamentos gruesos y delgados de miofibrillas en la alineación adecuada, dan miofibrillas elasticidad y extensibilidad, y vincular a las miofibrillas sarcolema y la matriz extracelular.

Titina
Proteína estructural que conecta los discos Z a la línea M del sarcómero, lo que ayuda a estabilizar la posición del filamento grueso, puede estirar y el resorte de vuelta sin armas, por lo que representa la mayor parte de la elasticidad y la extensibilidad de las miofibrillas.

alfa-actinina
Proteína estructural de los discos Z que se une a moléculas de actina de los filamentos delgados y moléculas de titina.



Proteínas contráctiles
Son las que generan la fuerza durante las contracciones musculares.

Miosina
Proteína contráctil que forman filamentos gruesos; molécula de una cola y dos cabezas de miosina, que se unen a los sitios de unión a la miosina en las moléculas de actina de la contracción muscular filamento delgado.

Actina

Proteína contráctil que es el principal componente del filamento; cada molécula de actina tiene un sitio de unión a la miosina, donde la cabeza de miosina de filamentos gruesos se une durante la contracción muscular.
Proteínas reguladoras
Las proteínas que ayudan a proceso de contracción muscular interruptor de encendido y apagado.

Tropomiosina

Proteína reguladora que es un componente de filamento delgado; cuando la fibra del músculo esquelético está relajada, la tropomiosina cubre los sitios de unión a miosina en las moléculas, evitando de este modo la miosina de la unión a actina.

Troponina

Proteína reguladora que es un componente de filamento delgado; cuando los iones de calcio se unen a la troponina, que cambia de forma; este cambio conformacional mueve tropomiosina alejado de los sitios de unión a miosina en las moléculas de actina, y la contracción muscular posteriormente comienza como la miosina se une a la actina.
Miomisina
Proteína estructural que forma la línea M del sarcómero; se une a moléculas de titina y conecta filamentos gruesos adyacentes el uno al otro.

Nebulina
Proteína estructural que se envuelve alrededor de toda la longitud de cada filamento delgado, ayuda filamentos delgados de anclaje a los discos Z y regula la longitud de los filamentos delgados durante el desarrollo.

Distrofina
Proteína estructural que une filamentos delgados de sarcómero a las proteínas integrales de membrana en sarcolema, que se unen a su vez a las proteínas en el tejido conectivo rodea las fibras musculares, se cree que ayuda a reforzar sarcolema y ayudar a transmitir la tensión generada por sarcómeros a los tendones.

Niveles de organización dentro de un músculo esquelético

Músculo Esquelético
Órgano integrado por fascículos que contienen fibras musculares, vasos sanguíneos y nervios; envuelto en epimisio.

Fascículo
Manojo de fibras musculares envueltos en perimisio.

Fibra muscular
Célula cilíndrica larga cubierta por endomisio y sarcolema; contiene sarcoplasma, las miofibrillas, muchos periféricos situados núcleos, mitocondrias, túbulos transversales, retículo sarcoplásmico y cisternas terminales. La fibra tiene un aspecto estriado.

Miofibrilla
Filiformes elementos contráctiles dentro sarcoplasma de las fibras musculares que se extienden a toda la longitud de la fibra, compuestos por filamentos.

Filamentos (miofilamentos)
Proteínas contráctiles dentro de las miofibrillas que son de dos tipos; filamentos gruesos compuestos de la miosina y los filamentos delgados compuestos de actina, tropomiosina y troponina; correderas de finos filamentos últimos filamentos gruesos produce acortamiento del músculo.
OBJETIVOS

Describir los pasos involucrados en el mecanismo de deslizamiento de los filamentos de la contracción muscular.

- Describir cómo se presentan los potenciales de acción musculares en la unión neuromuscular.
Cuando el científico examinó las primeras micrografías electrónicas de músculo esquelético en los mediados de los años 1950, se sorprendieron al ver que la longitud de los filamentos gruesos y finos eran los mismos en el músculo relajado y contratado.
Se había pensado que la contracción muscular debe ser un proceso de plegado, algo así como el cierre de un acordeón. En cambio, los investigadores descubrieron que acorta los músculos esqueléticos durante la contracción debido a los filamentos gruesos y delgados se deslizan entre sí.
El modelo que describe este proceso conocido como el mecanismo de deslizamiento de los filamentos.
El mecanismo de deslizamiento de los filamentos

La contracción muscular se produce debido a cabezas de miosina se unen a y "pie" a lo largo de los filamentos delgados en ambos extremos de un sarcómero, tirando progresivamente los filamentos delgados hacia la línea M (figura 10.5).


