Dönem 1 Hücre Bilimleri 2 Hücre Yapısı Hücre Bölümlerinin

Dönem 1 Hücre Bilimleri 2
Hücre Yapısı Hücre Bölümlerinin Mikroskopik Yapısı
Hücre Zar Sistemleri, Yapı ve İşlevleri
Hücreler bütün doku, organ ve organ sistemlerinin yapısal ve işlevsel hayat birimleridir.
Temelde iki ayrı hücre çeşidi vardır. Prokaryotik hücreler (bakteri) özellik olarak küçük,
hücre zarı, histonu zarsı organelleri olmayan tek hücreli organizmalardır. Ökaryotik
hücrelerse, çok hücreli organizmalardır. Ökaryotik hücreler, temelde üç kısımda incelenir.
I – Hücre Zarı
II – Sitoplazma * Mitokondriyonlar * Endoplazmik Retikulum * Ribozomlar * Golgi
Kompleksi * Peroksizomlar (Mikrocisimler) * Proteazlar * Lizozomlar * Annülat Lamel *
Mikrotübüller * Sentriyoller * Silya ve Flagella * Lifler ve filamentöz yapılar
III – Çekirdek
Hücre (Plazma) Zarı: Hücre, çevreden ince bir plazma zarıyla ayrılmıştır. Bu zarın
kalınlığı, yaklaşık 7.5 nm (75 Angstrom)„dir. Işık mikroskobunda görülmez. Ancak, oblik
olarak kesildiğinde kalınlığı artacağı için veya dış yüzeyi ile ilişkili maddelerin bulunması
durumunda, daha koyu boyanır ve belirgin olarak izlenir. Ökaryotik hücrelerin plazma
zarlarını ve hücre içi zarlarını da kapsayan bütün biyolojik zarlar, ortak bir yapıya sahiptir.
Buna, “ünit (birim) zar” adı verilir.
EM‟de, birim zar düzenleniminin 2.5 nm kalınlığındaki iki koyu bölgeyi birbirinden
ayıran 3 nm kalınlığındaki merkezi elektron geçirgen tabakadan oluştuğu belirlenmiştir. Zar,
az miktarda karbonhidratın yanı sıra, kovalent olmayan bağlarla bağlanmış lipit ve protein
moleküllerinden oluşmuştur. Hücre içi zarlar, genellikle plazma zarından daha incedir.
Sıvı Mozaik Modeli: İki moleküle sahip fosfolipit tabakaları içerisine değişik
aralıklarla sokulan globüler protein moleküllerinin, lipit tabakasıyla birlikte bir mozaik
oluşturmasıdır. Bu integral (tümleşik) zar proteinleri, hidrofobik ve hidrofilik bölgelere
sahiptir. Hidrofobik kısımlar zarın merkezi lipit tabakası içine gömülüyken, hidrofilik
kısımlarsa yüzeye doğru bir yerleşim gösterirler. Morfolojik olarak gösterilmemesine rağmen,
fizyolojik olarak zarda porların olduğuna inanılmaktadır. Bunlar trasmembran (taşıyıcı)
proteinler olup, zarın kalınlığı boyunca proteinlerin geçtiği kanalları temsil ederler ve sadece
özel bir uyarıya cevap olarak açılırlar. Diğer durumlarda ise, geçişlere kapalıdırlar. Plazma
zarları, uyarıyı hormonlar ve nörotransmiterler aracılığıyla alır. Hormonlar, hedef hücredeki
plazma zarına (steroid hormonlar) veya çekirdeğine (tiroid hormonları) yapışırlar veya
glikoproteinlerde olduğu gibi, mesajlarını zara yapışmadan iletirler.
Hücre Zarının Bileşenleri: Hücre zarı fosfolipitlerden, kolesterolden ve protein
moleküllerinden oluşur. Protein molekülleri, plazma zarının yaklaşık olarak yarısını meydana
getirir. Proteinlerin çoğu, iki tabakalı lipitin içine gömülmüştür veya iki tabakalı lipitleri
tamamen geçer. Bunlara, “tümleşik zar proteinleri” denir ve bunlar, okyanuslarda yüzen
aysberg (buzdağı) gibidir.
