Acquaporine

Materie:Altro
Categoria:Biologia

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Testo

Romanò Andrea 2°DL 30/03/07
Relazione sulle Aquaporine
Fino a qualche tempo fa si pensava che le molecole di acqua()attraversassero la membrana cellulare liberamente, senza aver bisogno di specifici canali che ne favorissero il passaggio da o verso il citoplasma cellulare.
Grazie alle ricerche effettuate da stimati scienziati, nel 1992 si è potuto dimostrare che il passaggio delle molecole d’acqua attraverso la membrana cellulare non avviene in maniera passiva tramite l’osmosi, infatti al fine di favorire questo processo, le cellule compiono un lavoro. Questo lavoro è svolto dalle aquaporine
Le aquaporine sono un tipo di proteine intrinseche, che si trovano nel mezzo del doppio strato lipidico,presenti in tutti i tipi di organismi, dai più piccoli e semplici come gli organismi monocellulari ai più grandi e complessi come gli animali.
Secondo alcuni studi, le aquaporine sono responsabili anche del trasporto dell’anidride carbonica()all’interno delle cellule vegetali, infatti in seguito ad esperimenti eseguiti su campioni di tabacco, si è osservato che gli scambi transmembranici di anidride carbonica sono mediati da proteine appartenenti alla famiglia delle aquaporine. Inoltre attraverso altri esperimenti con cellule di tabacco geneticamente modificate, si è visto che l’aumento o la diminuzione di aquaporine presenti nella cellula comportava l’aumento o la diminuzione di anidride carbonica assorbita.
Le aquaporine pur essendo all’interno di tutti i tipi di cellule, non cambiano molto da una all’altra specie, insomma potremmo dire che sono tutte simile se non quasi uguali.
Tuttavia esse sono divise in due grandi famiglie:
• Aquaporine specifiche: consentono solo il trasporto dell’acqua, e il canale di trasporto è costituito esclusivamente da amminoacidi, i quali legano solo le molecole d’acqua impedendo il passaggio degli altri ioni e molecole.
• Aquaglicoproteine: anche queste favoriscono il passaggio dell’acqua, ma a differenza delle aquaporine specifiche, queste consentono il passaggio di glicerolo e di altre molecole neutre.
La grande differenza tra queste due famiglie di aquaporine, sta nella loro configurazione amminoacidica interna del canale di trasporto. Infatti il loro canale è costituito da cinque porzioni(P1, P2, P3, P4, P5)che sono costituite ciascuna da una specifica sequenza di amminoacidi. A seconda della sequenza di queste porzioni potrà passare solo l’acqua o acqua unita ad altre molecole.
Entrambe le famiglie di aquaporine sono proteine formate da dei domini transmembrana che attraversano lo strato lipidico della membrana cellulare.
Le aquaporine, per il passaggio della molecola d’acqua, sfruttano un canale nella membrana cellulare chiamato “porocanale”.
Il porocanale è formato dall’unione di quattro subunità proteiche, e a sua volta ogni subunità è formata da sei domini transmembrana che attraversano il doppio strato fosfolipidico della membrana cellulare.
I porocanali non sono costituiti unicamente da proteine, infatti vi sono presenti anche molecole di amminoacidi che presentano dei gruppi carichi, che hanno il compito di legarsi alle molecole d’acqua.
I primi 3 domini(a, b, c), sono speculari con gli altri 3 (a1, b1, c1). Infatti, il segmento “a” è speculare al segmento “a1”, ed il loro orientamento è opposto, in modo che quando il canale si forma all'interno della membrana cellulare,l'acqua viene trasportata in due sensi opposti in modo bidirezionale.
La struttura dell'acquaporina, presenta inoltre delle anse extracellulari (A, C, E) e delle anse intracellulari (B, D).In particolare il porocanale per l’acqua è formato dall’ansa B ed E che si ripiegano.
All’interno dei differenti organi, la localizzazione delle aquaporine è svariata: all’interno delle cellule dei reni, per esempio, le aquaporine hanno una concentrazione molto elevata.
Questo perché i reni hanno la funzione di regolazione dell’osmolarità dei liquidi all’interno del corpo umano.
Oltre che nelle cellule renali, le aquaporine sono concentrate anche nelle cellule dell’apparato respiratorio, in quelle dell’apparato ghiandolare e nelle cellule dell’occhio.
A causa della loro importanza, un’insufficienza di aquaporine all’interno dell’organismo può provocare gravi malattie.

Romanò Andrea

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