zar yapisi ve fonksİyonlari - gtu.edu.trabl.gtu.edu.tr/hebe/abldrive/71167157/w/storage/... ·...

ZAR YAPISI ve FONKSİYONLARI

Yrd.Doç.Dr.Yosun MATER


ZARLAR

Zarlar yaşayan hücrede 5-10nm kalınlığında iki fosfolipit tabakadan oluşur.

Burada yer alan fosfolipit tabaka amfipatik (amphipatic)bir özelliğe sahiptir.

Amfipatik terimi, hem su seven (Hidrofilik) hem de su sevmeyen

(hidrofobik) özellik gösterebilen moleküller için kullanılan bir terimdir.

Buna ek olarak hücre zarları sadece lipitten değil protein ve karbohidrat

da içeren bir tabakadır (Şekil 5.1).

Fosfolipit tabaka hücre zarını oluştururken hidrofilik baş kısımları dışa,

hidrofobik kuyruk kısımları birbirine bakacak şekilde dizilirler (Şekil 7.2)


Akışkan Mozaik Model:

Hücre zarının çift katmanlı yapısı iki tabakalı fosfolipitten

oluşmuştur. İçine gömülmüş proteinler içerir. Hareketi sn’de 107

kez açılıp-kapanma şeklinde olabilir. Bu da bir bakteri hücre

zarında, 1 saniyede yaklaşık 2μm kadar kayma şeklinde gözlenebilir.

Buna göre membran proteinleri hücre zarının dışında yer alan

eksternal proteinler, hücre zarına yerleşmiş integral proteinler

ve zarın hücreyle birleştiği noktada yer alan periferal proteinler

olmak üzere 3 farklı yerde lokalize olabilir (Şekil 7.3).


Membran hareketi hidrofobik kuyrukların birbirini itmesiyle

gerçekleşir. Burada zarın daha gevşek veya daha sıkı paketlenmiş

olması ve sıcaklık önemli bir etkendir.

Buna göre kuyruklar gevşek paketlenmiş zarlarda birbirini

kolayca iter ve süratle kayarlar. Daha sıkı paketlenmiş olan zarlar

(Ör: Hayvan hücresi zarları) daha yavaş kayma hareketi yapar.

Örneğin insanlarda olduğu gibi sabit bir vücut sıcaklığı varsa

(Ör:37˚C), bu nispeten daha hızlıdır ve sıcaklık arttıkça hız artar.

Bu esnada kanda yer alan kollestrol hücre zarında hidrofobik

kuyruklar arasına yerleşir. Bu da hücre zarının akışkanlığını

azaltır (Şekil 7.5).


Hücre zarının yapısına giren proteinler ve lipitler

Endoplazmik Retikulumda (ER) ve Golgi aygıtında

şekillendirilir ve düzenlenir (Şekil 7.9).

Hücrenin içinde kalacak ve dışına aktarılacak olan

bileşenler yine bu merkezlerde belirlenir ve paketlenerek

hücre zarına yönlendirilir.

Bu nedenle hücre zarının iç yüzü (Sitoplazmaya bakan

kısım) ve dış yüzü (diğer hücreler ile yüzleşen kısım) farklı

moleküler kompozisyonlara sahiptir.


Hücre zarının yapısına giren dört temel bileşen:

1.Fosfolipit tabakalar; hemen her hücre zarında yer alır. Esnek bir yapıdadır.

Aynı zamanda madde geçişini kontrol eder. Hayvan hücrelerinde kollestrol,

OH grubu içeren (-) yüklü steroid içerir. Bitki hücrelerinde çok daha az

kolestrol bulunur.

2.Transmembrane Proteinleri; Her zarda görülen önemli bir bileşendir.

Hücre zarından taşınma ve iletişim gibi çok çeşitli görevleri üstlenir.

3.Interior Protein Ağı (İç protein ağı); Zarın yapısını ve şeklini korur.

