एक्वापोरिन: कार्य, संरचना और प्रकार - जीवविज्ञान - 2025

Aquaporins, भी पानी चैनलों के रूप में जाना प्रोटीन अणुओं है कि जैविक झिल्लियों के माध्यम से जाना है। वे पानी के तेजी से और कुशल प्रवाह की मध्यस्थता के लिए जिम्मेदार हैं और कोशिकाओं से बाहर, पानी को फॉस्फोलिपिड बिलयर्स के विशिष्ट हाइड्रोफोबिक भागों के साथ बातचीत करने से रोकते हैं।

ये प्रोटीन एक बैरल से मिलता-जुलता है और एक विशेष आणविक संरचना है, जो मुख्य रूप से हेलिकॉप्टरों से बना है। वे छोटे-छोटे सूक्ष्मजीवों से लेकर जानवरों और पौधों सहित विभिन्न वंशों में व्यापक रूप से वितरित किए जाते हैं, जहां वे प्रचुर मात्रा में होते हैं।

स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स से मारिया क्यूज़ादा अरंडा द्वारा

एेतिहाँसिक विचाराे से

शरीर क्रिया विज्ञान के बुनियादी ज्ञान और तंत्र जो विलेय झिल्ली (सक्रिय और निष्क्रिय) के माध्यम से आगे बढ़ते हैं, हम अनुमान लगा सकते हैं कि जल परिवहन किसी भी समस्या का सामना नहीं करता है, सरल प्रसार द्वारा सेल में प्रवेश और छोड़ देता है।

यह विचार कई वर्षों से है। हालांकि, कुछ शोधकर्ताओं ने कुछ जल परिवहन चैनल के अस्तित्व का पता लगाया, क्योंकि कुछ सेल प्रकारों में पानी के लिए उच्च पारगम्यता के साथ (जैसे किडनी, उदाहरण के लिए), परिवहन को समझाने के लिए प्रसार एक पर्याप्त तंत्र नहीं होगा। पानी का।

डॉक्टर और शोधकर्ता पीटर एगर ने 1992 में एरिथ्रोसाइट्स की झिल्ली के साथ काम करते हुए इन प्रोटीन चैनलों की खोज की। इस खोज के लिए धन्यवाद, उन्होंने 2003 में (अपने सहयोगियों के साथ), नोबेल पुरस्कार जीता। इस पहले एक्वापोरिन को "एक्वापोरिन 1" कहा जाता था।

संरचना

एक्वापोरिन का आकार एक घंटे की याद दिलाता है, जिसमें दो सममित आधा एक दूसरे के विपरीत उन्मुख होते हैं। यह संरचना कोशिका के दोहरे लिपिड झिल्ली को पार करती है।

यह उल्लेख किया जाना चाहिए कि एक्वापोरिन का आकार बहुत विशिष्ट है और किसी अन्य प्रकार के झिल्ली-फैलाने वाले प्रोटीन से मिलता-जुलता नहीं है।

अमीनो एसिड अनुक्रम मुख्य रूप से ध्रुवीय हैं। Transmembrane प्रोटीन अल्फा हेलिकल सेगमेंट में समृद्ध एक सेगमेंट की विशेषता है। हालाँकि, ऐसे क्षेत्रों में जलवाष्प की कमी होती है।

वर्तमान प्रौद्योगिकियों के उपयोग के लिए धन्यवाद, पोरिन की संरचना को विस्तार से स्पष्ट किया गया है: वे 24 से 30 केडीए तक के मोनोमर हैं जो दो छोटे खंडों के साथ छह पेचदार खंडों से मिलकर होते हैं जो साइटोप्लाज्म को घेरते हैं और एक छोटे से किनारे से जुड़े होते हैं।

इन मोनोमर्स को चार इकाइयों के समूह में इकट्ठा किया जाता है, हालांकि प्रत्येक एक स्वतंत्र रूप से कार्य कर सकता है। छोटे हेलिकॉप्टरों में, एनपीए सहित कुछ संरक्षित रूपांकनों हैं।

स्तनधारियों (AQP4) में पाए जाने वाले कुछ एक्वापोरिन में उच्च एकत्रीकरण होता है जो कि सुपरमॉलेक्वेल क्रिस्टल की व्यवस्था बनाते हैं।

पानी का परिवहन करने के लिए, प्रोटीन के अंदर का हिस्सा ध्रुवीय होता है और बाहर की तरफ नॉनपावर होता है, जैसा कि आम गोलाकार प्रोटीन के विपरीत होता है।

स्रोत: मशीन-पठनीय लेखक द्वारा प्रदान नहीं किया गया। डैनियलसीआरसी ने (कॉपीराइट दावों के आधार पर) ग्रहण किया। विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से

विशेषताएं

आसमाटिक ग्रेडिएंट की प्रतिक्रिया में जलवाष्प की भूमिका कोशिका में जल के परिवहन को मध्यस्थ बनाने की है। इसे किसी अतिरिक्त बल या पंपिंग की आवश्यकता नहीं है: पानी में प्रवेश होता है और ऑस्मोसिस द्वारा कोशिका को छोड़ देता है, जो कि एक्वापोरिन द्वारा मध्यस्थ होता है। कुछ वेरिएंट ग्लिसरॉल अणुओं को भी ले जाते हैं।

