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과학

근육 원섬유 마디

근육 원섬유 마디과학
영어
sarcomere
경계
이웃한 두 Z선
주요 필라멘트
액틴·마이오신
수축 기전
필라멘트의 미끄러짐
근육 원섬유 마디는 가로무늬근의 두 Z선 사이에 있는 수축 단위다. 액틴과 마이오신 필라멘트가 서로 미끄러지면서 마디의 길이가 변하며, 개별 필라멘트의 길이는 유지된다.

구조

근육 원섬유 마디는 가로무늬근의 근육 원섬유를 구성하는 반복 단위로, 이웃한 두 Z선 사이에 해당한다. 가는 액틴 필라멘트는 Z선에 고정되어 중앙 쪽으로 뻗고, 굵은 마이오신 필라멘트는 마디 중앙에 배열된다. A대는 굵은 필라멘트의 길이에 해당하며, H대는 그 중앙에서 가는 필라멘트와 겹치지 않는 구역이다. I대에는 가는 필라멘트만 존재한다.

수축과 에너지

미끄럼 필라멘트 모형에서 수축은 개별 필라멘트가 짧아지는 현상이 아니라 두 종류의 필라멘트가 상대적으로 이동하는 현상이다. 마디가 짧아질 때 Z선 사이 거리는 줄고, 일반적인 겹침 범위에서는 H대와 I대가 좁아지며 A대의 길이는 유지된다. 마이오신 머리의 액틴 결합과 분리, 재배열이 반복되는 과정에는 ATP가 필요하다.

길이 관계

좌우 대칭이고 중앙에 H대가 남는 단순 모형에서 굵은 필라멘트의 길이를 M, 한쪽 겹침 구간의 길이를 o, H대의 길이를 H라고 두면 M = 2o + H이다. 두 시점 사이에서 M이 일정하면 H의 감소량은 한쪽 겹침 구간 증가량의 두 배다. 액틴 필라멘트가 양쪽에서 같은 거리만큼 안쪽으로 이동할 때 마디 전체 길이의 감소량 역시 그 이동 거리의 두 배가 된다. 이 관계는 필라멘트 배치와 대칭 조건을 정한 모형에 적용하며, 겹침 구간 하나와 양쪽 구간의 합을 구별한다.

참고 자료