Bilim Sağlık

HÜCRE ZARI

Tarafından yazılmıştır admin

Uzun yıllardır yapılan sayısız araştırma, yaşamın işlevsel ve yapısal birimi olan hücrede son derece karmaşık yapılar ve işlemler bulunduğunu göstermektedir. Yalnızca mikroskop yardımıyla gözlemleyebileceğimiz bu minik dünyada aynı anda binlerce biyokimyasal tepkimeler zincirleme halinde hiç durmadan devam etmektedir. Bu tepkimeler için sürekli olarak dışarıdan madde alınmalı, atık ürünler ise uzaklaştırılmalıdır. Bu şekilde etkin işleyen bir yapının dış etkilere karşı mutlak korunması gereklidir.

Bir yapının hücre olabilmesi için iki şart vardır. Bunlardan ilki genetik malzemenin varlığı, ikincisi de hücrenin bir zarla çevrili olmasıdır. Etrafı zarla çevrili olmayan tek bir hücre yoktur.

Hücre gibi karmaşık bir yapının zarı da elbette sadece basit bir bariyer olarak düşünülemez. Hücre zarı, hücreyi koruma, bütünlük sağlama ve hücreye kimliğini kazandırma yetisinin ötesinde yüksek bir organizasyona ve çok çeşitli işlevlere sahiptir. Bu değerli zarın kalınlığı sadece 7,5-10 nanometre (1 nanometre = 1 milimetrenin milyonda biri) civarındadır. Bu nedenle ışık mikroskobuyla görmek mümkün değil ancak elektron mikroskobuyla görüntülenebilir.

Zar sadece hücreyi korumakla kalmaz, aynı zamanda hücrenin her türlü gereksinimi için dış dünya ile iletişim kurarak gerekli madde alışverişini de sağlar. Son derece dinamik bir yapıdır ve ihtiyaçlar doğrultusunda bu yapıya sürekli bazı maddeler eklenir ve çıkarılır.

Zar Yapısı 

Hücre zarı temel olarak lipitlerden ve proteinlerden oluşur. Zarın esas yapısını oluşturan lipitlerdir ve çift tabaka halindedirler. Proteinler ise lipit tabakanın hem yüzeyinde hem de içinde bulunur ve zarın işlevsel birimlerini oluştururlar. Zardaki protein ve lipit miktarı hücrelere göre farklılık gösterir.

Zarı oluşturan yapılar hücrenin tüm iç ve dış gereksinimlerini karşılayacak şekilde organize olmuştur. Hücre içi ve hücre dışı farklı ortamlar olduğu için, zarın hücre içine bakan kısmı ile hücre dışına bakan kısmı iki farklı tabakadır. Bu tabakalar, iki taraftaki farklı olayları algılayabilecek ve onlara yanıt verecek şekilde gelişmiştir. Dış ve iç yüzeylerde farklı lipitler bulunur. Lipitlerin zar içinde homojen şekilde dağılmasına karşın proteinler için aynı durum söz konusu değildir. Zarın içine yerleşen proteinlerin bazıları kısmen zarın içinde gömülü iken diğerleri zarın kesitini boydan boya geçer. Hatta bazı proteinler zarın kesitini birkaç kez boydan boya geçer. Bunlar hem hücre içine hem de hücre dışına çıkıntı yapar. Zar içinde kısmen gömülü olan proteinler ise sadece dışarıya veya sadece içeriye çıkıntı yapar.

Zarın yapısında protein ve lipitlerin yanında az da olsa şeker de bulunur. Şekerler ve yağların bir araya gelerek oluşturduğu yapılara glikolipitler, şekerlerle proteinlerin bir araya gelerek oluşturduğu yapılara da glikoproteinler denir. Zarda her ikisi de bulunur. Bu yapıların şeker birimleri zarın dış yüzeyinde çıkıntı yapar.

Zar Lipitleri

Zarın temel yapısını oluşturan lipitler suyu sevmez. Zarın hem iç hem de dış yüzeyi suyla temas halindedir. Bu sorun zar yapısında kullanılan özel lipit, fosfolipitlerle aşılmıştır. Fosfolipitlerin baş kısmı kimyasal olarak suyla etkileşmeye, kuyruk kısmı yağlarla etkileşmeye eğilimlidir. Bu sebeple molekülün bir bölümü suyla diğer bölümü yağlarla etkileşime girer. Hücre zarındaki fosfolipitlerin yapısı baş kısmı dışarıya, kuyrukları birbirine bakacak şekilde çift tabakalıdır. Fosfolipitlerin bu yapısı zarın sulu olan hem iç hem dış ortamda bulunabilmesini ve işlevlerini yerine getirmesini kolaylaştırır.

Zarın yapısındaki fosfolipitler tek tip değildir. Canlıların yapısında, kendi alanında uzman yüzlerce farklı hücre bulunmaktadır. Tek tip fosfolipitle farklı işlevleri gerçekleştirmek mümkün olmayacağı için, farklılık gösteren hücrelerin zarlarında hücrenin tipine ve işlevine göre farklı fosfolipitler bulunmaktadır. Zarda fosfolipitlerin yanında başka tür lipitler de yer alır. Hücrenin işlevine göre lipit bileşimi de değişiklik gösterir.