इस परिवहन को अंजाम देने के लिए और पानी की पारगम्यता को काफी हद तक बढ़ाने के लिए, सेल झिल्ली को 10,000 वर्ग माइक्रोमीटर के घनत्व क्रम में एक्वापोरिन अणुओं से पैक किया जाता है।

जानवरों में कार्य

जल परिवहन जीवों के लिए महत्वपूर्ण है। चलो किडनी का विशिष्ट उदाहरण लेते हैं: उन्हें हर दिन भारी मात्रा में पानी को छानना चाहिए। यदि यह प्रक्रिया ठीक से नहीं होती है, तो परिणाम घातक होंगे।

मूत्र की एकाग्रता के अलावा, एक्वापोरिन सामान्य शरीर के तरल पदार्थ होमियोस्टेसिस, मस्तिष्क समारोह, ग्रंथि स्राव, त्वचा जलयोजन, पुरुष प्रजनन क्षमता, दृष्टि, श्रवण में शामिल हैं - बस कुछ प्रक्रियाओं का उल्लेख करने के लिए जैविक।

चूहों में किए गए प्रयोगों में, यह निष्कर्ष निकाला गया कि वे सेल प्रवास में भी भाग लेते हैं, एक भूमिका जो जल परिवहन से बहुत दूर है।

पौधों में कार्य

पौधे के राज्य में एक्वापोरिन ज्यादातर विविध होते हैं। इन जीवों में पसीना, प्रजनन, चयापचय जैसी महत्वपूर्ण प्रक्रियाएं मध्यस्थ हैं।

इसके अलावा, वे वातावरण में एक अनुकूली तंत्र के रूप में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं जिनकी पर्यावरणीय स्थितियाँ इष्टतम नहीं हैं।

सूक्ष्मजीवों में कार्य

यद्यपि सूक्ष्मजीवों में जलीय वाष्प मौजूद होते हैं, लेकिन एक विशिष्ट कार्य अभी तक नहीं मिला है।

मुख्य रूप से दो कारणों से: रोगाणुओं की उच्च सतह से मात्रा अनुपात का अर्थ है एक तेजी से आसमाटिक संतुलन (एक्वापोरिन बनाना अनावश्यक) और रोगाणुओं में विलोपन के अध्ययन से एक स्पष्ट फेनोटाइप नहीं निकला है।

हालांकि, यह अनुमान लगाया गया है कि कम तापमान पर झिल्ली में पानी की पारगम्यता को बनाए रखते हुए एक्वापोरिन क्रमिक ठंड और विगलन की घटनाओं से सुरक्षा प्रदान कर सकता है।

प्रकार

एक्वापोरिन अणु पौधों और जानवरों और कम जटिल जीवों, दोनों में विभिन्न वंशों से जाने जाते हैं, और ये एक-दूसरे के बहुत करीब से मिलते हैं - हम मान लेते हैं कि वे विकास में जल्दी दिखाई दिए।

कुछ 50 विभिन्न अणु पौधों में पाए गए हैं, जबकि स्तनधारियों में केवल 13 हैं, जो कि विभिन्न ऊतकों में वितरित किए जाते हैं, जैसे कि गुर्दे, फेफड़े, एक्सोक्राइन ग्रंथियों और पाचन से संबंधित अंगों के उपकला ऊतक।

हालांकि, एक्वापोरिन को ऐसे ऊतकों में भी व्यक्त किया जा सकता है, जिनका शरीर में द्रव परिवहन के साथ कोई स्पष्ट और सीधा संबंध नहीं है, जैसे केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के एस्ट्रोसाइट्स और आंख के कुछ क्षेत्रों में, जैसे कि कॉर्निया और सिलिअरी एपिथेलियम।

कवक, बैक्टीरिया (जैसे ई। कोलाई) की झिल्ली और ऑर्गेनेल के झिल्ली जैसे क्लोरोप्लास्ट और माइटोकॉन्ड्रिया में भी एक्वापोरिन होते हैं।

एक्वापोरिन से जुड़ी चिकित्सा विकृति

जिन रोगियों में गुर्दे की कोशिकाओं में मौजूद एक्वापोरिन 2 के अनुक्रम में दोष होता है, उन्हें हाइड्रेटेड रहने के लिए 20 लीटर से अधिक पानी पीना चाहिए। इन चिकित्सा मामलों में, मूत्र की पर्याप्त एकाग्रता नहीं है।

विपरीत मामले का परिणाम एक दिलचस्प नैदानिक ​​मामले में भी होता है: अधिक मात्रा में एक्वापोरिन 2 का उत्पादन रोगी में अत्यधिक तरल पदार्थ के प्रतिधारण की ओर जाता है।

गर्भावस्था के दौरान, एक्वापोरिन के संश्लेषण में वृद्धि होती है। यह तथ्य गर्भवती माताओं में सामान्य द्रव प्रतिधारण की व्याख्या करता है। इसी तरह, एक्वापोरिन 2 की अनुपस्थिति को एक निश्चित प्रकार के मधुमेह के विकास से जोड़ा गया है।

संदर्भ

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