Una vez que los sitios de unión son "libres", el ciclo de contracción-la secuencia de repetición de eventos que hace que los filamentos se deslicen comienza. El ciclo de contracción consta de cuatro pasos(figura10.6):
1-la hidrólisis de ATP. La cabeza de la miosina incluye un sitio de unión a ATP y una ATPasa, una enzima que hidroliza el ATP en ADP(difosfato de adenosina) y un grupo fosfato. Esta hidrólisis reorienta reacción y da energía a la cabeza de la miosina. Tenga en cuenta que los productos dela hidrólisis de ATP-ADP y un grupo fosfato son todavía unido a la cabeza de la miosina.

2-La unión de la miosina a la actina para formar puentes cruzados. El cabeza de la miosina lleno de energía concede al sitio de la miosina-vinculante sobre la actina y la libera el grupo fosfato de previamente hidrolizada. Cuando las cabezas de miosina se unen a la actina durante la contracción, que se conocen como puentes cruzados.

3-Carrera de fuerza. Después de la forma puentes cruzados, se produce la carrera de potencia. Durante el movimiento de la energía, el sitio en la cruz-puente donde ADP se obliga todavía se abre. Como resultado, la cruz-puente gira y libera el ADP. La cruz-puente genera la fuerza a medida que gira hacia el centro del sarcómero, deslizando el filamento delgado pasado el filamento grueso hacia la línea M.

4- Desprendimiento de la miosina de actina. Al final dela carrera de potencia, la cruz-puente de sigue siendo con firmeza adjunta a la actina hasta que se une a otra molécula de ATP. Como el ATP se une al sitio de unión a ATP en la cabeza de miosina, la cabeza de miosina se separa de la actina.

El ciclo se repite, la contracción como la miosina ATPasa hidroliza la molécula recién unida de ATP, y continúa mientras ATP está disponible y el Ca2+ nivel cerca del filamento delgado es lo suficientemente alta. Los puentes cruzados siguen girando hacia atrás y adelante con cada fuente de alimenta, tirando de los filamentos delgados hacia la línea M.

Cada uno de los 600 puentes cruzados en un filamento grueso concede y se separa alrededor de cinco veces por segundo. En cualquier instante, algunas de las cabezas de miosina se unen a la actina, formando puentes cruzados y la generación de la fuerza, y otras cabezas de miosina se separan de actina, preparándose para unirse de nuevo.

A medida que el ciclo de contracción continúa, el movimiento de puentes cruzados se aplica la fuerza que atrae a los discos Z entre sí, y se acorta el sarcómero.



Durante una contracción muscular máxima, la distancia entre dos discos Z puede disminuir a la mitad de la longitud de reposo.
Los discos Z, a su vez tiran de sarcómeros vecinos, y toda la fibra muscular se acorta.



Algunos de los componentes de un músculo son elásticos: Se extienden un poco antes de que la transferencia de la tensión generada por los filamentos deslizantes.



Los componentes elásticos incluyen moléculas de titina, tejido conectivo alrededor de las fibras musculares (endomisio, perimisio y epimisio) y los tendones que unen el músculo al hueso. Como las células de un músculo esquelético comienzan a acortar, que primero tiran de sus revestimientos de tejido conectivo y los tendones.



Los revestimientos y los tendones de estiramiento y a continuación, se tensan, y la tensión pasado a través de los tendones tira de los huesos a los que están unidos. El resultado es el movimiento de una parte del cuerpo.

Como resultado, los filamentos delgados se deslizan hacia el interior y se encuentran en el centro de un sarcómero. Incluso pueden mover hasta ahora Thet hacia adentro sus extremos se superponen (figura 10.5C).
A medida que los filamentos delgados se deslizan hacia adentro, el disco Z viene más cerca, y se acort a el sarcómero.
Sin embargo, las longitudes de los filamentos individuales gruesos y delgados no cambian. El acortamiento de los sarcómeros provoca el acortamiento de toda la fibra muscular, que a su vez conduce a un acortamiento de todo el músculo.
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