acvaporine, Cunoscute și sub numele de canale de apă, acestea sunt molecule cu caracter proteic care traversează membranele biologice. Aceștia sunt responsabili pentru medierea fluxului rapid și eficient al apei în și din celule, împiedicând apa să interacționeze cu porțiunile hidrofobe tipice ale straturilor bifolipidice..
Aceste proteine seamănă cu un butoi și au o structură moleculară foarte specială, compusă în principal din spirale. Acestea sunt distribuite pe scară largă în diferite linii, inclusiv de la microorganisme mici la animale și plante, unde sunt abundente..
Indice articol
Cu o cunoaștere de bază în fiziologie și în mecanismele care se deplasează cu substanțe dizolvate prin membrane (active și pasive), am putea ghici că transportul de apă nu pune nicio problemă, intrarea și ieșirea din celulă prin simplă difuzie.
Această idee există de mulți ani. Cu toate acestea, unii cercetători au descoperit existența unui canal de transport al apei, deoarece în anumite tipuri de celule cu permeabilitate mare la apă (cum ar fi rinichiul, de exemplu), difuzia nu ar fi un mecanism suficient pentru a explica transportul apei..
Medicul și cercetătorul Peter Agre au descoperit aceste canale proteice în 1992, în timp ce lucrau cu membrana eritrocitelor. Datorită acestei descoperiri, el a câștigat (împreună cu colegii săi), Premiul Nobel în 2003. Această primă acvaporină a primit numele de „acvaporină 1”.
Forma acvaporinei amintește de o clepsidră, cu două jumătăți simetrice orientate una față de cealaltă. Această structură traversează membrana lipidică dublă a celulei.
Merită menționat faptul că forma acvaporinei este foarte specială și nu seamănă cu niciun alt tip de proteine care se întind pe membrană..
Secvențele de aminoacizi sunt predominant polare. Proteinele transmembranare se caracterizează prin faptul că au un segment bogat în segmente elicoidale alfa. Cu toate acestea, acvaporinelor le lipsesc astfel de regiuni..
Datorită utilizării tehnologiilor actuale, structura porinei a fost elucidată în detaliu: sunt monomeri de la 24 la 30 KDa care constau din șase segmente elicoidale cu două segmente mici care înconjoară citoplasma și sunt conectate printr-un por mic..
Acești monomeri sunt asamblați într-un grup de patru unități, deși fiecare poate funcționa independent. La elicele mici, există unele motive conservate, inclusiv NPA.
La unele acvaporine găsite la mamifere (AQP4) apar agregări mai mari care formează aranjamente cristaline supramolequale.
Pentru a transporta apa, interiorul proteinei este polar, iar exteriorul este nepolar, spre deosebire de proteinele globulare comune..
Rolul acvaporinelor este de a media transportul apei în celulă ca răspuns la un gradient osmotic. Nu are nevoie de vreo forță sau pompare suplimentară: apa intră și iese din celulă prin osmoză, mediată de acvaporină. Unele variante transportă, de asemenea, molecule de glicerol.
Pentru a efectua acest transport și a crește substanțial permeabilitatea la apă, membrana celulară este plină de molecule de aquaporină, într-o ordine de densitate de 10.000 micrometri pătrați..
Transportul pe apă este vital pentru organisme. Luați exemplul specific al rinichilor: trebuie să filtreze cantități uriașe de apă în fiecare zi. Dacă acest proces nu are loc în mod corespunzător, consecințele ar fi fatale.
Pe lângă concentrația de urină, acvaporinele sunt implicate în homeostazia generală a fluidelor corporale, funcția creierului, secreția glandelor, hidratarea pielii, fertilitatea masculină, vederea, auzul - doar pentru a menționa câteva procese biologice.
În experimentele efectuate la șoareci, s-a ajuns la concluzia că aceștia participă și la migrația celulară, rol care este departe de transportul pe apă.
Aquaporinele sunt în mare parte diverse în regnul plantelor. Procesele cruciale precum transpirația, reproducerea, metabolismul mediază în aceste organisme.
În plus, ele joacă un rol important ca mecanism de adaptare în medii ale căror condiții de mediu nu sunt optime..
Deși acvaporinele sunt prezente în microorganisme, nu a fost încă găsită o funcție specifică.
În principal din două motive: raportul ridicat suprafață-volum al microbilor presupune un echilibru osmotic rapid (făcând inutilă acvaporinele) și studiile de deleții la microbi nu au dat un fenotip clar.
Cu toate acestea, se speculează că acvaporinele pot oferi o oarecare protecție împotriva evenimentelor succesive de îngheț și dezgheț, menținând permeabilitatea apei în membrane la temperaturi scăzute..
Moleculele de acvaporină sunt cunoscute din diferite linii, atât la plante și animale, cât și la organisme mai puțin complexe, iar acestea seamănă foarte mult una cu alta - presupunem atunci că au apărut la începutul evoluției.
La plante s-au găsit aproximativ 50 de molecule diferite, în timp ce mamiferele au doar 13, distribuite în diferite țesuturi, cum ar fi țesutul epitelial și endotelial al rinichiului, plămânului, glandelor exocrine și organelor legate de digestie..
Cu toate acestea, acvaporinele pot fi exprimate și în țesuturi care nu au o relație evidentă și directă cu transportul fluidelor în organism, cum ar fi în astrocitele sistemului nervos central și în anumite regiuni ale ochiului, cum ar fi corneea și epiteliul ciliar..
Există acvaporine chiar și în membrana ciupercilor, bacterii (cum ar fi E coli) și în membranele organelor, cum ar fi cloroplastele și mitocondriile.
La pacienții care prezintă un defect în secvența acvaporinei 2 prezente în celulele renale, trebuie să bea mai mult de 20 de litri de apă pentru a rămâne hidratat. În aceste cazuri medicale, nu există o concentrație adecvată de urină..
Cazul opus are ca rezultat și un caz clinic interesant: producția de aquaporină 2 în exces duce la reținerea lichidului excesiv la pacient..
În timpul sarcinii, există o creștere a sintezei acvaporinelor. Acest fapt explică retenția obișnuită de lichide la viitoarele mame. În mod similar, absența acvaporinei 2 a fost legată de apariția unui anumit tip de diabet.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.