¿Cómo interactúan las proteínas actina y miosina para hacer que un músculo se contraiga?
1. Estructura de actina y miosina:
Los filamentos de actina son estructuras proteicas delgadas, similares a hilos, presentes en grandes cantidades dentro de las células musculares. Las moléculas de miosina, por otro lado, son proteínas gruesas y alargadas con cabezas globulares. Cada molécula de miosina tiene dos cabezas que pueden unirse a los filamentos de actina.
2. Formación de Puentes Cruzados:
Durante la contracción muscular, las cabezas de miosina se extienden y se unen a sitios específicos de los filamentos de actina, formando puentes cruzados. Estos puentes cruzados son esenciales para generar la fuerza necesaria para la contracción muscular.
3. Hidrólisis de ATP:
Las cabezas de miosina contienen sitios de unión para el trifosfato de adenosina (ATP), la moneda energética de las células. Cuando el ATP se une a la miosina, sufre hidrólisis y se descompone en difosfato de adenosina (ADP) y fosfato inorgánico (Pi). Esta reacción de hidrólisis libera energía que impulsa los cambios conformacionales en la cabeza de miosina.
4. Golpe de potencia:
La energía liberada por la hidrólisis del ATP provoca un cambio conformacional en la cabeza de miosina, conocido como golpe de potencia. Este golpe de potencia tira de los filamentos de actina hacia el centro del sarcómero, la unidad básica de contracción muscular. Como resultado, los finos filamentos de actina se deslizan más allá de los gruesos filamentos de miosina, lo que hace que la fibra muscular se acorte y genere fuerza.
5. Regulación del calcio:
La interacción entre actina y miosina está regulada por iones calcio (Ca2+). Cuando una fibra muscular recibe una señal del sistema nervioso, desencadena la liberación de Ca2+ desde el retículo sarcoplásmico, el depósito interno de calcio de la célula. El Ca2+ se une a una proteína llamada troponina, que está asociada con los filamentos de actina.
6. Tropomiosina y troponina:
En ausencia de Ca2+, otra proteína llamada tropomiosina bloquea los sitios de unión de los filamentos de actina, impidiendo la formación de puentes cruzados. Sin embargo, cuando el Ca2+ se une a la troponina, provoca un cambio conformacional que aleja la tropomiosina de los sitios de unión, lo que permite que las cabezas de miosina se unan a la actina e inicien la contracción.
La interacción coordinada de actina y miosina, regulada por ATP y iones de calcio, permite que las fibras musculares se contraigan y relajen, lo que da como resultado movimiento y diversas funciones fisiológicas del cuerpo.