ما هي آلية الحركة البيولوجية في الخلية؟
تظهر الحركة البيولوجية بشكل رئيسي في الحيوانات لأنها مزودة بكميات كبيرة من المعدات المتخصصة لهذا الغرض على شكل فئتين من الأنسجة العضلية الناعمة والمخططة تتميز بالعمارة الداخلية للخلايا المكونة لها وخصائصها المختلفة، حيث كلا النوعين من العضلات مليئان بالخيوط الدقيقة من الأكتين والميوسين الثاني بترتيب أكثر تنظيماً من الخلايا الأخرى، تحدث ثنائيات الميوسين هنا مرتبطة بذيولها في اتجاهات متوازية ومضادة للتوازي، وبالتالي تشكل حزم ثنائية القطب تظهر كخيوط سميكة.
ينتج عن التجميع المتدرج لثنائيات الميوسين في خيوط سميكة توزيع متماثل لرؤوس المحرك على طول الثلثين الخارجيين من طول الشعيرة، ونظرًا لأن هذه الرؤوس تبرز بشكل شعاعي في اتجاهات مختلفة حول الفتيل السميك، فإن كل من هذه القضبان قادرة على الاتصال على مستويات متعددة مع العديد من خيوط الأكتين الدقيقة المجاورة في وقت واحد.
سيحدث التفاعل المولِّد للقوة فقط عندما تلتصق رؤوس الميوسين بخيوط أكتين الدقيقة الموجهة بشكل صحيح بحيث تسمح أقطابها الخاصة بالتوصيل الوظيفي، وعندما يحدث هذا يسحب العديد من رؤوس الميوسين بشكل متماسك على خيوط دقيقة متوازية لذلك تنزلق الأخيرة فوق الخيوط السميكة.
نظرًا لأن هذه حزم ثنائية القطب يمكن لكل منها التفاعل في نفس الوقت مع الألياف الدقيقة الموجهة بشكل معاكس، وهكذا عند التنشيط تتحرك الخيوط الدقيقة في اتجاهين متعاكسين، أي باتجاه الجزء الأوسط من الشعيرة السميكة والنتيجة النهائية هي تناقص طول التجميع بأكمله.
كذلك نظرًا لأن الألياف الدقيقة للأكتين تسحب معها أي أغشية مرتبطة أو هياكل أخرى، فإن التنشيط الجماعي لهذه الآلية ينتج تقلصًا لخلية عضلية كاملة، ويزيد الترتيب العام بشكل كبير من كفاءة النظام الذي تم تطويره بشكل واضح لتحسين القوة الانكماشية ويتم استغلال مزاياه في نسختين مختلفتين.
إن العضلات الملساء الموجودة بشكل رئيسي في جدران الشرايين وأعضاء البطن للفقاريات تأخذ اسمها من حقيقة أنها تفتقر إلى الخطوط العرضية الدورية المميزة للألياف العضلية المخططة، مثل تلك الموجودة في القلب والعضلات الهيكلية، يفسر ذلك التوزيع الداخلي الفضفاض لمكونات الهيكل الخلوي في خلايا العضلات الملساء.
هذه ألياف مغزلية تشبه الخلايا الأخرى من حيث أنها تحتوي على حزم من خيوط أكتين دقيقة مثبتة بنهاياتها في بروتينات متكاملة من غشاء البلازما، وعادة ما تكون في بقع منفصلة أو لوحات ملحقة، إذ تعتبر خلايا العضلات الملساء غريبة أيضًا في وجود حزم خيوط دقيقة من أكتين تنشأ من أجسام كثيفة موزعة داخل السيتوبلازم وعدد من خيوط سميكة متناثرة من الميوسين.
بالتالي فإن مجموعتي الخيوط التكميلية لديهما العديد من الاحتمالات للتفاعل في كل مكان تقريبًا داخل الخلايا ومن ثم، إذا تم انتفاخ العضلة أثناء الراحة فستجد رؤوس الميوسين دائمًا خيوطًا مجهرية قريبة من الأكتين للتفاعل معها على الرغم من أنها ربما تكون غير تلك التي حدثت في الانكماش السابق، كما تسمح مرونة العضلات الملساء هذه وهي خاصية غير موجودة في النوع المخطط للمثانة أو الرحم بالتقلص بقوة مماثلة بغض النظر عن مدى انتفاخهما الأولي، ونظرًا لأن خيوط الميوسين السميكة والألياف الدقيقة يتم تغيير مواضعها في كل مرة فإن هذه الميزة تأتي على حساب سرعة الاستجابة البطيئة.