Vesiporiinit

Aquaporiinit ovat proteiinikanavia, jotka muodostavat huokoset solukalvoissa veden kuljettamiseksi. Lähde: Wikimedia Commons

Mitä ovat vesiporiinit?

Se vesiporiinit, Ne tunnetaan myös vesikanavina, ne ovat proteiinimolekyylejä, jotka ylittävät biologiset kalvot. Ne ovat vastuussa nopean ja tehokkaan veden virtauksen välittämisestä solujen sisällä ja ulkopuolella estäen vettä vuorovaikutuksessa fosfolipidikerroksen tyypillisten hydrofobisten osien kanssa.

Nämä proteiinit muistuttavat tynnyriä ja niillä on hyvin erityinen molekyylirakenne, pääasiassa potkurista. Ne jakautuvat laajasti eri linjoihin, myös pienistä mikro -organismeista eläimiin ja kasveihin, joissa niitä on runsaasti.

Historiallinen näkökulma

Fysiologian perustiedot ja mekanismit, jotka liuenneet aattona liikkuvat kalvojen (aktiivinen ja passiivinen), voisimme indusoida, että veden kuljetus ei ole ongelma, saapuminen ja poistuminen solusta yksinkertaisella levityksellä.

Tätä ajatusta käsiteltiin monien vuosien ajan. Jotkut tutkijat kuitenkin huomasivat jonkin veden kuljetuskanavan olemassaolon, koska tietyissä solutyypeissä, joilla on korkea vettä (kuten esimerkiksi munuaisen), diffuusio ei olisi riittävä mekanismi veden kuljettamisen selittämiseksi.

Lääkäri ja tutkija Peter Agrort (1949) löysivät nämä proteiinikanavat vuonna 1992 työskennellessään punasolujen kanssa.

Tämän löytön ansiosta hän voitti (yhdessä kollegoidensa kanssa), Nobel -palkinnon vuonna 2003. Tätä ensimmäistä Aquaporina -nimistä nimi oli "Aquaporina 1".

Rakenne

Aquaporiinin muoto muistuttaa hiekkakelloa, jossa kaksi symmetristä puolikkaata on suunnattu vastakkaisella tavalla. Tämä rakenne ylittää solun kaksinkertaisen lipidikalvon.

Voi palvella sinua: APUD -järjestelmä: Ominaisuudet, rakenne, toiminnot

On syytä mainita, että akvaporiinimuoto on hyvin erityinen eikä muistuta mitään muuta proteiinia, jotka ylittävät kalvon.

Aminohapposekvenssit ovat pääosin polaarisia. Transmembranaaliset proteiinit on ominaista segmentin, jossa on runsaasti alfa -kierteisiä segmenttejä. Aquaporineista puuttuu kuitenkin nämä alueet.

Nykyisten tekniikoiden ansiosta Porinan rakenne on selvitetty yksityiskohtaisesti: ne ovat monomeerejä 24-30 kDa, jotka koostuvat kuudesta kierteisestä segmentistä, joissa on kaksi pientä segmenttiä, jotka ympäröivät sytoplasmaa ja yhdistävät pienen huokosen läpi.

Nämä monomeerit kootaan neljän yksikön ryhmään, vaikkakin jokainen voi toimia itsenäisesti. Pienissä potkurissa on joitain säilyneitä syitä, mukaan lukien NPA.

Joissakin nisäkkäiden (AQP4) korkeammat aggregaatiot, jotka muodostavat supramoly -oleaarisia kiteisiä järjestelyjä.

Veden kuljettamiseksi proteiinin sisäosa on polaarinen ja ulkopinta on apolaarinen, toisin kuin yleiset globaali proteiinit.

Vesiporiinit. Lähde: Wikimedia Commons

Auporininas -toiminnot

Aquaporiinien tehtävänä on kuljettaa vettä solun sisäpuolelle osmoottisen gradientin vasteena.

Se ei tarvitse ylimääräistä lujuutta tai pumppausta: vesi tulee sisään ja poistuu solusta osmoosilla, Aquaporinin välittämä. Jotkut variantit kuljettavat myös glyserolimolekyylejä.

Tämän kuljetuksen suorittamiseksi ja läpäisevyyden lisäämiseksi veteen olennaisesti solukalvo on täynnä aquoporin -molekyylejä, tiheysjärjestyksessä 10.000 neliömetriä.

Eläinten toiminnot

Vesikuljetus on elintärkeää organismeille. Otetaan täsmällinen esimerkki munuaisista: näiden on suodatettava valtavia määriä vettä päivittäin. Jos tätä prosessia ei tapahdu kunnolla, seuraukset olisivat tappavia.

