Aquaporin

Aquaporin adalah saluran protein yang membentuk pori -pori dalam membran sel untuk mengangkut air. Sumber: Wikimedia Commons

Apa itu Aquaporin?

Itu Aquaporin, Juga dikenal sebagai saluran air, mereka adalah molekul protein yang melintasi membran biologis. Mereka bertanggung jawab untuk memediasi aliran air yang cepat dan efisien di dalam dan di luar sel, mencegah air berinteraksi dengan bagian hidrofobik khas bilayer fosfolipid.

Protein ini menyerupai barel dan memiliki struktur molekul yang sangat khusus, terutama terdiri dari baling -baling. Mereka didistribusikan secara luas dalam garis keturunan yang berbeda, termasuk dari mikroorganisme kecil hingga hewan dan tumbuhan, di mana mereka berlimpah.

Perspektif Historis

Dengan pengetahuan dasar dalam fisiologi dan dalam mekanisme yang terlarut bergerak melalui membran (aktif dan pasif), kita dapat intuit bahwa pengangkutan air tidak ada masalah, masuk dan meninggalkan sel dengan diseminasi sederhana.

Gagasan ini ditangani selama bertahun -tahun. Namun, beberapa peneliti melihat keberadaan beberapa saluran transportasi air, karena pada jenis sel tertentu dengan permeabilitas tinggi untuk air (seperti yang ada di ginjal, misalnya), difusi tidak akan menjadi mekanisme yang cukup untuk menjelaskan pengangkutan air.

Dokter dan peneliti Peter Agort (1949) menemukan saluran protein ini pada tahun 1992, saat bekerja dengan membran eritrosit.

Berkat penemuan ini, ia menang (bersama dengan rekan -rekannya), Hadiah Nobel pada tahun 2003. Aquaporina pertama ini disebut "Aquaporina 1".

Struktur

Bentuk aquaporin mengingatkan jam tangan pasir, dengan dua bagian simetris berorientasi pada cara yang berlawanan. Struktur ini melintasi membran lipid ganda sel.

Dapat melayani Anda: Sistem APUD: Karakteristik, Struktur, Fungsi

Harus disebutkan bahwa bentuk aquaporin sangat khusus dan tidak menyerupai jenis protein lain yang melintasi membran.

Urutan asam amino didominasi polar. Protein transmembranal ditandai dengan memiliki segmen yang kaya akan segmen heliks alfa. Namun, aquaporin tidak memiliki daerah ini.

Berkat teknologi saat ini, struktur porina telah dijelaskan secara rinci: mereka adalah monomer dari 24 hingga 30 kDa, yang terdiri dari enam segmen heliks dengan dua segmen kecil yang mengelilingi sitoplasma dan terhubung melalui pori kecil kecil.

Monomer ini dikumpulkan dalam sekelompok empat unit, meskipun masing -masing dapat bekerja secara mandiri. Di baling -baling kecil, ada beberapa alasan yang diawetkan, termasuk NPA.

Dalam beberapa aquoporin yang ditemukan pada mamalia (AQP4) agregasi yang lebih tinggi yang membentuk pengaturan kristal Supramoly -Olear.

Untuk mengangkut air, interior protein adalah polar dan eksterior adalah apolar, bertentangan dengan protein globular yang umum.

Aquaporin. Sumber: Wikimedia Commons

Fungsi auporininas

Fungsi aquaporin adalah untuk mengangkut air ke bagian dalam sel sebagai respons gradien osmotik.

Tidak perlu kekuatan atau pemompaan tambahan: air masuk dan meninggalkan sel dengan osmosis, dimediasi oleh aquaporin. Beberapa varian juga mengangkut molekul gliserol.

Untuk melakukan transportasi ini dan meningkatkan permeabilitas ke air secara substansial, membran sel penuh dengan molekul aquoporin, dalam urutan kepadatan 10.000 mikrometer persegi.

Fungsi pada hewan

Transportasi air sangat penting untuk organisme. Mari kita ambil contoh tepat waktu dari ginjal: Ini harus menyaring air dalam jumlah besar setiap hari. Jika proses ini tidak terjadi dengan benar, konsekuensinya akan berakibat fatal.

