एक्वापोरिन

एक्वापोरिन विशेष चैनल प्रोटीन होते हैं जो जैविक झिल्लियों में जल के अणुओं की आवाजाही को सुगम बनाते हैं। वे पौधों और जानवरों दोनों में कोशिकाओं और ऊतकों के भीतर जल संतुलन को विनियमित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

एक्वापोरिन की मुख्य विशेषताएं

चयनात्मक जल परिवहन

एक्वापोरिन अत्यधिक चयनात्मक होते हैं और केवल जल के अणुओं को गुजरने देते हैं, जबकि आयनों या विलेय के पारित होने को रोकते हैं।

निष्क्रिय परिवहन

जल अपनी सांद्रता ढाल का अनुसरण करते हुए परासरण द्वारा एक्वापोरिन से होकर गुजरता है। इस प्रक्रिया में ऊर्जा (ATP) की आवश्यकता नहीं होती है।

संरचना

• एक्वापोरिन अभिन्न झिल्ली प्रोटीन होते हैं जो लिपिड बाइलेयर में एक छिद्र बनाते हैं।
• वे छह झिल्ली-फैले अल्फा-हेलिस और जल के लिए विशिष्ट एक संकीर्ण केंद्रीय चैनल से मिलकर बने होते हैं।

वितरण

पौधों, जानवरों और सूक्ष्मजीवों सहित विभिन्न जीवों में पाए जाते हैं।

पौधों में एक्वापोरिन की भूमिका

जल का अवशोषण

जड़ कोशिकाओं में एक्वापोरिन मिट्टी से जल के तेजी से अवशोषण में सहायता करते हैं।

वाष्पोत्सर्जन

वे वाष्पोत्सर्जन के दौरान जाइलम के माध्यम से पत्तियों तक जल पहुँचाने में मदद करते हैं।

परासरण नियमन

विशेष रूप से सूखे या जलभराव की स्थिति के दौरान, परासरण दबाव में परिवर्तन के जवाब में एक्वापोरिन जल की गति को नियंत्रित करते हैं।

कोशिका विस्तार

विकास के दौरान, एक्वापोरिन रिक्तिकाओं में जल के प्रवेश की सुविधा प्रदान करते हैं, जिससे कोशिका वृद्धि में सहायता मिलती है।

जानवरों में एक्वापोरिन की भूमिका

गुर्दे का कार्य

नेफ्रॉन में जल के पुनःअवशोषण के लिए AQP1 और AQP2 जैसे एक्वापोरिन महत्वपूर्ण हैं, जो जल के संतुलन को बनाए रखने में मदद करते हैं।

हार्मोन द्वारा विनियमन

स्तनधारियों में, एंटीडाययूरेटिक हार्मोन (ADH) कोशिका झिल्ली में एक्वापोरिन के प्रवेश को नियंत्रित करता है, जिससे जल का पुनःअवशोषण नियंत्रित होता है।

ऊतक जलयोजन

एक्वापोरिन मस्तिष्क, आँखों और फेफड़ों जैसे ऊतकों में जल के संतुलन को बनाए रखने में शामिल होते हैं।

एक्वापोरिन का महत्व

कुशल जल परिवहन

झिल्ली के आर-पार जल की गति को बढ़ाना, जो जल-तनाव की स्थितियों में महत्वपूर्ण है।

होमियोस्टेसिस

कोशिकाओं और जीवों के जल संतुलन को बनाए रखना, बदलती पर्यावरणीय स्थितियों के अनुकूल होना।

चिकित्सा महत्व

एक्वापोरिन में उत्परिवर्तन या खराबी मधुमेह इन्सिपिडस जैसी बीमारियों से जुड़ी हुई है, जहाँ गुर्दे की मूत्र को केंद्रित करने की क्षमता क्षीण हो जाती है।

एक्वापोरिन के उदाहरण

पौधों में

जड़ और पत्ती की कोशिकाओं में पाया जाता है, जो जल के अवशोषण और वाष्पोत्सर्जन में सहायता करता है।

मनुष्यों में

• AQP1: लाल रक्त कोशिकाओं और गुर्दे की नलिकाओं में पाया जाता है।
• AQP2: नेफ्रॉन की एकत्रित नलिकाओं में पाया जाता है, जिसे ADH द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

अभ्यास प्रश्न

• एक्वापोरिन क्या हैं, और उनका प्राथमिक कार्य क्या है?
• बताएँ कि एक्वापोरिन पानी के अणुओं के लिए कैसे चयनात्मक होते हैं।
• क्या एक्वापोरिन सक्रिय या निष्क्रिय परिवहन प्रोटीन हैं? अपने उत्तर का औचित्य सिद्ध करें।
• एक्वापोरिन की कौन सी संरचनात्मक विशेषता उन्हें पानी के लिए विशिष्ट बनाती है?
• पौधों की जड़ों द्वारा पानी के अवशोषण में एक्वापोरिन की भूमिका का वर्णन करें।
• पौधों में वाष्पोत्सर्जन की प्रक्रिया में एक्वापोरिन किस प्रकार योगदान करते हैं?
• पौधों में सूखे या जलभराव के दौरान एक्वापोरिन क्यों महत्वपूर्ण होते हैं?
• कौन से पौधों के ऊतकों में प्रचुर मात्रा में एक्वापोरिन पाए जाने की संभावना सबसे अधिक होती है?