Titin: Istraktura, Pag-andar at Mga Karamdaman

Ang nababanat na protina na tito ay binubuo ng humigit-kumulang na 30,000 amino acids, ginagawa itong pinakamalaking kilalang protina ng tao. Bilang isang bahagi ng mga sarcomeres, ang pinakamaliit na yunit ng nakakaliit ng kalamnan ng kalansay at puso, ang titin ay nagbibigay ng nababanat na koneksyon sa pagitan ng mga Z-disk at myosin head sa anyo ng mga filament. Ang mga filament ng titin ay passively preloaded at bawiin ang myosin filament pagkatapos ng isang pag-ikli, na kung saan ay halos maihahambing sa pagpapaandar ng isang preloaded return spring ng isang makina.

Ano ang titin?

Ang Titin ay isang medyo malaki, nababanat na protina na may isang molekular masa ng humigit-kumulang 3.6 milyong dalton, na naglalaman ng pinakamalaking kilalang Molekong protina na molekula. Kilala rin bilang connectin, ang titin ay isang mahalagang sangkap ng striated na kalamnan ng kalamnan at puso. Kapag pinagsama, titin molecule sumali nang sama-sama upang bumuo ng nababanat na mga filament ng titin at hawakan ang myosin filament sa posisyon sa sarcomere, ang pinakamaliit na yunit ng kontraktwal ng mga kalamnan. Pagkatapos ng pag-ikli at kasunod pagpapahinga ng kalamnan, sinusuportahan nila ang muling pagposisyon ng mga filament ng myosin ng kanilang nababanat na pagpapanggap. Sa panahon ng pahinga na bahagi ng kalamnan, ang mga filament ng titin ay nagbibigay ng isang matagal na pag-igting ng kalamnan ng kalamnan. Ayon sa wastong internasyonal na mga patakaran ng "International Union of Pure and Applied Chemistry" (IUPAC), proteins ay pinangalanan ayon sa amino acids naglalaman ang mga ito, lalo ayon sa kanilang pangunahing pagkakasunud-sunod. Kapag ang patakarang ito ay inilalapat sa titin, ang resulta ay isang akronim ng halos 190,000 mga titik na tatagal ng maraming oras upang mabasa.

Anatomy at istraktura

Sa loob ng isang sarcomere, ang mga titin filament ay nagbibigay ng nababanat na link sa pagitan ng mga kontraktwal na myosin filament at ang tinaguriang Z-disk na hangganan ng bawat sarcomere sa magkabilang dulo. Ang bawat indibidwal na filament ng myosin ay konektado sa bawat dulo nito sa isang titin filament, na ang bawat isa ay naka-angkla sa Z-disk upang ang myosin filament ay gaganapin ng mga filament ng titin sa panahon ng pahinga at pati na rin sa yugto ng pag-ikli. Ang humigit-kumulang na 30,000 amino acids ay nakaayos sa isang kabuuang 320 mga domain ng protina. Ang mga domain ng protina ay binubuo ng isang pagkakasunud-sunod ng mga amino acid na maaaring kumilos nang nakapag-iisa sa natitirang molekula ng protina bilang isang independiyenteng protina o polypeptide at magsagawa ng mga pagpapaandar na pisyolohikal. Ilang daang serial na konektado sa sarcomeres ay bumubuo ng isang kalamnan o myofibril, na kung saan ay nagsasama upang makabuo ng ilang daang mga fibre ng kalamnan. Sa ilalim ng ilaw na mikroskopyo, ang mga indibidwal na mga zone ng mga sarcomeres na nakaayos nang magkatulad at ang isa sa likod ng isa pa ay nakikita bilang mga nakahalang striation. Sa bawat kaso, sa kanan at kaliwa ng mga madidilim na lumilitaw na Z-disk, makikita ang mas magaan na tinatawag na I-band, na, bilang karagdagan sa mga aktibong filament, higit sa lahat naglalaman ng nababanat na titin.

