HücreZarı

Hücre zarının görevleri şunlardır: 1. Seçici Geçirgenlik: Hücre zarının temel işlevi, hücrenin içini dış ortamdan ayırarak seçici bir geçit görevi görmektir. 2. Hücre Sinyali ve İletişimi: Hücre zarı, hücreler arası iletişimde hayati bir rol oynar ve hücrelerin dış ortamdan gelen sinyalleri algılamasını ve bunlara yanıt vermesini sağlar. 3. Hücre Yapışması: Çok hücreli organizmalarda hücre zarı, hücre-hücre yapışmasında rol oynar ve hücrelerin birbirleriyle etkileşime girmesini sağlar. 4. Hücrenin Şeklini ve Bütünlüğünü Koruma: Hücre zarı, hücreye şekil verir ve yapısal ve mekanik bütünlük sağlar. 5. Metabolik İşlevlerin Düzenlenmesi: Hücre zarında bulunan enzimler, metabolik süreçlerin düzenlenmesine katkıda bulunur.

Hücre zarının modeli, 1972 yılında Singer ve Nicolson tarafından ortaya atılan "Akıcı Mozaik Zar Modeli"dir. Bu modele göre hücre zarı, çift katlı bir yapıdır ve başlıca protein ve fosfolipidlerden oluşur.

Hücre zarı, akıcı mozaik model olarak adlandırılmıştır çünkü bu model, zarın iki önemli özelliğini yansıtır: 1. Akıcılık: Zar, sürekli hareket hâlinde olan ve yer değiştirebilen fosfolipitler, kolesterol, proteinler ve karbonhidratlardan oluşur. 2. Mozaik Yapı: Zar, farklı büyüklük ve yapıdaki moleküllerin düzensiz bir şekilde dağılmasıyla oluşur.

Hücre zarı seçici geçirgen olmasaydı, aşağıdaki olumsuz sonuçlar ortaya çıkardı: 1. Hücre içindeki önemli moleküllerin kaybı. 2. Zararlı maddelerin hücreye girişi. 3. pH dengesinin bozulması. 4. Su dengesinin bozulması.

Difüzyon ve osmoz, hücre zarından pasif taşıma mekanizmaları aracılığıyla geçer. Difüzyon, bir maddenin yüksek konsantrasyonlu bir ortamdan düşük konsantrasyonlu bir ortama doğru, denge sağlanana kadar rastgele hareket etmesiyle gerçekleşir. Osmoz ise suyun yarı geçirgen bir zardan, su konsantrasyonunun yüksek olduğu ortamdan düşük olduğu ortama doğru hareket etmesidir.

Hücre zarı, hücreyi çevreleyen ve içeriği dış ortamdan ayıran yarı geçirgen bir yapıdır. Görevleri: 1. Madde Taşınımı: Hücre zarı, seçici geçirgenliği sayesinde hücreye gerekli maddelerin (besinler, oksijen) girişini ve atık maddelerin (karbondioksit, metabolik atıklar) çıkışını kontrol eder. 2. Hücre İletişimi: Hücre zarı üzerindeki reseptörler, hücreler arası iletişimi sağlar ve hormonlarla veya nörotransmitterlerle etkileşerek mesajların hücreye iletilmesini sağlar. 3. Koruma: Hücre zarı, hücreyi dış etkenlerden korur ve hücrenin iç ortamını sabit tutarak homeostazı sağlar. 4. Yapısal Destek: Hücre zarı, hücreye şekil verir ve içeriğini bir arada tutar.

Pinositotik vezikül, pinositoz süreci sırasında hücre zarının dış yüzeyinde oluşan bir çukurun zar tarafından tamamen sarılmasıyla oluşan keseciktir. Bu vezikül, hücre içine sıvı maddelerin alınmasında görev yapar.

Hücre membranında bulunan proteinler iki ana kategoriye ayrılır: integral ve periferik proteinler. Görevleri ise şunlardır: 1. İntegral proteinler: - Taşıyıcı proteinler: Maddeyi zarın bir yüzünden diğer yüzüne taşır. - Reseptör proteinler: Dış ortamdan gelen maddeleri kendine bağlayarak hücrenin bu maddelere karşı davranışını sağlar. - Enzimatik proteinler: Lipidlerin sentezlenmesine aracılık eder. 2. Periferik proteinler: - Membranın iç veya dış tarafında bulunup, yapısal destek sağlar ve hücre sinyal iletiminde rol alır.

Hücre zarından madde geçişleri iki ana kategoriye ayrılır: pasif taşıma ve aktif taşıma. Pasif taşıma, enerji harcanmadan maddelerin yüksek konsantrasyonlu bir ortamdan düşük konsantrasyonlu bir ortama doğru hareket etmesini içerir. Üç temel mekanizması vardır: 1. Difüzyon: Moleküllerin rastgele hareketi sonucu yüksek konsantrasyonlu bölgeden düşük konsantrasyonlu bölgeye net hareketi. 2. Osmoz: Su moleküllerinin yarı geçirgen bir zar boyunca, su konsantrasyonunun yüksek olduğu ortamdan düşük olduğu ortama doğru hareketi. 3. Kolaylaştırılmış difüzyon: Bazı moleküllerin hücre zarından geçişini kolaylaştıran taşıyıcı proteinlerin yardımıyla gerçekleşen taşıma. Aktif taşıma ise maddelerin konsantrasyon gradyanına karşı, yani düşük konsantrasyonlu ortamdan yüksek konsantrasyonlu ortama doğru taşınmasını ifade eder ve enerji (ATP) gerektirir. İki temel mekanizması vardır: 1. Pompalar: Zara gömülü proteinler, ATP enerjisi kullanarak maddeleri konsantrasyon gradyanına karşı taşır. 2. Endositoz ve ekzositoz: Hücrenin büyük molekülleri veya partikülleri hücre zarı aracılığıyla alıp vermesini sağlayan mekanizmalar.

