Hücre Zarı Hakkında Detaylı Bilgi

Hücre Zarı Çalışmaları: Plazma zarı tüm hücresel zarlar arasında en detaylı çalışılmış olanıdır. Memeli kırmızı kan hücrelerinin (eritrosit) plazma zarları, zar yapısının incelenmesinde özellikle yararlı olmuştur. Memeli eritrositleri nükleus ve iç zarlara sahip olmadıkları için, biyokimyasal analizler için saf plazma zarlarının izole edilebileceği bir kaynak oluştururlar.

Gortel ve Grendel (1925) – Eritrosit zarlarına dayanan zar kavramı

Danilli ve Davson (1935) Modeli – Bu modele proteinler de eklendi. (simetrik yapı)

Robertson (1959) (Birim membran hipotezi) – Bu hipoteze göre zarlar asimetrik yapıdadır.

Danilli – Davson ve Robertson modelleri, hücre zarının elektriksel ve pasif geçirgenlik özelliklerini açıklamakta yeterlidir. Bunula beraber, zardaki protein elemanlarının aktif taşımayı nasıl gerçekleştiğini anlamak bu modelle zordur. Bu modellerin hücre zarının işleyişini tam olarak ortaya koyamamasından dolayı, yeni hücre zarı modelleri geliştirilmiştir. 1972 yılında singer ve Nicolson tarafından hücre zarının tüm özelliklerini açıklayan bir model ileri sürülmüştür. (Sıvı- Mozaik modeli)

Hücre Membranı (Zarı)

Hücrenin yapısal bütünlüğünün sağlanması, kimyasal ve mekanik ayrımı sağlar. İyon ve moleküllerin kontrollü transportunu sağlar. Hücre dışında kullanılacak moleküllerin salgılanmasını sağlar. Diğer hücrelerin, sinyal moleküllerinin tanınması; hücrenin aktivitesinde bu habercilerle oluşturulacak değişikliklerin şekillendirilmesini sağlar (Enzimatik tepkimelerle). Hücrenin diğer hücrelere tanıtılmasını sağlar. Hücre hareketi ve hücre iskeletinde destek oluşturur.

Membranın Temel Özellikleri

  • Sıvı mozaik yapı- Lipid, protein, karbonhidrat içeriği
  • Asimetriktir.
  • Dinamik akışkan (membran lipid ve proteinlerinin, hücre hareketinin oluşmasına izin verir yapıdadır)
  • Seçici geçirgen (Büyük ya da yüklü moleküllerin spontan geçişine izin yoktur ama lipid moleküllere ve suya izin var)
  • Devamlı oluşum ve spontan tamir (Lipid bilayerin sudan kaçması)

Zar lipidleri hidrofobik ve hidrofilik uçlar taşıyan moleküllerdir. Zar lipidleri spontan olarak çift tabakalı yapılar oluşturma eğilimindedir.

Lipid Çift Tabakaları

Membran lipidleri lipid çift tabakaları oluşturabilir. Lipid çift tabakaları kendiliğinden büyük boyutlara ulaşma eğilimindedir (mm boyutlarına). Lipid çift tabakalarının uçları bir araya gelip kapalı yüzeyler oluşturma eğilimindedir. Lipid çift tabakalarında açılan delikler kendiliğinden kapanır. Lipozomlar lipid çift tabakaları ile çevrili sulu ortamlardır. Çapları birkaç yüz angstroma ulaşabilecek küreciklerdir. Lipozomlar aracılığıyla lipid çift tabakalarının geçirgenlik özellikleri araştırılabilir. Uygun lipidler içeren sulu ortamın ses enerjisi ile titreştirilmesi sonucu kolayca elde edilebilir.

Biyolojik zarlara kıyasla hemen hemen hiçbir iyonu geçirmezler. Yapılarına proteinler, polipeptidler veya siklik antibiyotikler ilave edildiğinde geçirgenlikleri büyük ölçüde artar. Lipid çift tabakaları çoğu polar molekülü çok az geçirir, su bu genellemenin dışında kalır. Uyarılabilir hücrelerde zarın elektriksel özellikleri; zarın lipid çift tabakası özelliği kas ve sinir hücreleri gibi uyarılabilir (excitable) hücrelerde elektriksel davranışı (kapasitans, iletkenlik) açısından önem taşır. Zarın her iyona gösterdiği iletkenlik farklıdır.

Membran Yapılarına Ne Stabilize Eder?

Hidrofobik etkileşimler- Hidrokarbon bacaklar Bilayer’in nonpolar iç kısmına yönelir, su molekülleri dışlanır.

Van der Walls çekim güçleri- hidrofobik etkileşimlerle çok yakın bir şekilde bir araya gelen bacaklar geçici dipol-dipol etkileşimleriyle de stabilize olurlar.

Elektrostatik etkileşimler- Membran lipidlerinin polar baş kısımlarıyla su molekülleri arasında oluşan bu çekimler de membran oluşumuna katkıda bulunur.

Glikofosfolipidler santral sinir sisteminde yaygın plazma membranının dış yüzeyinde bulunurlar. Kolesteroller oldukça hidrofobik ve insoluble olmasına rağmen tek alkol rezidüsüne bağlı olarak çok az amfipatik özellik gösterirler. Kolesterol normal vücut ısısında  (37 derece) fosfolipidlerin hareketini kısıtlayarak membranların daha az akışkan olmasını sağlar. Ancak daha düşük ısılarda ise fosfolipidlerin sıkı paketlenmesini önlediği için membranın sıvı fazdan kristal faza geçisini de geciktirir.

Memran Proteinleri

İntegral membran proteinleri de lipidler gibi amfipatiktirler; hidrofobik bölgeleri lipid tabakası içinde, hidrofillik bölgeleri ise lipid tabakasının dışında (intraselüler ya da ekstraselüler yüzde) bulunurlar. İntegral membran proteinleri fosfolipid tabakaya gömülüdür ya da bu tabakayı boydan boya geçer, bazıları da lipid bilayer’i birkaç kez geçen alfa-heliks yapısına sahiptir. Periferal membran proteinlerinde ise hidrofobik bölgeler yoktur, bu nedenle integral membran proteiniyle ya da bilayer’in hidrofilik yüzeyleriyle ilişkilidir.

    Makale Yazarı: duslerkulup2

Sizde yorum yazabilirsiniz...