Karakteristik mendasar dari otot adalah kemampuan sel-sel mereka untuk berubah dalam ukuran. Miosit atau serat otot, sebagaimana sel-sel yang membentuk otot disebut, memiliki sitoskeleton yang sangat khusus dan terorganisir yang dengan mengeluarkan sejumlah besar energi memungkinkan geser beberapa rantai protein di atas yang lain, menyebabkan pemendekan atau pemanjangan sel. Anda dapat membaca lebih lanjut di artikel masing-masing yang kami terbitkan tentang miosit , otot rangka , dan otot polos . Sitoskeleton miosit terdiri dari aktin dan miosin , yang juga dapat Anda baca lebih lanjut di artikel mereka.
Sarkomer adalah unit terkecil dari protein yang memungkinkan miosit berkontraksi. Kami telah membicarakannya secara ekstensif dalam artikelnya sendiri di sini . Dengan cepat, miosin membentuk filamen yang juga disebut filamen tebal, dan aktin membentuk filamen linier lain yang disebut halus. Beberapa filamen aktin paralel bergabung di ujungnya di disk Z. Sebuah sarkomer terbentuk sebagai berikut: disk Z, filamen aktin yang melekat padanya, filamen miosin yang berinteraksi dengan filamen aktin di kedua ujungnya, area lain dari filamen aktin, dan disk Z tempat mereka terpasang – konfigurasi yang sama diulang di sisi lain setiap disk Z. Mari kita lihat sekarang bagaimana ia berkontraksi dan berelaksasi.
Foto beberapa sarkomer sel otot
Dalam keadaan santai, serat mengambil ukuran maksimumnya. Serat aktin dan miosin hampir tidak berinteraksi dan terpisah. Agar kontraksi terjadi, harus ada stimulus berupa stimulus listrik, perubahan konsentrasi Ca2+ di dalam dan di luar RE sel otot. Ketika kalsium dilepaskan ke dalam sitoplasma dan masuk dari luar sel, kalsium akan berikatan dengan troponin, suatu protein yang melapisi aktin dalam keadaan rileks. Ikatan troponin-Kalsium memungkinkan pelepasan tropomiosin, meninggalkan tempat interaksi aktin-miosin bebas. Dalam keadaan ini kepala globular miosin akan berikatan dengan aktin.
Filamen miosin terdiri dari banyak molekul miosin yang memiliki kepala mengarah ke sisi filamen. Kepala miosin mampu mengikat ATP. Berkat kapasitas ATPase mereka, mereka menghidrolisis ATP menjadi ADP dan dengan energi yang dihasilkan bentuk protein yang “meregangkan” kepala dimodifikasi. Dengan cara ini, miosin mengikat aktin di luar tempat ia berada dalam keadaan rileks. Pada saat ini miosin yang terikat aktin melepaskan ADP dan berputar, struktur pulih dengan kepala tidak teregang. Dengan cara ini, serat miosin meluncur di atas serat aktin dan mendekati cakram Z, menghasilkan kontraksi. Ikatan antara aktin dan miosin sangat kuat secara energik. Jika sinyal kalsium bertahan, miosin mampu mengikat molekul ATP lain. Pengikatan ATP mendorong pemisahan antara aktin dan miosin. Jika ada ion untuk ATPase, mereka akan menghidrolisis ATP dan kepala miosin akan bergerak kembali ke serat aktin. Jika tidak ada sinyal Ca2 +, serat aktin akan tergelincir, mendapatkan kembali jarak antara cakram Z. Relaksasi otot.