Zar Proteinleri

Hücre canlılığının devamı için hücre içi ve hücre dışı ortamlar arasındaki farkın korunması gereklidir. Bu da zar proteinlerinin işlevleriyle mümkündür. Eğer zar yapısında proteinler olmasaydı sadece lipit tabakasının iki ortam arasındaki farkı sürdürmesi mümkün olmazdı. Bu nedenle zar yapısında farklı işlevleri olan çok sayıda protein vardır. Zar proteinlerinin pompa, kanal, almaç gibi çok sayıda yaşamsal işlevi bulunmaktadır. Zar yapısındaki pompalar, iyonların ve diğer moleküllerin hücre içi ve hücre dışı ortamlar arasında farklı derişimlerde olmasını sağlar. Örneğin hücre dışında sodyum iyonları daha yüksek düzeydeyken, hücre içinde potasyum iyonları daha yüksek düzeydedir. Sodyum iyonları çeşitli nedenlerle hücre içine geçince iki ortam arasındaki iyon dengesi bozulur. Bu durumda sodyum iyonlarının hücre dışına atılması gerekir. İşte bunun için pompa işlevi gören proteinlere gereksinim vardır. Hücre dışında daha yüksek derişimden dolayı sodyum iyonlarının kendiliğinden dışarı atılması mümkün değildir. Böyle bir durumda sodyum potasyum pompası devreye girer ve bu pompa üç sodyum iyonunu dışarı atarken iki potasyum iyonunu içeri alır. Benzer şekilde işlev gören çok sayıda başka pompa da vardır.

Hücreler arasındaki bilgi alışverişinin ve iletişimin sürdürülmesini sağlayan zar proteinleri almaçlardır. Bu almaçlar sayesinde hücre etrafında gerçekleşen durumlardan haberdar olur ve bu doğrultuda tepki gösterir. Hücreler arasındaki haberleşmeler kimyasal maddelerle gerçekleşir. Örneğin A hücresinden B hücresine bir mesaj gönderilecekse, önce A hücresi bir mesajcı molekül veya daha büyük yapıda bir madde sentezler ve hücre dışına salgılar. Salınan madde ancak kendisini tanıyan bir hücre ile etkileşime girebilir. Bu da hücre yüzeyindeki almaçlar sayesinde mümkün olur. Almaçların tahrip olması veya yapılarında oluşan herhangi bir değişim, hücrenin çevrede olup bitenlerden haberdar olmasını engeller. Hücrenin işlevine göre çok farklı almaçları olabilir, dolayısıyla hangi tür almaçta sorun varsa hücre o almaçla ilgili sinyali alamaz. Zar proteinlerinin bir kısmı hücreler arası bağlantıların kurulması için gereklidir. Bu bağlantılar hücrelerin adeta sosyal topluluklar olmasını sağlayan önemli unsurlardır. Bu bağlantıların sağlam olması hücrelerin geleceği açısından çok önemlidir. Örneğin kanserli hücreler başka dokulara yayılmak istediklerinde öncelikle bu bağlantıları koparmaya çalışırlar. Kuşkusuz zar proteinlerinin işlevleri sadece bunlarla sınırlı değil, ancak bu bilgiler bile zardaki proteinlerin yaşamsal öneme sahip olduğunu göstermeye yeterli.

Hücre Zarı Akışkandır

Bildiğimiz tüm koruyucu bariyerler katıdır. İşlevleri ve organizasyonu çok ilginç özelliklere sahip hücre zarı ise sıvıdır ve akışkan bir yapıya sahiptir. Hücre zarı, içinde proteinlerin yüzdüğü bir fosfolipit denizi gibidir. Bu yapıya sıvı mozaik yapı denir. İçerisinde hücre iskeleti denen, çok organize bir yapıyla desteklenir. Yapısının sıvı olması zara büyük esneklik sağlar ve şekil değişimini kolaylaştırır. Şekil değişimi zarın hücre iskeleti ile eşgüdümlü hareketiyle sağlanabilir. Hücre zarının akışkan olması işlevsellik açısından büyük kolaylıklar sağlamakla birlikte yapının bütünlüğünü koruması bakımından işleri zorlaştırır.Zar, dış ve iç ortamlar arasındaki dengesizlikleri düzenleyici olmalıdır. Bu nedenle zarın akışkanlığı belli bir düzeyde tutulmalıdır. Akışkanlık fazla ise yapının dağılma riski vardır, akışkanlık azalırsa da yapının esnekliği azalır. Zarın akışkanlığı arttığı zaman su moleküllerinin ve diğer küçük moleküllerin hücreye geçişinde artış olur ve bu önlenmelidir. Akışkanlığın düzenlenmesini kolesterol adlı molekül sağlar. Kolesterol zar fosfolipitlerin arasına yerleşik haldedir.

Zarın akışkan olmasına karşın yüzeyindeki fosfolipitler homojen dağılımda değildir. Bölgenin işlevine göre bölgedeki fosfolipitlerin bir çeşidi daha yoğun bulunabilir. Benzer şekilde zar proteinlerin bir kısmı serbestçe dolaşabiliyorken diğer kısmı yine zar tarafından neredeyse sabitlenmiş durumda bulunur. Hücre zarının daha pek çok şaşırtıcı özelliği bulunmaktadır.

Zar Hücreye Özgü Değil

Hücre zarı hücrede bulunan toplam zar miktarının % 5’ten azını oluşturur. Geri kalan zarlar hücrenin içindeki organel zarlarıdır. Hücre zarını kabaca bir evin duvarlarına benzetebiliriz. Bazı organeller çift zarla çevrilidir. Çekirdek ve mitokondride olduğu gibi. Bunlar hem koruyucu bariyerler, hem de işlevsel yapılardır. Zar hakkında bilgilerimiz arttıkça başta şeker hastalığı ve kanser olmak üzere çok sayıda hastalıkla daha etkin mücadele etme imkânına sahip olacağız.

Yazar Hakkında

admin

Yorum Yap

%d blogcu bunu beğendi: