Akuaporin adalah, Pengertian dan fungsinya

Akuaporin adalah saluran air yang membentuk pori-pori di membran sel dan secara selektif menghantar molekul air melalui membran, sambil mencegah lewatnya ion (seperti natrium dan kalium) dan molekul kecil lainnya.

Akuaporin biasanya terdiri dari protein subunit yang identik. Molekul air melintasi bagian tersempit dari saluran air dalam satu file. Kehadiran saluran air meningkatkan permeabilitas membran terhadap air sebanyak sepuluh kali lipat. Akuaporin mencegah kita dari kematian akibat dehidrasi dengan menyerap kembali 99% air di ginjal.

Keberadaan saluran air molekuler sudah lama diduga. Namun, identitas molekul mereka tetap tidak diketahui sampai penemuan akuaporin-1 kebetulan pada tahun 1988. Protein yang dikenal sebagai AQP1 pertama kali dimurnikan dari membran sel darah merah.

Sejumlah akuaporin yang berbeda sekarang telah diidentifikasi. Mereka telah ditunjuk sebagai akuaporin-0, akuaporin-1, akuaporin-2, dan seterusnya sementara gen-gen akuaporin yang bersesuaian dilambangkan AQP0, AQP1, dan AQP-2. Hasil mutasi pada gen AQP berbeda. Mutasi pada AQP-0 menyebabkan katarak. Mutasi pada AQP1 telah ditemukan pada orang normal. Mutasi pada gen aquaporin-2 AQP2 menyebabkan bentuk dominan autosomal diabetes insipidus nefrogenik.

Hadiah Nobel Kimia 2003 dibagikan oleh Peter Agre dari Johns Hopkins University “untuk penemuan saluran air.” Separuh hadiah lainnya diberikan kepada Roderick MacKinnon dari Universitas Rockefeller “untuk studi struktural dan mekanistik saluran ion.”

Artikel ini berfokus pada protein saluran air khusus yang disebut akuaporin. Akuaporin memungkinkan air mengalir melintasi membran sel, sehingga mengontrol keseimbangan air di dalam sel.

Membran Sel

Bakteri, ganggang, anjing, tulip, manusia! Jika masih hidup, masing-masing selnya memiliki membran sel. Membran sel terdiri dari dua lapisan fosfolipid, dengan beberapa protein dan karbohidrat tersebar di seluruh, membentuk lapisan perlindungan dan pemisahan untuk isi bagian dalam sel.

Membran sel memiliki banyak fungsi tetapi, untuk tujuan artikel ini, kita akan fokus pada satu. Membran sel memiliki tugas menentukan apa yang diizinkan untuk masuk dan keluar sel. Akuaporin adalah saluran khusus yang terbuat dari protein dan disimpan ke dalam membran sel. Mirip dengan terowongan, mereka membiarkan molekul berjalan melaluinya, memasuki atau keluar sel. Tetapi sebelum kita membahas saluran ini, mari kita tinjau permeabilitas dan difusi selektif.

Permeabilitas Selektif

Bel pintu berdering dan Anda pergi untuk melihat siapa yang ada di pintu. Jika Anda mengenali orang itu, kemungkinan Anda akan membiarkan mereka masuk ke rumah Anda. Tetapi jika Anda melihat orang asing di pintu, Anda mungkin memutuskan untuk berbicara dengan mereka melalui pintu kasa. Sama seperti Anda selektif ketika memilih siapa yang diizinkan di rumah Anda, membran sel juga selektif ketika memutuskan apa yang diizinkan untuk masuk atau meninggalkan sel yang dilindungi. Membran sel permeabel, artinya molekul dapat melintasinya, tetapi juga selektif, artinya hanya membiarkan molekul tertentu melintasinya. Sifat ini secara tepat disebut selektif permeabilitas.

Beberapa molekul bukan otak, seperti oksigen. Jelas, sel ingin membiarkan oksigen masuk, atau ia akan mati. Tetapi molekul lain, seperti air, sedikit lebih rumit. Terlalu banyak air dan selnya bisa meledak seperti balon air. Tidak cukup air dan selnya bisa mengerut dan mati. Kuncinya adalah membiarkan jumlah air yang tepat masuk untuk menjaga sel tetap sehat dan berkembang. Bagaimana ini dicapai? Untuk memahami ini, pertama-tama kita harus memahami difusi.

Difusi

Apakah Anda pernah mencium aroma lezat yang berasal dari dapur, meskipun Anda berada di ruangan lain di rumah? Bayangkan sebuah pai apel dipanggang di dapur saat Anda berada di lantai atas di kamar Anda. Molekul bau pai apel terkonsentrasi di sumbernya (dekat oven), tetapi dapat dengan bebas melakukan perjalanan dari oven ke bagian lain rumah, termasuk lantai atas ke hidung Anda.

