Hücre Zarları, Hücre Membranı - TUS Histoloji ve Embriyoloji | DersinÖzü

Hücre Zarları, Hücre Membranı

DersinÖzü
Kasım 7, 2017

HÜCRE

  • Hücreler protoplazmadan oluşmuştur. Protoplazma hücrenin canlı kısmını oluşturur.
  • Hücrenin çekirdek ve hücre zarı arasında kalan yerleri sitoplazma olarak adlandırılır.
  • Çekirdek protoplazması nükleoplazma veya karyoplazma olarak adlandırılır.

(Hematoksilen-Eozin) Rutin boyama teknikleriyle sitoplazma komponentleri belirgin olarak ayırt edilemez. Buna karşın çekirdek koyu boyanmış olarak görülür.

  • Hücrenin özelleşmiş fonksiyonlarını ve yapısal özelliklerini kazanırken geçirdiği sürece differansiyasyon (farklanma )
  • Hücre büyüklüğü vücut büyüklüğüyle orantılı değildir
  • Hücreler genellikle renksizdir. İçerik ve pigmente göre renkli görülenler vardır. Eritrositler Hb nedeniyle tek tek iken sarı, toplu haldeyken kırmızı renktedir. Yağ hücresi sarı renklidir.
  • İnkluzyonlar: Metabolik yan ürünler, çeşitli besin maddelerinin depolanma ürünleri, kristaller ve pigmentler.

HÜCRE MEMBRANI

Işık mikroskobu ile hücre membranını gözleyemeyiz. Elektronmikrograflarda ise trilaminar yapıda gözlenir(iki ince koyu renk ve aralarında kalın açık renk)

Lipid bilayerde her bir fosfolipid molekülü: membranın yüzeyinde yer alan polar baş  ve plazmalemmanın merkezine doğru uzanan iki uzun non-polar yağ asiti kuyruğundan oluşur.Polar baş gliserol yapısındadır pozitif yüklü nitrojen grubuna  negatif yüklü fosfat grubuyla tutunur.

Hücre membranında kolesterol: komşu fosfolipidlerin hareketini sınırlandırır ve membranı mekanik olarak sağlamlaştırır dolayısıyla Lipid Bilayerin geçirgenliğini de azaltırlar.

İntegral proteinlerin çoğunluğu tüm membran kalınlığı boyunca uzandığı için transmembran proteinleri olarak da adlandırılır.

Plazma membranının akışkanlığı statik elektron mikrograflarda gösterilemez.

Transmembran proteinleri:

  • İyon kanalları yaparlar ve taşıyıcı proteinleri oluştururlar.
  • Bu proteinlerin birçoğu oldukça uzun ve kıvrımlıdır dolayısıyla membranı birçok kez geçer ve multipass proteinler olarak adlandırılırlar.

Periferal proteinler:

  • Sıklıkla sitoplazmik yüze yerleşirler ama ekstrasellüler yüzde de bulunurlar.
  • Fosfolipid moleküllerine veya integral proteinlere kovalent olmayan bağlarla bağlanırlar.
  • Genellikle hücrenin ya da hücre iskeletinin sekonder mesaj sistemi ile ilişkilidir.

Plazma membranındaki proteinler; freeze fracture (dondurma kırma) gibi özel doku hazırlama teknikleri ile gösterilebilir.

Glikokalis:

  • Hücre membranının elektronmikrograflarında; hücreyi çepeçevre çevreleyen tabakaya glikokaliks adı verilir.
  • Karbonhidrat zincirlerinden oluşmuştur. Transmembran proteinlere veya fosfolipid molekkülere tutunurlar.
  • Birçok negatif yüklü sülfat ve karboksil grupları nedeniyle glikokaliks lektinlerle ve rutenyum kırmızısı, alcian blue gibi boyalarla boyanır.
  • İstenmeyen protein-protein etkileşimini önler.
  • Eritrositlerin membranındaki oligosakkaritler kan gruplarının oluşmasını sağlar

Glikosfingolipitler: kan grubu antijenleri, gastrointestinal tümör antijeni, bakteri reseptörleri olarak işlev görürler

Lektinler: hücre gelişmesi, çoğalması ve farklılaşmasında, hücreler arası tanımada ve adezyonda, kanser ve metastaz olaylarında adezif(tutunma) etkileşimlere katılan bileşiklerdir. Kanser hücresinin metastaz yeteneği ne kadar çok ise o kadar çok lektin taşıdığı tespit edilmiştir.

Fibronektin: normal hücrelerde ve kanser hücrelerinde fibronektin, adezif etkileşimlerde rol oynayarak hücre göçünde işlev görmektedir.

HÜCRE ZARINDA MADDE TAŞINMASI

Kolaylaştırılmış diffüzyon àMembran transport proteinleri kullanılır à Glukoz taşınımı

HemodiyalizàBöbrek işlev bozukluğunda yapay böbrek kullanımına denir.

