Vodná voda

Aquaporíny sú proteínové kanály, ktoré tvoria póry v bunkových membránach na transport vody. Zdroj: Wikimedia Commons

Čo sú aquaporíny?

Ten vodná voda, Tiež známe ako vodné kanály, sú to proteínové molekuly, ktoré prechádzajú biologickými membránami. Sú zodpovední za sprostredkovanie rýchleho a účinného prietoku vody vo vnútri a mimo buniek, čím sa zabráni interakcii vody s typickými hydrofóbnymi časťami fosfolipidových dvojvrstvových dvojvrstvových.

Tieto proteíny sa podobajú hlavne a majú veľmi špecifickú molekulárnu štruktúru, ktorá sa skladá hlavne z vrtule. Sú široko distribuované v rôznych líniách, vrátane malých mikroorganizmov až po zvieratá a rastliny, kde sú hojné.

Historická perspektíva

S základnými znalosťami vo fyziológii a v mechanizmoch, ktoré sa rozpúšťajú, sa pohybujú cez membrány (aktívne a pasívne), mohli by sme intuitovať, že transport vody nie je problémom, vstupuje a opúšťa bunku jednoduchým šírením.

Táto myšlienka sa riešila mnoho rokov. Niektorí vedci si však všimli existenciu niektorého kanála vodnej dopravy, pretože v určitých typoch buniek s vysokou priepustnosťou vodou (napríklad v obličkách) by difúzia nebola dostatočným mechanizmom na vysvetlenie transportu vody.

Lekár a výskumný pracovník Peter Agort (1949) objavil tieto proteínové kanály v roku 1992, keď pracoval s membránou erytrocytov.

Vďaka tomuto objavu vyhral (spolu so svojimi kolegami), Nobelova cena v roku 2003. Táto prvá Aquaporina sa volala „Aquaporina 1“.

Štruktúra

Tvar aquaporínu pripomína piesočné hodinky s dvoma symetrickými polovicami orientovanými opačným spôsobom. Táto štruktúra prechádza dvojitou lipidovou membránou bunky.

Môže vám slúžiť: APUD System: Charakteristiky, štruktúra, funkcie

Malo by sa spomenúť, že forma aquaporínu je veľmi zvláštna a nepodobá žiadne iné typy proteínov, ktoré prechádzajú cez membránu.

Aminokyselinové sekvencie sú prevažne polárne. Transmembranské proteíny sa vyznačujú vlastnením segmentu bohatého na alfa špirálové segmenty. Avšak aquaporíny tieto regióny nemajú.

Vďaka súčasným technológiám bola štruktúra Porina podrobne objasnená: sú to monoméry od 24 do 30 kDa, ktoré pozostávajú zo šiestich špirálových segmentov s dvoma malými segmentmi, ktoré obklopujú cytoplazmu a spájajú sa cez malý pór.

Tieto monoméry sú zostavené v skupine štyroch jednotiek, hoci každý z nich môže pracovať nezávisle. V malých vrtuľoch existujú niektoré konzervované dôvody vrátane NPA.

U niektorých akquoporínov nachádzajúcich sa u cicavcov (AQP4) Vyššie agregácie, ktoré tvoria supramoly -.

Za účelom transportu vody je interiér proteínu polárny a vonkajšia strana je apolárny, na rozdiel od bežných guľových proteínov.

Vodná voda. Zdroj: Wikimedia Commons

Auporininas funguje

Funkciou aquaporínov je transport vody do vnútra bunky v reakcii na osmotický gradient.

Nepotrebuje žiadnu ďalšiu pevnosť ani čerpanie: voda vstupuje a necháva bunku osmózou sprostredkovanou aquaporínom. Niektoré varianty tiež transportujú molekuly glycerolu.

Na vykonanie tejto transportu a zvýšenie priepustnosti na vodu je bunková membrána plná molekúl akquoporínov, v poradí hustoty 10.000 štvorcových mikrometrov.

Funkcie u zvierat

Vodná doprava je nevyhnutná pre organizmy. Zoberme si presný príklad obličiek: tieto musia filtrovať obrovské množstvo vody denne. Ak k tomuto procesu nedôjde správne, následky by boli smrteľné.