Kolaylaştırılmış difüzyon ile hücre zarını geçen maddeler şunlardır: Glikoz, fruktoz, yağ asidi, aminoasit gibi monomerler; Su ve suda çözünen bazı maddeler (B ve C vitaminleri, tuzlar, bazı iyonlar). Bu maddeler, hücre zarındaki taşıyıcı proteinler aracılığıyla çok yoğun oldukları ortamdan az yoğun oldukları ortama doğru hareket ederler.

Pasif ve aktif taşıma, hücre zarından madde geçişlerini iki ana kategoriye ayırır. Pasif taşıma, küçük moleküllü maddelerin çok yoğun ortamdan az yoğun ortama enerji harcanmadan geçişidir. Bu taşıma şekli, canlı veya cansız ortamda gerçekleşebilir ve üç şekilde gerçekleşir: 1. Difüzyon: Moleküllerin kendiliğinden, herhangi bir taşıyıcı proteine ihtiyaç duymadan, az yoğun ortama geçmesi. 2. Kolaylaştırılmış difüzyon: Moleküllerin taşıyıcı yardımıyla hücre zarından geçmesi. 3. Osmoz: Çözücü maddelerin (suyun), az yoğun ortamdan çok yoğun ortama seçici geçirgen bir zardan geçmesi. Aktif taşıma ise küçük moleküllerin az yoğun ortamdan çok yoğun ortama ATP (enerji) harcanarak geçişidir.

Hücre zarının seçici geçirgen olması, bazı moleküllerin hücre içine girmesine izin verirken bazılarını ise dışarıda tutması anlamına gelir. Bu özellik sayesinde hücre, iç ortamının iyon dengesini korur ve sadece kendisi için gerekli olan maddelerin geçişine izin verir.

Akışkan mozaik zar modeli, 1972 yılında Singer ve Nicolson tarafından geliştirilen, hücre zarının yapısını ve işlevlerini açıklayan bir modeldir. Bu modele göre hücre zarı: - Çift katlı fosfolipit tabakasından oluşur. - Protein, kolesterol, glikolipitler ve glikoproteinler gibi bileşenlerden oluşur. - Akışkan bir yapıya sahiptir, çünkü hem fosfolipitler hem de zara gömülü proteinler zarın enine kesitinde hızla hareket edebilirler. Bu model, hücre zarının iç ve dış ortamdaki etkilere karşı duyarlı olduğunu ve maddelerin hücreye giriş çıkışını kontrol ettiğini açıklar.

Hücre zarı, seçici geçirgendir çünkü bu özellik, hücrenin iç ortamını dış ortamdan ayırarak yalnızca belirli maddelerin girip çıkmasına izin vermesini sağlar. Bu seçicilik, hücre zarının yapısında bulunan fosfolipitler, glikolipitler ve membran proteinleri sayesinde mümkün olur. Böylece hücre, yaşamsal faaliyetlerini sürdürebilmek için gerekli olan maddeleri alırken, zararlı maddelerin içeri girmesini engelleyebilir.

Akıcı mozaik zar modeli, günümüzde kabul edilen hücre zarı modelidir. Bu teoriye göre; hücre zarı, iki sıra yağ tabakasıyla bu tabakalarda yüzen farklı büyüklük ve yapıdaki proteinlerden oluşur. Ayrıca, hücre zarına karbonhidratlar doğrudan bağlanamaz; protein ve lipitlerle birleşik yaparak bağlanabilir.

Fosfolipitler, hücre zarının yapısında iki sıra halinde bulunur.

Hücrenin çeperi, farklı hücre türlerinde farklı maddelerden oluşur: Bakteri hücrelerinde: Protein, karbonhidrat ve yağ türevi moleküller. Mantar hücrelerinde: Azotlu polisakkarit olan kitin. Bitki hücrelerinde: Polisakkarit çeşidi olan selüloz.

Hücre zarından geçemeyen maddeler şunlardır: 1. Proteinler: Büyük moleküller oldukları için hücre zarından doğrudan geçemezler. 2. Yağlar: Hidrofobik yapıları nedeniyle suda çözünmezler ve zardan geçemezler. 3. Disakkaritler ve polisakkaritler: Molekül büyüklükleri nedeniyle zardan geçiş yapamazlar. 4. Virüs ve bakteriler: Hücre çeperine sahip oldukları için fagositoz yapamazlar. Bu maddelerin hücre içine alınabilmesi için endositoz gibi aktif taşıma yöntemleri gereklidir.

Seçici geçirgenlik özelliği, hücre zarında bulunur.