Voi palvella sinua: punasolut (punasolut)

Virtsan pitoisuuden lisäksi akquoporiinit osallistuvat kehon nesteiden yleiseen homeostaasiin, aivojen toimintaan, rauhasten eritykseen, ihon hydraatioon, miesten hedelmällisyyteen, visioon tai koeeseen -vain mainitsemaan joitain prosesseja biologisia-.

Hiirillä suoritetuissa kokeissa pääteltiin, että he osallistuvat myös solujen kulkeutumiseen, paperiin, joka liikkuu paljon pois veden kuljetuksista.

Kasvien toiminnot

Aquaporiinit ovat enimmäkseen monimuotoisia vihannesten valtakunnassa. Näissä organismeissa he välittävät tärkeitä prosesseja, kuten hikoilua, lisääntymistä tai aineenvaihduntaa.

Lisäksi niillä on tärkeä rooli adaptiivisena mekanismina ympäristöissä, joiden ympäristöolosuhteet eivät ole optimaalisia.

Toiminnot mikro -organismeissa

Vaikka vesi -organismeissa on vesiaporineja, tiettyä toimintoa ei ole vielä löydetty.

Pääasiassa kahdesta syystä: Mikrobien korkea pinta-tilavuussuhde on nopea osmoottinen tasapaino (vesien tarpeettomat) ja mikrobien deleetiotutkimukset eivät ole heittäneet selkeää fenotyyppiä.

Kuitenkin spekuloidaan, että akvaporiinit voivat tarjota jonkin verran suojaa peräkkäisiltä jäätymis- ja sulatustapahtumilta, säilyttäen veden läpäisevyyden kalvoissa alhaisissa lämpötiloissa.

Aquaporiinien tyypit

Aquaporins -molekyylejä tunnetaan eri sukulaisissa, sekä kasveissa että eläimissä ja vähemmän monimutkaisissa organismeissa, ja nämä muistuttavat toisiaan -oletetaan, että ne ilmestyivät evoluutiossa varhaisessa vaiheessa-.

Kasveissa on ollut noin 50 erilaista molekyyliä, kun taas nisäkkäillä on vain 13, jakautuvat erilaisissa kudoksissa, kuten munuaisen, keuhkojen, eksokriinisten rauhasten ja ruuansulatukseen liittyvien elinten epiteeli- ja endoteelikudos.

Voi palvella sinua: stereokiilit: ominaisuudet, rakenne ja toiminnot

Aquaporiinit voidaan kuitenkin ilmaista myös kudoksissa, joilla ei ole ilmeistä ja suoraa suhdetta kehon nesteiden kuljetukseen, kuten keskushermoston astrosyyteissä ja tietyillä silmän alueilla, kuten sarveiskalvo ja sarveiskalvo ja siliaarinen epiteeli.

Bakteerien sienikalvossa on akvaporineja (kuten bakteerit JA. koli) ja organelien, kuten kloroplastien ja mitokondrioiden, kalvoissa.

Aquaporiiniin liittyvät lääketieteelliset patologiat

Potilailla, joilla on jonkin verran vikaa munuaissoluissa läsnä olevassa Aquaporin 2 -sekvenssissä, heidän tulisi viedä yli 20 litraa vettä pysyäkseen hydratoituneina. Näissä lääketieteellisissä tapauksissa virtsan pitoisuutta ei ole riittävästi.

Päinvastainen tapaus johtaa myös mielenkiintoiseen kliiniseen tapaukseen: Aquaporin 2: n tuotanto liiallisesti johtaa potilaan liiallisen nesteen pidättämiseen.

Raskausjaksojen aikana akvaporiinien synteesin lisääntyminen tapahtuu. Tämä tosiasia selittää raskaana olevien naisten yleisen nesteen retentiota. Samoin vesiporiinin 2 puuttuminen on liittynyt tietyntyyppisten diabeteksen esiintymiseen.

Viitteet

1. Ruskea, d. Vesikanavien (akvaporiinien) löytäminen. Ravitsemuksen ja aineenvaihdunnan vuosipäivä.
2. Campbell, A, N., & Reece, J. B -. biologia. Pan -american lääketieteellinen toimitus.
3. Loodish, h. Solu- ja molekyylibiologia. Pan -american lääketieteellinen toimitus.
4. Sadava, D., & Purves, W. H. Elämä: Biologian tiede. Pan -american lääketieteellinen toimitus.
5. Verkman, a. S. Kikoriinit kliinisessä lääketieteessä. Vuosittainen lääketieteen katsaus.