Môže vám slúžiť: erytrocyty (červené krvinky)

Okrem koncentrácie moču sú akquoporíny zapojené do všeobecnej homeostázy telesných tekutín, do funkcie mozgu, sekrécie žľazy, hydratácie pokožky, plodnosti u mužov, zraku alebo konkurzu, iba na spomenutie niektorých procesov biologicky-.

V experimentoch uskutočňovaných u myší sa dospelo k záveru, že sa tiež zúčastňujú na migrácii buniek, čo je papier, ktorý sa veľa pohybuje od vodnej dopravy.

Funkcie v rastlinách

Aquaporíny sú väčšinou rôznorodé v kráľovstve zeleniny. V týchto organizmoch sprostredkujú rozhodujúce procesy, ako je pot, reprodukcia alebo metabolizmus.

Okrem toho zohrávajú dôležitú úlohu ako adaptačný mechanizmus v prostrediach, ktorých podmienky prostredia nie sú optimálne.

Funkcie v mikroorganizmoch

Aj keď sú aquaporíny prítomné v mikroorganizmoch, špecifická funkcia sa ešte nenašla.

Hlavne z dvoch dôvodov: vysoký pomer povrchového objemu mikróbov je rýchla osmotická rovnováha (nepotrebná pre aquaporíny) a štúdie delécie mikróbov nevyhodili jasný fenotyp.

Predpokladá sa však, že aquaporíny môžu ponúkať určitú ochranu pred postupnými zmrazujúcimi a rozmrazujúcimi udalosťami, čím sa udržiava priepustnosť vody v membránach pri nízkych teplotách.

Typy aquaporínov

Molekuly aquaporínov sú známe v rôznych líniách, a to v rastlinách aj zvieratách, ako aj v menej komplexných organizmoch, a tieto sa podobajú navzájom -predpokladajme, že sa potom objavili na začiatku evolúcie-.

V rastlinách sa vyskytlo asi 50 rôznych molekúl, zatiaľ čo cicavce majú iba 13, distribuovaných rôznymi tkanivami, ako je epitelové a endoteliálne tkanivo obličiek, pľúc, exokrinných žliaz a orgánov súvisiacich s trávením.

Môže vám slúžiť: Stereocilios: Charakteristiky, štruktúra a funkcie

Aquaporíny sa však môžu vyjadriť aj v tkanivách, ktoré nemajú zjavný a priamy vzťah s transportom tekutín v tele, ako v astrocytoch centrálneho nervového systému av určitých oblastiach oka, ako je rohovka a ciliárny epitel.

Existujú aquaporíny dokonca aj v hubových membráne, baktérií (napríklad A. coli) av membránach organel, ako sú chloroplasty a mitochondrie.

Lekárske patológie spojené s aquaporínmi

U pacientov, ktorí majú určitý defekt v sekvencii Aquaporin 2 prítomných v obličkových bunkách, by mali trvať viac ako 20 litrov vody, aby zostali hydratovaní. V týchto lekárskych prípadoch neexistuje primeraná koncentrácia moču.

Opačný prípad tiež vedie k zaujímavému klinickému prípadu: Produkcia nadbytku aquaporínu 2 vedie k zadržiavaniu nadmernej tekutiny u pacienta.

V období tehotenstva dochádza k zvýšeniu syntézy aquaporínov. Táto skutočnosť vysvetľuje bežnú retenciu tekutín u tehotných žien. Podobne neprítomnosť aquaporínu 2 súvisí s výskytom určitých typov cukrovky.

Odkazy

1. Hnedá, D. Objav vodných kanálov (aquaporíny). Annaly výživy a metabolizmu.
2. Campbell, A, N., & Reece, J. B. biológia. PAN -AMERICKÝ ZDROJE.
3. Ubytovňa, h. Bunková a molekulárna biológia. PAN -AMERICKÝ ZDROJE.
4. Sadava, D., & Purves, w. H. Život: Veda biológie. PAN -AMERICKÝ ZDROJE.
5. Verkman, a. Siež. Vodnárstvo v klinickej medicíne. Ročný prehľad medicíny.