İntegrin, spektirin gibi aktin yapısında filamentlerle bağlantılıdır. Hücre

zarında yer alan proteinlerin hareketini ve demirlenmesini kontrol eder.

4.Hücre-Yüzey işaretleyicileri; Bunlar ER ve Golgi’de oluşturulup,

olgunlaştırılan glikoproteinler ve glikolipitlerden oluşur.


Elektron Mikroskobuna

dayalı yapısal deliller;

TEM ve SEM çalışmaları

yardımıyla hücre zarına

yönelik pek çok bilgi elde

edilmiştir (Şekil 5.3).


1.Fosfolipit Tabakalar

Hücre Zarının Ana Bileşeni:

Fosfolipitler bir hidrofilik

(Fosfat) baş kısmına ve bir

hidrofobik (Lipit) kuyruk

kısmından oluşur. Yani amfipatik

bir özellik sergiler.

Fosfatlar su ile bağlantıyı

sağlarken, lipit kuyruklar sudan

uzak durur.

Böylece hücre zarının daha

akışkan ve daha yüksek

sıcaklıklara dayanması sağlanır

(Şekil 5.4).


2.Transmembran Proteinleri

İntegral proteinlerdir. Hücre zarının

içine gömülürler ve bir maddenin,

proteinin hücre içinden hücre zarının dış

kısmına aktarılmasından sorumludurlar.

Yapılarında çok sayıda nonpolar veya

hidrofobik amino asitler yer alır (Ör:

Bakteriorodopsin).

Hücre zarını boydan boya geçerler.

Genellikle sarmal, α heliks

yapısındadırlar (Şekil 7.6, 5.7)

Bazen βkatlanmalar şeklinde de

görülebilir. Örneğin zar da yer alan por

proteinleri buna örnektir (Şekil 5.8).


Zarda yer alan

proteinlerin görevleri Proteinler çok fonksiyonel bileşenlerdir.

Proteinler ve protein kompleksleri hücre

zarında son derece anahtar görevi olan

olaylarda rol alırlar (Şekil 7.7).

1.Taşıyıcıdırlar. Seçici olarak, farklı

kanallar yardımıyla madde taşınımını

gerçekleştirirler.

2.Enzimatik aktiviteleri vardır. Çoğu

kimyasal reaksiyona girer ve bunları

oluşmasını, ilerlemesini kolaylaştırırlar.


3.Hücre-yüzey reseptörlerini

tanımlar. Hücre yüzeyinde yer alan

reseptör proteinler yardımıyla

hassas kimyasal mesajları, sinyalleri

alırlar ve iletirler.

4.Hücre-hücre tanıma

aşamasında işaretleyici olurlar.

Hücre zarından taşınan maddelere

işaretleyiciler bağlayarak onların zar

tarafından daha kolay tanınmasını

sağlar.


5.Hücre-hücre tutunma-

yapışma özellikleri vardır. Bunlar

özel yapıştırıcı proteinlerdir. Böylece

hücreler arasında kalıcı bağlar

oluşmasını ve bu hücrelerin daima

bir arada kalması sağlanır.

6.Sito iskelet tutucularıdırlar.

Bunlar zar proteinlerinin hücre içine

bağımlı kalmasını ve ve hücrenin

şeklinin korunmasını sağlar.


3. Interior Protein Ağı (İç protein ağı-Periferal Proteinler)

Periferal proteinleri, yapısı değiştirilmiş (=modifiye) lipitler yardımıyla hücre zarına

demirlenmiş şekilde yerleşmişlerdir (Şekil Raven syf 94).

İntegral proteinler ise zar içine dağılmış bir veya daha fazla hidrofobik bölge içerisinde

bulunabilir. Bunlara trans-membran birimleri denir (Şekil 5.6).


