Hücre Zarından Madde Geçişleri

Hücre zarı canlıdır ve seçici-geçirgendir. Bu özelliği nedeniyle bazı maddeler hücre zarından geçebilirken bazı maddeler geçemez.

Hücre zarından;

  • küçük moleküller büyük moleküllere göre

  • nötr maddeler iyonlara göre

  • negatif iyonlar(anyon) pozitif iyonlara (katyon) göre

  • yağda çözünen maddeler (ADEK vitaminleri) yağda çözünmeyen maddelere  (B ve C vitaminleri) göre

  • yağı çözen maddeler (eter, benzen, kloroform…) yağı çözmeyen maddelere (su..) göre

daha kolay geçer.

Hücre Zarından Madde Geçişi

  • Küçük Moleküllerin Geçişi

    • Pasif Taşıma

      • Difüzyon

      • Kolaylaştırılmış Difüzyon

      • Ozmos

    • Aktif Taşıma

  • Büyük Moleküllerin Geçişi

    • Endositoz

      • Fagositoz

      • Pinositoz

    • Ekzositoz

Pasif Taşıma

Hücre zarından geçebilecek büyüklükteki moleküllerin kendilerine ait kinetik enerjileri vardır. Bundan dolayı moleküller hareket halindedirler. Bir molekülün çok yoğun olduğu ortamdan az yoğun olduğu ortama doğru kendi enerjisiyle geçmesine PASİF TAŞIMA denir. ATP kullanılmaz bu nedenle canlı ya da cansız ortamda gerçekleşebilir. Difüzyon, kolaylaştırılmış difüzyon ve ozmos olmak üzere üç çeşittir.

1) Difüzyon

Hücre zarından geçebilecek büyüklükteki molekül ya da iyonların çok yoğun olduğu ortamdan az yoğun olduğu ortama kendiliğinden geçmesine DİFÜZYON denir. Her iki tarafın yoğunluğu eşit olana kadar difüzyon devam eder. ATP harcanmaz. Moleküller hücre zarından geçerken fosfolipit tabakasını kullanırlar. Taşıyıcı protein kullanılmaz. Enzimler görev almaz. Çift taraflı gerçekleşebilir.

•Suya damlatılan mürekkebin suya dağılması; parfüm kokusunun odaya dağılması difüzyondur.

•Akciğerlerimizdeki oksijenin kana geçmesi; kandaki karbondioksitin akciğere geçmesi difüzyondur.

Difüzyon hızına etki eden faktörler

  • Molekül büyüklüğü arttıkça difüzyon hızı azalır.

  • Ortamlar arasındaki yoğunluk farkı arttıkça difüzyon hızı artar.

  • Ortamın sıcaklığı arttıkça moleküllerin kinetik enerjisi artacağından difüzyon hızı artar.

  • Difüzyon yüzeyinin artması difüzyon hızını artırır.

DİYALİZ: Suda çözünmüş maddelerin yarı geçirgen zar aracılığı ile difüzyonudur. Böbrekleri çalışmayan insanların kanındaki üre ve atıkların oranı artar. Bu maddelerin kanının uzaklaştırılması diyaliz ile gerçekleştirilir.

2) Kolaylaştırılmış Difüzyon

Hücre zarından geçebilecek büyüklükte olan ancak fosfolipitten geçemeyen moleküllerin çok yoğun olduğu ortamdan az yoğun olduğu ortama doğru taşıma proteinleri aracılığı ile geçmesine KOLAYLAŞTIRILMIŞ DİFÜZYON denir. Glikoz, früktoz, yağ asidi, aminoasit… gibi monomerler kolaylaştırılmış difüzyon ile geçiş yaparlar. ATP harcanmaz. Çift taraflı gerçekleşebilir.

•Difüzyon da maddeler geçerken fosfolipit tabakasını kullanırken; kolaylaştırılmış difüzyonda maddeler geçerken taşıma proteinlerini ya da kanal proteinlerini kullanır.

3) Ozmos

Suyun yarı geçirgen bir zar aracılığı ile çok yoğun olduğu ortamdan az yoğun olduğu ortama doğru geçmesine OZMOS denir. ATP harcanmaz. Her iki ortamın yoğunluğu eşitlenene kadar devam eder.

