Language
Country/Area
No result found
ميلاد نظرية الشريط المنزلق: كيف تم اقتراحها بشكل مستقل من قبل مجموعتين من العلماء؟
نظرية الشريط المنزلق هي نظرية مهمة تشرح آلية انقباض العضلات، والتي تعتمد على انزلاق البروتينات العضلية ضد بعضها البعض لإنتاج الحركة. وفقًا لهذه النظرية، ينزلق الميوسين (الخيوط السميكة) في الألياف العضلية فوق الأكتين (الخيوط الرقيقة) أثناء تقلص العضلات، بينما تظل أطوال مجموعتي الأشرطة دون تغيير نسبيًا. تم اقتراح هذه النظرية بشكل مستقل في عام 1954 من قبل فريقين بحثيين، يتألفان من أندرو هكسلي ورولف نيدرجلك من جامعة كامبريدج، وهيو هكسلي وجين نيدرجلك من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.
تم تصور هذه النظرية في الأصل من قبل هيو هكسلي في عام 1953 واقترحها أندرو هكسلي ونيدرجلك على أنها "فرضية جذابة للغاية".
قبل خمسينيات القرن العشرين، كانت هناك نظريات متعددة متنافسة لتفسير تقلص العضلات، بما في ذلك الجذب الكهربائي، وطي البروتين، وتعديل البروتين. تقترح النظرية الجديدة مفهومًا يسمى الجسور المتقاطعة (يُطلق عليها تقليديًا الجسور المتقاطعة المتأرجحة ويُطلق عليها الآن في الغالب دورات الجسور المتقاطعة)، وهو ما يفسر الآلية الجزيئية للأشرطة المنزلقة. تنص نظرية الجسر المتقاطع على أن الأكتين والميوسين يشكلان مركبًا بروتينيًا (يسمى تقليديًا الأكتين الميوسين) من خلال ربط رأس الميوسين بخيوط الأكتين، لذلك، بين هذين الشريطين يتم تشكيل نوع من الجسر المتقاطع بينهما.
خلفية تاريخية
البحث المبكر
في أوائل سبعينيات القرن التاسع عشر، اكتشف العالم الألماني ويلي كوه لأول مرة البروتين العضلي الميوسين، والذي استخرجه وأطلق عليه اسمًا في عام 1864. في عام 1939، اكتشف فريق الزوج والزوجة الروسي فلاديمير ألكساندروفيتش إنجلهارت وميليسا نيكولايفنا ليوبيموفا أن الميوسين له خصائص إنزيمية (تسمى ATPase)، ويمكنه تحطيم ATP لإطلاق الطاقة. فاز عالم الفسيولوجيا المجري ألبرت سانت جورج بجائزة نوبل عام 1937 لأبحاثه حول فيتامين سي وحمض الماليك، ثم حول اهتمامه فيما بعد إلى فسيولوجيا العضلات. أظهر سانت جورج في عام 1942 أن ATP هو مصدر الطاقة لتقلص العضلات ولاحظ أن الألياف العضلية التي تحتوي على الميوسين B تقصر في وجود ATP ولكن الميوسين A لا يحدث ذلك، وهي تجربة وصفها لاحقًا بأنها "واحدة من أكثر اللحظات إثارة في حياتي". حياة."
أصل النظرية
بحلول الوقت الذي حصل فيه هيو هكسلي على درجة الدكتوراه من جامعة كامبريدج في عام 1952، كان سانت جورج قد حول حياته المهنية بالفعل إلى أبحاث السرطان. في سبتمبر 1952، جاء هكسلي إلى مختبر فرانسيس أو. شميدت في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وانضم إلى باحثة بريطانية أخرى في مرحلة ما بعد الدكتوراه، جين هانسون، في يناير 1953. باستخدام حيود الأشعة السينية، افترض هكسلي أن بروتينات العضلات، وتحديدًا الميوسين، تشكل شرائط منظمة تؤدي إلى ظهور القسيمات العضلية (قطعة من ألياف العضلات). وكان هدفهم الرئيسي هو دراسة تفاصيل هذه الأشرطة باستخدام المجهر الإلكتروني. وسرعان ما اكتشفوا وأكدوا الخصائص الشريطية لبروتينات العضلات.
اقتراح نظرية الشريط المنزلق
نشأت نظرية الشريط المنزلق من بحثين منشورين في مجلة "الطبيعة" في 22 مايو 1954، تحت عنوان "التغيرات الهيكلية في العضلات أثناء الانكماش". على الرغم من أن استنتاجاتهم متشابهة بشكل أساسي، إلا أن البيانات والمقترحات التجريبية مختلفة.
الورقة الأولى، التي شارك في تأليفها أندرو هكسلي ورولف نيديرجيركي، تحمل عنوان "الفحص المجهري للتداخل في ألياف العضلات الحية". وفقًا للورقة البحثية، يتكون النطاق I من خيوط الأكتين، بينما يتكون النطاق A في الغالب من خيوط الميوسين، وأثناء الانكماش، تتحرك خيوط الأكتين بين خيوط الميوسين.
الورقة الثانية، التي كتبها هيو هكسلي وجين هانسن، بعنوان "التغيرات المتقاطعة في العضلات أثناء الانقباض والتمدد وتفسيرها الهيكلي". هذا أكثر تفصيلاً من الأول ويعتمد على دراسات عضلات الأرانب، باستخدام تباين الطور والمجهر الإلكتروني.
القبول والعواقب
على الرغم من الأدلة القوية، فإن نظرية الشريط المنزلق لم تكتسب الدعم في السنوات اللاحقة. كما رفض القديس جورج نفسه الاعتقاد بأن خيوط الميوسين تقتصر على خيوط سميكة (A-bands). فقط في عام 1957، أكد المجهر الإلكتروني الجديد لهكسلي الخصائص المتداخلة للأشرطة.
لم يكن الأمر كذلك حتى مؤتمر عام 1972 في مختبر كولد سبرينج هاربور الذي اكتسبت فيه النظرية وأدلتها قبولًا عامًا. ويتذكر الحاضرون صراخ هانسن في وجه الانتقادات: "أعلم أنني لا أستطيع شرح الآلية بعد، لكن الانزلاق حقيقة".
مع تراكم الأدلة، اقترح هكسلي رسميًا آلية لأشرطة الانزلاق، المعروفة الآن باسم دورة الجسر المتقاطع.
لم تغير هذه الدراسات وجه فسيولوجيا العضلات فحسب، بل أدت أيضًا إلى استكشاف آليات بيولوجية أكثر تعقيدًا في المستقبل. إن نظرية صنع العهد هذه تجعلنا نتساءل: ما هو عدد الآليات البيولوجية الأخرى غير المكتشفة التي تنتظر الأشخاص ذوي المُثُل النبيلة للكشف عنها؟