4.Hücre-Yüzey işaretleyicileri

Hücre Zarında yer alan Karbohidratların-Şekerlerin görevleri

Hücre-hücre tanınmasında, bağlanmasında, yönlendirilmesinde, tutunmasında ve zararlı olarak

tanımlanmasında görev alan temel birimler virüslerden insana kadar tüm canlılarda

karbohidratlardır (Şekil 7.8).

Yukarıda tanımaya ve bağlanmaya yönelik görevleri sayılan bütün proteinler aslında

glikoproteinlerdir ve bu görevlerini yapılarında bulunan şeker birimleri ile yaparlar.

Dolayısıyla hücre zarının tanıma ve seçici geçirgen özelliği ya doğrudan bu şeker birimleri

yardımıyla ya da glikoprotein yapısında proteinler vasıtasıyla gerçekleşmektedir.


Hücre Zarlarında Pasif Taşınma; Difüzyon ve Osmosis

Pasif taşınma aslında difüzyon olayıdır (Şekil 7.10a). Maddenin çok

yoğun olduğu yerden az yoğun olduğu bölgeye geçmesi esasına dayanır.

Birden fazla madde için madde dengelenmesi sırasında karşılıklı geçiş söz

konusuysa buna konsantrasyon derecelenmesi adı verilir (Şekil 7.10b).

Eğer bu geçiş aşamalarında enerji kullanımı olmuyorsa bu difüzyonların

genel ismi basit difüzyon adını alır.

Eğer bu geçişte geçen madde su ise bu basit difüzyonun adı Osmosis olur

(Şekil 7.11, 5.12).


Aktif difüzyon-Aktif taşınma Daha karmaşık bir difüzyon tipi de yüklü moleküller (Ör: elektrik yüklü iyonların)

arasında görülen difüzyon tipidir.

Bunlar zar porları yardımıyla hücre içine geçerler. Bu geçişlerin bazıları yine enerji

kullanılmadan basit difüzyon ile çok yoğun ortamdan az yoğun ortama olacak şekilde

gerçekleşir (Şekil 7.14).

Bazıların da ise bu geçişi gerçekleştirmek için belli bir elektriksel yük decelenmesine

ve/veya harcanmasına ihtiyaç duyulur. Bunun sebebi az yoğun ortamdan çok yoğun

ortama madde geçişinden kaynaklanır. Zarda yer alan sodyum-potasyum pompaları

örnek olarak verilebilir. Burada sodyum, özellikle glukozun taşınmasında kullanılır

(Şekil 7.15, 7.16).

Bu tip difüzyona Aktif difüzyon adı verilir (Şekil 7.16).


Yine aktif taşınmaya örnek

olarak proton pompalarını

verebiliriz.

Bunlar kendileri aktif

taşınma yaparken, basit

difüzyonla başka maddelerin

alımına yani aynı anda diğer

bir maddenin geçişine de

destek verebilirler (Şekil

7.18). Yrd.Doç.Dr.Yosun MATER

Endositoz ve Ekzositoz ile Kütlesel Taşınma

Hücre içinde büyük moleküller ve diğer büyük materyallerin hücre içine alınması Endositoz

(Şekil 5.15) ve hücre dışına atılması Ekzositoz adını alır (Şekil 5.16). Bu işlemler için enerjiye ihtiyaç

vardır.


Kaynaklar Campbell Biology 10th ed.(2014) Neil A. Campbell,

Jane B. Reece, Unit 2, Part:7, p: 124-140 Pearson Benjamin Cummings, 1301 Sansome St., San Francisco, CA 94111.

Biology / 9th ed (2008)Peter H. Raven George B. Johnson, Kenneth A. Mason, Jonathan B. Losos, Susan R. Singer, Chapter 5, p:88-106. The McGraw-Hill Companies, Inc., 1221 Avenue of the Americas, New York, NY 10020.


zar yapisi ve fonksİyonlari - gtu.edu.trabl.gtu.edu.tr/hebe/abldrive/71167157/w/storage/... ·...

Documents