Biología

Aquaporinas: Definição e Função

A Membrana Celular

Bactérias, algas, cães, tulipas, humanos! Se estiver viva, cada uma de suas células possui uma membrana celular. As membranas celulares são compostas por duas camadas de fosfolipídios, com algumas proteínas e carboidratos espalhados, formando uma camada de proteção e separação do conteúdo interno da célula.

A membrana celular tem várias funções, mas, para o propósito desta lição, vamos nos concentrar em uma. A membrana celular tem a função de decidir o que pode entrar e sair da célula. Aquaporinas são canais especiais feitos de proteínas e depositados na membrana celular. Semelhante a um túnel, eles permitem que as moléculas viajem através deles, entrando ou saindo da célula. Mas antes de discutirmos esses canais, vamos revisar a permeabilidade e difusão seletivas.

Permeabilidade seletiva

A campainha toca e você se dirige para ver quem está na porta. Se você reconhecer a pessoa, é provável que a deixe entrar em sua casa. Mas se você vir um estranho na porta, pode decidir falar com ele pela porta de tela. Assim como você é seletivo ao escolher quem tem permissão para entrar em sua casa, a membrana celular é seletiva ao decidir o que pode entrar ou sair da célula que está protegendo. A membrana celular é permeável , o que significa que as moléculas podem atravessá-la, mas também é seletiva , o que significa que só permite que certas moléculas a atravessem. Esta propriedade é apropriadamente denominada permeabilidade seletiva .

Algumas moléculas não têm cérebro, como o oxigênio. Obviamente, a célula quer deixar o oxigênio entrar ou ele morrerá. Mas outras moléculas, como a água, são um pouco mais complicadas. Muita água e a célula podem explodir como um balão d'água. Se não houver água suficiente, a célula pode murchar e morrer. A chave é deixar entrar apenas a quantidade certa de água para manter a célula saudável e próspera. Como isso é feito? Para entender isso, primeiro devemos entender a difusão.

Difusão

Você já sentiu aromas deliciosos vindos da cozinha, mesmo estando em outro cômodo da casa? Imagine uma torta de maçã sendo assada na cozinha enquanto você está lá em cima em seu quarto. As moléculas de odor da torta de maçã estão concentradas em sua origem (perto do forno), mas podem viajar livremente do forno para outras partes da casa, incluindo o andar de cima para o nariz.

Este fenômeno, moléculas movendo-se livremente de um espaço onde existem muitas (alta concentração) para espaços onde não existem muitas (baixa concentração), é chamado de difusão . A difusão explica como o creme se espalha uniformemente em uma xícara de café e como o corante alimentício se espalha em uma xícara de água.

A difusão também permite que muitas moléculas importantes entrem e saiam das células nos organismos vivos. Por exemplo, todas as células humanas precisam de oxigênio. Essa minúscula molécula pode se difundir livremente da corrente sanguínea para qualquer célula, abrindo caminho através da membrana celular. Por outro lado, todas as células humanas produzem dióxido de carbono como um produto residual. O dióxido de carbono pode se difundir livremente pela membrana celular, deixando uma célula e entrando na corrente sanguínea. A partir daqui, ele viajará para seus pulmões, onde você o expirará para sempre.

Aproximadamente dois terços do corpo humano são feitos de água, então é claramente importante. A difusão da água através de uma membrana seletivamente permeável recebe um nome especial: osmose . Freqüentemente, a água osmose através da membrana celular para ajudar a célula a manter um equilíbrio hídrico adequado, bem como uma concentração adequada de várias moléculas importantes (como açúcar, sódio ou cálcio) dentro da célula. Manter um equilíbrio adequado da água é muito importante (pense no início desta lição: não queremos que uma célula murche ou exploda!) E isso é chamado de osmorregulação . Muitas vezes, as células precisam reagir rapidamente ao osmorregulação. É aqui que as aquaporinas entram em jogo.

Aquaporinas

Você engole um refrigerante gigante ou corre uma maratona e perde muita água com o suor. Essas situações drásticas exigem que suas células reajam rapidamente para manter os níveis corretos de água e outras moléculas importantes. Claro, a água pode osmose através da membrana celular, mas isso nem sempre é rápido o suficiente para as células permanecerem equilibradas. É aqui que as aquaporinas entram para salvar o dia! Aquaporinas são canais especiais feitos de proteínas e depositados na membrana celular. Semelhante a um túnel, eles permitem que as moléculas viajem através deles, entrando ou saindo da célula.

Aquaporinas são altamente específicas e permitem apenas a passagem de água e nada mais. 'Aquaporin' é, portanto, um grande nome para esta proteína, uma vez que 'aqua' significa água e 'porin' significa túnel. A maioria das membranas celulares tem muitas aquaporinas, então a célula pode reagir rapidamente para manter o equilíbrio adequado dentro da célula.

Funções especiais

A osmorregulação é importante para todas as células. No entanto, algumas células precisam de aquaporinas extras. As membranas celulares das células renais, por exemplo, são carregadas com aquaporinas extras, já que é função das células renais filtrar o sangue e ajudar a manter o equilíbrio correto de água no sangue. As aquaporinas também são importantes para outros organismos. Pare por um momento e pense nos organismos que estão constantemente submersos na água, como os peixes. As aquaporinas desempenham um papel crítico em suas vidas diárias, de modo que suas células podem osmorregular com a água do mar ou com os ambientes de água doce em que nadam. As plantas também usam aquaporinas. Se as células vegetais não tiverem água suficiente, você acabará com um pedaço de alface murcho ou um talo de aipo flácido.

Resumo da lição

Todos os organismos são feitos de células e cada célula é protegida por uma membrana celular seletivamente permeável . Uma das muitas tarefas dessas membranas é regular o que pode entrar na célula e o que pode sair da célula. Como a água é fundamental para a vida, a membrana celular deve regular a quantidade de água que entra e sai o tempo todo. Embora a água seja capaz de osmose ou se difundir através da membrana, as aquaporinas são freqüentemente usadas para ajudar a acelerar o processo. As aquaporinas são túneis de proteínas construídos na membrana celular que só permitem a passagem de água. Aquaporinas são uma parte crítica da osmorregulação de muitos organismos da Terra.

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