FiltrasyonàHidrostatik basınç kuvveti ile taşınma

*Kasta sarkoplazmik retikulumun zarında bulunan kalsiyum pompası hücre zarındaki aktif taşıma pompalarından birisidir. Sitozoldeki Ca+2 iyon konsantrasyonu hücre dışındaki veya sarkoplazmik retikulumun içindeki konsantrasyondan 1000kat düşüktür. Kasın kasılması için sarkoplazmik retikulumdan sitozole geçen Ca+’ un yeniden çok yoğun ortama geçmesi gerekir. Bu durumda sarkoplazmik retikulum zarındaki Ca-ATPaz, sitozoldeki 2 Ca+ için 1 ATP harcayarak sarkoplazmik retikulumun içine pompalar. Hücre zarında da benzer bir pompa bulunur. Hücre içinden dışına kalsiyum iyonu pompalanır.

Na-K pompası olarak bilinen Na-K ATPaz veya H+ pompası da aktif transportta yer alır          

Kanal Proteinleri:  Suda eriyen küçük molekülleri transfer eder.

Ligand-gated kanalların voltaj bağımlı kanallardan farkı bu kanalar ligand kapıdan ayrılana kadar açık kalırlar.

Ligand-gated kanalların kapılarını kontrol eden ligandlardan bazıları nörotransmitterler, diğerleri ise nükleotidlerdir.

Neurotransmitter-gated kanallar: Genellikle postsinaptik membranda yer alırlar. Bazı nörotransmitterler uyarıcıdır à katyon kanallarını regule eder, diğerleri inhibtördür à anyon kanallarını regule eder.

Nukleotid-gated kanallar: cAMP olfaktory reseptörlerde ve cGMP retinanın rodlarında.

Kapısız kanallar: Bu kanalların en sık rastlananı K+ geçirici kanallardır. K+ un geçişini sağlar ve hücre membranının her iki tarafında elektriksel potansiyel (voltaj) farkının oluşumunu sağlar. Bu kanallar kapısız olduğundan geçişler, hücrenin kontrolü altında değildir.

Taşıyıcı Proteinler: Çok fazla seçicidir. Genellikle tek tip suda eriyen küçük molekülü transport ederler.

Na+-K+ Pompası ile Primer Aktif Transport:  Normalde Na+ konsantrasyonu hücre içinde dışından daha fazladır. Hücre ATP harcayarak K+ iyonlarını içeriye Na+ iyonlarını hücre dışına taşır. Her 2K+ iyonu içeri girerken 3Na+ iyonu dışarı çıkar. Bu pompanın düzenli çalışması hücre içi iyon konsantrasyonunu azaltır bu da intrasellüler ozmotik basıncı azaltır. Hücre içine çok miktarda su girer ve ozmotik lizisle sonuçlanır. Pompanın dış yüzündeki bağlanma bölgesi sadece K+ bağlamaz aynı zamanda glikozit de bağlar bu da Na-K pompasını inhibe eder.

Hücre Sinyalizasyonu:

  • En selektif sinyal mekanizması, sinaptik sinyalizasyondur, sinyal molekülü nörotransmitterdir, hedef hücreye çok yakın salınır böylece tek hücre bu liganddan etkilenir.
  • Sinyalizasyonun daha yaygın fakat lokal formu parakrin sinyalizasyondur; sinyal molekülü intersellüler çevreye bırakılır ve çok yakın çevresindeki hücreleri etkiler.
  • Ayrıca sinyal veren hücrenin aynı zamanda hedef hücre olduğu otokrin sinyalizasyon vardır, bu özel tip parakrin sinyalizasyonudur.
  • Sinyalizasyonun en yaygın formu endokrin sinyalizasyondur; bunda sinyal molekülü kan akımına girer ve sinyal veren hücreden uzağa yerleşmiş hücreye taşınır.

Hidrofilik ligandlar çok kısa yaşam siklusuna sahiptir fakat steroid hormonlar daha çok zaman periyoduna sahiptir.

Hücre yüzey reseptörlerine bağlanan liganlar genellikle polar ve hidrofobik moleküllerdir, dolayısıyla hücre membranından diffuze olabilirler.

Sinyal moleküllerinin reseptörlere bağlanması intrasellüler 2. mesaj sistemini aktive eder ve reaksiyon zincirini başlatır ve bunların sonucunda da istenen cevap oluşur.

  1. Haberci à Hormon
  2. Haberci àcAMP, Ca+ , cGMP, inositol triphosphat, diacyl-glycerol.

Steroid hormonlar örneğin Kortizol hücre membranından difuze olabilme kapasitesindedir.

Hücre Yüzey Repetörler: Sinyal molekülünü tanımada rol oynayan integral glikoproteinlerdir. Sinyal molekülünü tanırlar ve sinyali intrasellüler olaya çevirir (transcducing).İyon kanalına bağlı reseptörler, enzime bağlı reseptörler, G proteinine bağlı reseptörler…

Enzime Bağlı Reseptörler: Bunlar transmembran proteinlerdir.

