Hucre_Membrani192.15 KB

HÜCRE MEMBRANI
Prof. Dr. Turgut Ulutin
HÜCRE MEMBRANI
• PLAZMA MEMBRANI
PLAZMALEMMA
75-80 Aº
EM
* Mekanik mikromanipulasyon
1926 Chamber
* Fizyolojik deneyler
hipotonik
hipertonik
Fonksiyonları
1.Sitozol ve dış ortam arasındaki farklılığın sürdürülmesi
2.İyon ve makromolekül trafiği
3.Hücre-hücre tutunması, adhezyonu
4.Hücre-hücre haberleşmesi
5.Hücre tanıması (antijenik makromoleküller)
6.Reseptörler (hormonlar, sinyaller)
Tüm Biyolojik Membranlar
*Lipid
*Protein
genel bir yapı
dinamik, sıvı yapılar, hareketli
asimetrik
Lipid-protein oranı değişkendir
Myelin ; %82 lipid
%18 protein
Mitokondri iç membranı;
%25 lipid -%75 protein
• Lipidler esas yapısal eleman
Çift tabakalı fosfolipidler
• Seçici geçirgen bariyer
(küçük hidrofobik gazlar; O2, CO2, N2, küçük yüksüz
moleküller; su etanol, gliserol, üre diffüzyonla geçer)
MEMBRAN LİPİDLERİ
Amfipatik moleküller
I.Fosfolipidler:
II.Kolesterol
1.Fosfatidilkolin
2.Fosfatidil etanolamin
3.Fosfatidilserin
4.Fosfotidil inositol
Sfingomyelin
III. Glikolipid
MEMBRAN LİPİDLERİ
*Kendiliğinden 2 tabaka (sulu ortamda) oluşturma
*Kapalı kompartman oluşturma
*Sıvı oluşu
Lipid asimetrisi (2 yaprak farklı fosfolipid
içeriğine sahiptir)
Plazma membranı 1855 Nageli
Lipid tabiatındadır 1899 (Geçirgenlik özellikleri
üzerindeki deneyler)
Çift tabakalı lipid (bilayer) yapının keşfi
Gorter ve Grendel (1925)
Eritrosit membranında lipidlerin düzeni üzerinde
deneyler.
Sentetik çift tabakalı lipidler (Yapay membranlar)
1-Lipozomlar
2-Siyah membranlar
II.Kolesterol
1- Membran sıvılığını belirler
2- Membran geçirgenliğini azaltır.
3- Membranın dayanıklılık ve esnekliğini arttırır.
Membran Sıvılığını Belirleyen
Faktörler
1-Kolesterol miktarı
2-Lipid terkibi
3-Sıcaklık
Lipid Hareketleri
1-Lateral difüzyon (1 sn'de 2 µ)
2-Rotasyon hareketi
3-Takla hareketi (çok nadir)ER membranları
Enzim:fosfolipid translokatör
MEMBRAN PROTEİNLERİ
*Protein molekülleri küresel tanecikler şeklindedir
*Çoğu lipid içinde gömülüdür.(Sıvı -Mozaik model)
*Membran işlevlerinin çoğunu yerine getirir.
*Membran proteinleri asimetrik yerleşirler.
*Çoğu membran proteini amfipatik moleküllerdir.
*Membran proteinleri hareketlidir. (Frey ve Edidin 1970)
MEMBRAN PROTEİNLERİ
1-Periferal (ekstrinsik) proteinler
Yüzeyde bulunan diğer proteinlere tutunurlar (protein-protein
etkileşimi)
2-İntegral (İntrinsik) proteinler
Lipidlerin hidrofobik bölgesi ile etkileşirler
• Transmembran proteinler (tek geçişli, çok geçişli)
• Sitozole bakan lipid tabakasına bir yağ asidi zinciri ile
tutunanlar
• Dış yapraktaki fosfotidilinositole bir oligosakkarit zinciri ile
tutunanlar
• Proteinlerin membran içine gömülü yuvarlak
tanecikler şeklinde olduğunun keşfedilmesi
(Steere ve Moor 1961)
Dondurup-Kırma Yöntemi
1-Fiksasyon (glutaraldehit)
2-Kriyoprotektan içine koyma (örn.gliserin)
3-Dokuyu dondurma (-150ºC sıvı nitrojen)
4-Kırma
5-Platin ve karbonla yüzeyi kaplama (replika)
Membran proteinleri
hareketlidir.