Diğer tip proteinlerse periferal (çevresel) proteinler olup, bunlar iki tabakalı lipit
içine gömülmemişlerdir. Fosfatidilkolin, fostatidiletanolamin, fosfatidilserin ve sfingomiyelin
olmak üzere dört ana fosfolipit molekülü hücre zarında bulunur. Bunlar içerisinde, sadece
fosfatidilserin negatif yük taşır. Diğer üçüyse, elektriksel olarak nötürdür (bir pozitif ve bir
negatif yük taşır). İnozitol gibi diğer fosfolipitlerin miktarı az olmasına rağmen, bunların
hücre haberleşmesi gibi önemli işlevleri vardır. Fosfolipitler, hücre yüzeyi dışında polar
(kutupsal) bir baş ve plazmalemmanın merkezine doğru uzanan ve non – polar (kutupsal
olmayan) iki uzun yağ – açil kuyruğu vardır. Zar içinde yüz yüze bakan iki tabakanın
kutupsal olmayan yağ – açil kuyrukları, birbirleriyle zayıf ve kovalent olmayan bağlarla
tutturulmuştur. Kutupsal başlarsa, gliserolden oluşmuştur ve bunlar pozitif yüklü nitrojen
grupları olup, negatif yüklü fosfat grubunu çekerler. İki adet yağ – açil kuyruğu, gliserole
kovalent bağla bağlanmıştır. Hücre zarında, glikolipitler ve kolesterol de bulunur. Doymamış
yağ – açil molekülleri zarın hareketliliğini artırırken, kolesterol bu hareketi azaltır. Tümleşik
proteinler (zar geçiş proteinleri), sıklıkla iyon kanallarını ve taşıyıcı proteinleri oluşturarak,
spesifik (özgün) iyon ve moleküllerin hücre zarından geçişini hızlandırırlar. Glikolipitler,
hücre zarının asimetrisini sağlar. Kolesterol ise, hücre zarının her iki tarafında eşit olarak
düzenlenmiştir.
Hücre Zarının İşlevleri:
1 – Seçici Geçirgenlik a – Pasif Difüzyon (Maddelerin enerji gerektirmeden geçişi) b –
Kolaylaştırılmış Difüzyon (Maddelerin bir zar bileşeni yardımıyla geçişi) c – Aktif Taşıma
(Maddelerin enerji harcanarak taşınması)
2 – Sinyal Aktarımı a – İyon Kanalına Bağlı Reseptörler b – G Proteinine Bağlı
Reseptörler c – Steroid Hormon Reseptör Ailesi
3 – Endositoz a – Fagositoz b – Pinositoz c – Reseptör aracılı endositoz
4 – Ekzositoz
5 – Bölmelendirme
6 – Metabolik süreçlerin uzaysal organizasyonu
7 – Depolama, taşıma ve salgılama
Glikokaliks:
Bu tabaka, hücre yüzeyinde bulunan ve karbonhidrat yönünden zengin bir bölgedir. Burası,
Ruthenium kırmızısı veya PAS boyaları ile gözlenebilir. Ruthenium kırmızısının,
karbonhidrat bağlayıcı proteinler olarak adlandırılan lektinlere karşı afinitesi (ilgisi) vardır.
Yani, bu boya bunlara tutunur. Lektinler, floresan boyayla da işaretlenebilir. Glikokaliks, hem
glikoproteinleri ve hem de proteoglikanları içerir. ve hücre dışı alana salgılanıp, hücre
yüzeyini kaplar. Organel zarlarında ve hücreler arası bağlantılarda, glikokaliks bulunmaz.
Glikokaliksin kalınlığı, 10 – 20 nm arasında değişir. İnce barsaklar ve böbreğin proksimal
tübül hücreleri, glikokaliksin en kalın olduğu yerlerdir.
Glikokaliksin İşlevleri: - Hücre yüzeyini, elektrostatik olarak yükler. Bu yükleme, hücresel
temaslarda ve hücreler arası yapışmalarda çok önemlidir. Reseptör görevi yapan pek çok
protein içerir.
- Hücreleri, mekanik ve kimyasal zararlı etkilere karşı korur.
- İstenmeyen protein – protein etkileşimlerini önler.
- Hücrenin kimliğini belirler.
- Hücrelerin birbirine yapışmasını sağlar.