  • Sinyal molekülü, reseptör bölgesine bağlandığında reseptörün intrasellüler bölgesi aktive olur ve böylece enzimatik aktivite gösterebilir.
  • Sonra bu enzimler cGMP gibi 2.haberci oluşumunu uyarır ya da intrasellüler sinyal moleküllerinin toplanmasına izin vererek intrasellüler olarak sinyali düzenler.
  • Bu sinyal başka enzim sistemlerini aktive ederek veya spesisfik genlerin transkripsiyonunu başlatan gen regülatör proteinleri stimule ederek gerek cevabı oluşturur.

G-Proteinine Bağlı Reseptörler: Çok geçişli (multipass) proteinlerdir. İntrasellüler kısımlarının 2 farklı bölgesi vardır. Bu bölgelerden biri G proteinlerini bağlar, diğeri reseptör desensitizasyonu sırasında fosforile olur. Çoğu hücreler 2 tip GTPaz gösterir: monomerik ve trimerik.

Birçok G protein vardır bunlar: stimulator (Gs), inhibitör (GI), fosfolipaz C aktivatör (Gp) & transduction (Gt)

G proteinleri ikincil habercilerin düzeyini ayarlarlar.

Gs: Genellikle inaktiftir.α altbirimine GDP molekülü bağlanır. Adenilat siklazı aktive eder.

Gi: Gs ye benzer davranır sadece adenilat siklazı aktive etmez: onu inhibe eder ki cAMP yokluğu fosforilasyonu önlesin dolayısıyla enzimlerin aktivasyonu gerçekleşsin.

MAKROMOLEKÜLLERİN MEMBRAN YOLUYLA TAŞINMASI

Pinositoz vezikülüà  EndozomàLizozom

Pinostatik vezikül; düzgün yüzeye sahiptir TEM ile gözlenebilir. Klatrin bağımsızdır. GTPaz gibi mekanoenzimler pinostik veziküllerin plazma membranından kopması olayında yer alır.

  • 1µ dan küçük ise – mikropinositoz
  • 1µ dan büyük ise – makropinositoz

Transsitozis: Kapiller endotelinde pinositik veziküller hücre içinde taşınarak hücrenin karşı tarafındaki plazma membranı ile kaynaşır ve içeriğini hücre dışına boşaltır.

Bazı endositoz mekanizmaları vezikül oluşumu sırasında özel proteinlere ihtiyaç gösterir. Plazma membranında vezikül oluşumu sırasında etkileşime giren en bilinen protein clathrindir.
Dolayısıyla endositoz aynı zamanda klatrin bağımlı veya klatrin bağımsız olarak da sınıflandırılabilir.

Reseptör aracılı endositoz: Alınan yapı kaplı vezikül (coasted vesic) olarak isimlendirilir. Örneğin insülin,transferrin, LDL ve protein hormonlar bu şekilde alınır. Buna klathrin bağımlı endositoz da denir.

Kargo reseptörler; plazma membranına temas eden spesifik molekülleri tanırlar ve bağlarlar. Hücre membranının belirli bölgelerinde bulunur. Clatrin; bir başka kaplayıcı protein olan adaptin ile kargo reseptör aracılığıyla etkileşir. Adaptin, hücre içne uygun kargo proteinin transportunu belirlemek için bir aracıdır. GTPase olan Dynamin; reseptör aracılı endositoz sırasında plazma membranından clathrin kaplı vezikül oluşumu ve serbestleşmesini başlatır.

Klathrin kaplı veziküller; hem plazma membranından endozoma hem de Golgi aparatusu’undan plazma membranına; kargo materyalinin hareketinde yer alır)

Fagositoz: ŞemotaksisàTutunma (Adherence) àPsöydopod oluşumuàFagozom oluşumu àPhago-lizozom oluşumu

  • Alınan yapıya fagositoz vakuolu-fagozom denilir. Makrofajlar, polimorf çekirdekli lökositler (nötrofiller) fagositoz yaparlar.
  • Bu süreç klatrin gerektirmez.
  • Ancak büyük veziküller nedeniyle hücre iskeletindeki aktinin yeniden bu süreç içersinde organizasyonu gereklidir. Bu da aktin filamanlarının depolimerizasyonu ve repolimerizasyonu ile olur. Dolayısıyla fagositoz, kathrinden bağımsız ancak aktin bağımlı endositoz olarak kabul edilir.

Ekzositoz:

  • Eksport için hücre tarafından üretilen çeşitli moleküller, öncelikle yapıldıkları yerden Golgi aparatusuna ulaştırılır.
  • İkinci basamak salgı ürünlerinin trasport veziküller içersine paketlenmesi ve sorting’idir.
  • Bundan sonra plazma membranı ile birleşmek üzere yola çıkar işte bu sürece exocytosis
  • Bu süreçte moleküller hücrenin farklı kompartmanlarından geçerken genellikle glikosillenme, sülfatlanma gibi kimyasal değişime uğrar.
  • Ekzositoz ile hücre membranına eklenen membran; endositoz süreci ile sitoplazma kompartmanına alınan kısmı yerine koyar.

 

KPSS LISANS
22 Temmuz 2018

Üye OlŞifremi Unuttum