(Frey ve Edidin 1970)
Membran proteinlerinin
fonksiyonları
1-Hücre içine, dışına molekül transportu
(Transport proteinleri)
2-Hormonlar ve çevredeki diğer kimyasal maddelerden sinyaller
alır ve bunları hücre içine iletir. (Reseptör)
3-Ekstraselüler matriks elemanları için tutunma yerleri oluşturur.
(Ekstraselüler matriks reseptörleri=İntegrin)
4-Sitoiskelet elemanları için tutunma yerleri oluşturur.
5-Çeşitli enzimler kimyasal reaksiyonlara katılır.
6-Antijen olarak iş görürler.
Hücre yüzey antijenleri
(Hücre-hücre tanıması)
İnsanda hücre yüzey antijenleri
HLA (İnsan lökosit antijenleri)= MHC molekülleri
(esas doku uyumu antijenleri)
MHC Proteinleri
1-MHC sınıf I (tüm nukleuslu hücre yüzeyleri)
2-MHC sınıf II (B lenfosit ve makrofaj yüzeyleri)
MHC Proteinleri
Sabit Bölgeler (tüm bireylerde aynı)
Değişken Bölgeler (bireyler arasında farklılıklar var)
Her bireyin MHC molekülleri diğerlerinden farklı
(tek yumurta ikizleri hariç)
En polimorfik molekül
MHC değişkenliği doku transplantasyonunu önler.
MHC antijenleri=Transplantasyon antijenleri
MEMBRAN
KARBOHİDRATLARI
Eukaryotik hücre membranı dış yüzü (asimetrik) %2-10
Glikokaliks=Hücre mantosu
• Glikoproteinler (Membran dış yüzündeki proteinlere)
• Glikolipidler (Dış yapraktaki lipidlerin hidrofilik uçlarına)
Sitozolik yüzde "CH" yok
Fonksiyonları :
1-Hücrelerarası temas ve adhezyon (Doku bütünlüğü)
2-Büyük taneciklerin geçişi için bariyer
3-Sindirim enzimleri, safra tuzları etkisine karşı koruyucu
(barsak epiteli)
4-Hücre-hücre tanıması, hücre matriks tanıması
5-Reseptör (peptid hormonlar, hücre zehirleri örn.kolera ve
tetanus toksinleri) virus, bakteri tutunma bölgeleri
6-Kan grubu antijenleri (A,B,O)
Glikolipidler (Dış yapraktaki lipidlerin %5 i)
• Tüm hayvan hücre membranlarında ve bazı iç
membranlarda bulunur
• Sinir hücrelerinde ve beyinde çok bulunur
*Galaktoserebrosit (Myelin %40)
*Gangliosidler (En kompleks glikolipid):
Bir veya daha çok sialikasit=N-asetil
nöraminik asit NANA içerir,
Membrana (- ) yük verir
Gangliosidler
Sinir hücrelerinde tüm lipidlerin
%5-10’nunu oluşturur
40 farklı gangliosid belirlenmiştir
glikolipid metabolizması bozukluğu
Tay-Sachs hastalığı
GM2 normal dönüşümü yapılamaz, birikir
Beyin ve sinir fonksiyon bozukluğu, zeka
geriliği, erken ölüm
Glikolipidler ve glikoproteinler hücre içine alınan bazı
maddeler için bağlanma bölgeleri oluşturur
(örn: bazı peptid hormonlar, kolera ve tetanus toksinleri, bazı
viruslar ve bakteriler)
Gangliosid GM1 Kolera toksini için reseptör
Kolera toksini GM1 e bağlanır.
Hücre içine girer
İntraselüler c-AMP artışı
Na+ ve su atılımı
CD4 (T lenfosit hücre yüzey glikoproteini)
HIV (AIDS) virusu için bağlanma bölgesi
• Kanser hücrelerinde plazma membranı
karbonhidratlarında değişiklikler görülür
• Embriyonik gelişimde programlanmış
değişiklikler oluşur
Kan grubu antijenleri
Glikoprotein, glikolipid
CH grubu antijenik belirleyici
A grubu olan bireyin CH düzeni
B grubu olan bireyden farklı
A
B
immun cevap
Kan nakli
Donör ve alıcı aynı gruptan ise immun cevap
oluşmaz.
Tüm bireylerde “O” antijenini sentezleyen
enzimler vardır.
• A grubu; “O” antijenine bir N-asetil galaktoz
amin ekleyen enzime sahip
• B grubu; galaktoz ekleyen enzime sahip
• AB grubu; hem A hem B antijenlerini sentezler
• “O” grubu; sadece “O” antijenini sentezler
Kan Grubu
Antijen
Alabileceği
Kan Grubu
A
A
A ve O
B
B
B ve O
AB
A ve B
Hepsi
O
Hiçbiri
O