Pag-andar at mga gawain

Ang pag-andar ng kontraktwal ng isang sarcomere, ang pinakamaliit na yunit ng pagganap sa loob ng isang striated muscle cell, ay umaasa sa myosin filament na teleskopyo sa panahon ng pag-urong ng kalamnan, na sanhi ng pagpapaikli ng sarcomere. Upang matiyak na ang pagpapaikli ng myosin filament ay nakakaapekto sa buong kalamnan, nakakonekta ang mga ito sa magkabilang panig na may mga filament ng titin, na kung saan ay nakaangkla sa mga Z-disk. Nangangahulugan ito na ang mga filament ng titin ay bumubuo ng isang nababanat na koneksyon sa pagitan ng mga filament ng myosin at ng mga Z-disk. Ang mga filament ng titin ay nagbibigay ng isang uri ng pre-tension upang mapanatili ang mga filament ng myosin sa isang sentral na posisyon sa pagitan ng mga filament ng aktin na nakapalibot sa kanila, kapwa sa mga nakakarelaks at kinontratang estado. Ang pagkalastiko ng titin ay nagsisiguro na ang pag-ikli at pagpapahinga ang mga phase ng kalamnan ay hindi sumusunod sa bawat isa sa isang maalog na pamamaraan, ngunit pinabagal at maaaring mas mahusay na makontrol sa mga tuntunin ng pinong kontrol sa motor. Bukod dito, ang titin filament ay pumipigil sa pinsala sa mga fibers ng kalamnan sa panahon ng malakas at marahas kahabaan sa pamamagitan ng nababanat na "mapagbigay". Bilang karagdagan, ang mga filament ng titin ay nagdaragdag ng kabuuang distansya na maaaring paikliin ng isang kalamnan sa pangkalahatan dahil ang mga filament ng titin ay pinapaikli din sa panahon ng pag-ikli at dinagdagan ang haba ng landas ng kontraktwal ng sarcomere. Sa panahon ng pagpapahinga yugto ng kalamnan, ang pagkilos ng mga filament ng titin ay maihahambing sa nagtatrabaho prinsipyo ng isang pagbalik ng tagsibol dahil sa kanilang pangunahing pag-igting. Ang pagkalastiko ng titin sa gayon ay passively sumusuporta sa gawain ng antagonistic na kalamnan, na sa prinsipyo ay tinitiyak na ang mga sarcomeres ay "hinila" pabalik sa kanilang orihinal na haba.

Karamdaman

Ang mga sakit sa kalamnan at reklamo na maaaring maiugnay sa isang madepektong paggawa ng istruktura na titin ng protina ay hindi alam. Marahil ang pinakatanyag na karamdaman sa kalamnan kung saan gampanan din ang tito sakit ng kalamnan, na halos lahat ay nakakasalubong isa o higit pang mga beses sa panahon ng kanilang buhay. Ayon sa kamakailang mga natuklasan, sakit ng kalamnan ay sanhi ng microcracks sa Z-disks ng mga sarcomeres at pagkasira ng mga humahawak na istraktura para sa titin at iba pa proteins kasangkot Malamang, ang tipikal sakit ng kalamnan nagmula sa isang reaksyon ng mga cell ng kalamnan sa mini-pinsala. Ang mga masakit na reaksyon ng nagpapaalab ay nabuo, na kung saan ay dapat paganahin ang mabilis na pagkumpuni ng mga sarcomeres. Kaugnay sa sakit ng kalamnan, mayroon pa ring opinyon na ito ay dahil sa sobrang acidification ng kalamnan na may mula sa gatas acid, isang palagay na mula noon ay hindi napatunayan. Myasthenia gravis ay isang bihirang sakit na neuromuscular kung saan kasangkot din ang titin. Ito ay isang karamdaman ng paghahatid ng signal ng motor sa mga cell ng kalamnan. Autoantibodies harangan ang acetylcholine mga receptor ng plate ng end ng motor. Autoantibodies target ang sariling mga tisyu ng katawan o hormones. Sa karamihan ng mga pasyente na nagdurusa myasthenia gravis, antibodies laban sa protina fragment maaaring makita ang MGT30. Ito ay isang polypeptide na may isang molekular masa ng 30,000 daltons na nilalaman sa titin. Pagtuklas ng antibodies laban sa isang substructure ng titin ay kapaki-pakinabang sa kaugalian na diagnosis ng hinihinalang pagkakaroon ng autoimmune disease myasthenia gravis.