Dapat melayani Anda: eritrosit (sel darah merah)

Selain konsentrasi urin, aquoporin terlibat dalam homeostasis umum cairan tubuh, dalam fungsi otak, sekresi kelenjar, hidrasi kulit, kesuburan pada pria, penglihatan atau audisi -hanya untuk menyebutkan beberapa proses biologis-.

Dalam percobaan yang dilakukan pada tikus, disimpulkan bahwa mereka juga berpartisipasi dalam migrasi sel, sebuah kertas yang banyak bergerak dari transportasi air.

Fungsi di tanaman

Aquaporin sebagian besar beragam di kerajaan sayuran. Dalam organisme ini mereka memediasi proses penting seperti keringat, reproduksi atau metabolisme.

Selain itu, mereka memainkan peran penting sebagai mekanisme adaptif di lingkungan yang kondisi lingkungannya tidak optimal.

Fungsi dalam mikroorganisme

Meskipun aquaporin hadir dalam mikroorganisme, fungsi tertentu belum ditemukan.

Terutama karena dua alasan: rasio volume permukaan yang tinggi dari mikroba adalah keseimbangan osmotik yang cepat (tidak perlu untuk aquaporin) dan studi penghapusan mikroba belum melempar fenotipe yang jelas.

Namun, berspekulasi bahwa aquaporin dapat menawarkan perlindungan terhadap peristiwa pembekuan dan pencairan yang berturut -turut, menjaga permeabilitas air di membran pada suhu rendah.

Jenis aquaporin

Molekul aquaporin dikenal dalam berbagai garis keturunan, baik pada tumbuhan maupun hewan maupun dalam organisme yang kurang kompleks, dan ini menyerupai satu sama lain -misalkan kemudian bahwa mereka muncul di awal evolusi-.

Pada tanaman telah ada sekitar 50 molekul yang berbeda, sementara mamalia hanya memiliki 13, didistribusikan oleh berbagai jaringan, seperti jaringan epitel dan endotel ginjal, paru -paru, kelenjar eksokrin dan organ yang terkait dengan pencernaan.

Dapat melayani Anda: stereocilios: karakteristik, struktur dan fungsi

Namun, aquaporin juga dapat diekspresikan dalam jaringan yang tidak memiliki hubungan yang jelas dan langsung dengan pengangkutan cairan dalam tubuh, seperti pada astrosit sistem saraf pusat dan di daerah mata tertentu, seperti kornea dan kornea Epitel Ciliary.

Ada aquaporin bahkan di membran jamur, bakteri (seperti DAN. coli) dan di membran organel, seperti kloroplas dan mitokondria.

Patologi medis yang terkait dengan aquaporin

Pada pasien yang memiliki beberapa cacat dalam urutan aquaporin 2 yang ada dalam sel ginjal, mereka harus mengambil lebih dari 20 liter air agar tetap terhidrasi. Dalam kasus medis ini, tidak ada konsentrasi urin yang memadai.

Kasus yang berlawanan juga menghasilkan kasus klinis yang menarik: produksi aquaporin 2 secara berlebihan mengarah pada retensi cairan yang berlebihan pada pasien.

Dalam periode kehamilan, peningkatan sintesis aquaporin terjadi. Fakta ini menjelaskan retensi cairan umum pada wanita hamil. Demikian pula, tidak adanya aquaporin 2 telah terkait dengan penampilan jenis diabetes tertentu.

Referensi

1. Brown, d. Penemuan saluran air (aquaporin). Sejarah Nutrisi dan Metabolisme.
2. Campbell, a, n., & Reece, J. B. biologi. Editorial medis Pan -American.
3. Lodish, h. Biologi seluler dan molekuler. Editorial medis Pan -American.
4. Sadava, d., & Purves, W. H. Hidup: Ilmu Biologi. Editorial medis Pan -American.
5. Verkman, a. S. Aquorin dalam Kedokteran Klinis. Ulasan Tahunan Kedokteran.