Fenomena ini, molekul bergerak bebas dari ruang di mana ada banyak dari mereka (konsentrasi tinggi) ke ruang di mana tidak banyak dari mereka (konsentrasi rendah), disebut difusi. Difusi menjelaskan bagaimana krim menyebar secara merata ke seluruh secangkir kopi dan bagaimana pewarna makanan menyebar dalam secangkir air.

Difusi juga memungkinkan banyak molekul penting untuk masuk dan keluar sel dalam organisme hidup. Sebagai contoh, semua sel manusia membutuhkan oksigen. Molekul kecil ini dapat berdifusi bebas dari aliran darah ke dalam sel apa pun, menggoyangkan jalannya melintasi membran sel. Sebaliknya, semua sel manusia menghasilkan karbon dioksida sebagai produk limbah. Karbon dioksida dapat dengan bebas berdifusi melintasi membran sel, meninggalkan sel dan memasuki aliran darah. Dari sini, ia akan melakukan perjalanan ke paru-paru Anda, di mana Anda akan menghembuskannya untuk selamanya.

Sekitar dua pertiga tubuh manusia terbuat dari air, jadi itu jelas penting. Difusi air melintasi membran permeabel selektif diberi nama khusus: osmosis. Sering kali, air akan mengalir melalui membran sel untuk membantu sel mempertahankan keseimbangan air yang tepat, serta konsentrasi yang tepat dari beberapa molekul penting (seperti gula, natrium, atau kalsium) di dalam sel. Mempertahankan keseimbangan air yang tepat sangat penting (pikirkan kembali sebelumnya dalam pelajaran ini: kita tidak ingin sel mengerut atau meledak!) Dan itu disebut osmoregulasi. Seringkali, sel harus bereaksi dengan cepat untuk osmoregulasi. Di sinilah akuaporin berperan.

Apa itu Akuaporin

Anda menenggak soda raksasa, atau lari maraton dan kehilangan banyak air melalui keringat. Situasi drastis seperti itu menuntut sel-sel Anda untuk bereaksi dengan cepat untuk mempertahankan kadar air yang benar dan molekul-molekul penting lainnya. Tentu saja, air dapat mengalir melalui membran sel, tetapi ini tidak selalu cukup cepat untuk sel agar tetap seimbang. Di sinilah akuaporin masuk untuk menyelamatkan hari! Akuaporin adalah saluran khusus yang terbuat dari protein dan disimpan ke dalam membran sel. Mirip dengan terowongan, mereka membiarkan molekul berjalan melaluinya, memasuki atau keluar sel.

Akuaporin sangat spesifik dan hanya membiarkan air dan tidak ada yang lewat. Karena itu ‘Akuaporin’ adalah nama yang bagus untuk protein ini, karena ‘aqua’ berarti air dan ‘porin’ berarti terowongan. Sebagian besar membran sel memiliki banyak akuaporin, sehingga sel dapat bereaksi dengan cepat untuk secara konsisten menjaga keseimbangan yang tepat di dalam sel.

Fungsi Akuaporin

Osmoregulasi penting untuk semua sel. Namun, beberapa sel membutuhkan kquaporin tambahan. Selaput sel sel ginjal, misalnya, dimuat dengan akuaporin tambahan, karena tugas sel-sel ginjal untuk menyaring darah dan membantu menjaga keseimbangan air dalam darah. Akuaporin juga penting bagi organisme lain. Berhentilah sejenak dan pikirkan tentang organisme yang terus-menerus tenggelam dalam air, seperti ikan. Akuaporin memainkan peran penting dalam kehidupan sehari-hari mereka sehingga sel-sel mereka dapat beregulasi dengan air laut atau lingkungan air tawar di mana mereka berenang. Tanaman juga menggunakan aquaporin. Jika sel-sel tanaman tidak memiliki cukup air, Anda akan berakhir seperti selada layu atau tangkai seledri yang kendor.

Ringkasan

Semua organisme terbuat dari sel dan setiap sel dilindungi oleh membran sel permeabel selektif. Salah satu dari banyak pekerjaan membran ini adalah mengatur apa yang diizinkan masuk ke dalam sel dan apa yang diizinkan untuk meninggalkan sel. Karena air sangat penting bagi kehidupan, membran sel harus mengatur berapa banyak air yang datang dan pergi setiap saat. Meskipun air mampu osmose, atau berdifusi melintasi membran, akuaporin sering digunakan untuk membantu mempercepat proses. Akuaporin adalah terowongan protein yang dibangun ke dalam membran sel yang memungkinkan air melewatinya. Akuaporin adalah bagian penting dari osmoregulasi bagi banyak organisme di Bumi.



Leave a Reply