Çözelti Çeşitleri: Çözeltiler içindeki çözünmüş madde miktarına üç grupta incelenir.

  • HİPERTONİK ÇÖZELTİ: Çözünmüş madde miktarı diğer çözeltiden fazla olan çözeltilerdir.

  • HİPOTONİK ÇÖZELTİ: Çözünmüş madde miktarı diğer çözeltiden az olan çözeltilerdir.

  • İZOTONİK ÇÖZELTİ: Çözünmüş madde miktarı diğer çözeltiyle eşit olan çözeltilerdir.

       İNSAN HÜCRELERİ İÇİN %0,9 NaCl ÇÖZELTİSİ İZOTONİK ÇÖZELTİDİR.

Ozmos Olayları

1) PLAZMOLİZ

Hipertonik bir çözeltiye konulan bir hücrenin ozmos ile suyunu kaybederek büzülmesine PLAZMOLİZ denir. Plazmoliz bitki hücreleri gibi hücre çeperi olan hücrelerde meydana geldiğinde hücre zarı ile hücre çeperi arasındaki boşluk artar. Hücre hipertonik ortamda uzun süre kalırsa aşırı su kaybından dolayı hücre ölebilir.

2) DEPLAZMOLİZ

Plazmolize uğramış bir hücrenin hipotonik çözeltiye konulması ile su alarak plazmoliz öncesi haline geri dönmesine DEPLAZMOLİZ denir. Deplazmoliz bitki hücreleri gibi hücre çeperi olan hücrelerde meydana geldiğinde hücre zarı ile hücre çeperi arasındaki boşluk azalır.

3) TURGOR

Normal bir hücrenin hipotonik bir ortama konulması sonucunda hücrenin ozmos ile su alarak şişmesine TURGOR denir. Turgor bitki hücresi gibi hücre çeperi olan hücrelerde görülür. Hücre zarı içeri giren suyun etkisi ile hücre çeperine dayanır. Hücre zarı ile hücre çeperi arasındaki boşluk tamamen kapanır. Hücre çeperi yapısı gereği sert ve sağlam olduğundan suyun yaptığı basınca dayanabilir. Hatta bir süre sonra aşırı su alındığında içeri daha fazla su girmesini de engeller. Turgor hayvan hücreleri gibi hücre çeperi olmayan hücrelerde görülmez. Bu hücrelerde hücre çeperi olmadığından içeri giren fazla su hücre zarına baskı yapar ve hücre zarının patlamasına neden olur. Buna HEMOLİZ denir. Hemoliz sonucunda hücre içeriği dağılır ve hücre ölür.

TURGOR BASINCI: Hücre içindeki suyun hücre çeperine yaptığı basınca TURGOR BASINCI denir. turgor durumundaki bir hücrenin turgor basıncı maksimumdur. Su miktarı arttıkça turgor basıncı artar.

OZMOTİK BASINÇ: Bir hücrenin bulunduğu ortamdan su alma basıncına OZMOTİK BASINÇ denir. Su miktarı azaldıkça ozmotik basınç artar.

EMME KUVVETİ: Bir hücredeki ozmotik basınç ile doğru orantılıdır. Turgor basıncı ters orantılıdır. Bir hücrede etkili olan ozmotik basınç ile turgor basıncı arasındaki fark EMME KUVVETİni verir.
                                                                                                                  EK=OB-TB

Aktif Taşıma

•Hücre zarından geçebilecek küçüklükteki moleküllerin az yoğun oldukları ortamdan çok yoğun oldukları ortama doğru taşınmasına AKTİF TAŞIMA denir.

•Her iki ortamın yoğunluğu eşit olduğunda da aktif taşıma yapılabilir.

•ATP harcanır.

•Enzimler görev alır.

•Taşıma ve kanal proteinleri görev alır.

•Çift taraflı gerçekleştirilebilir.

•Sadece canlı hücrelerde görülür.

Tatlı sularda yaşayan tek hücreli canlılar yaşamlarına devam etmek için suyu aktif taşıma ile dışarı atmak zorundadır. Ozmosla hücre içine giren su kontraktil kofullar ile aktif taşıma sayesinde dışarı atılır. Kontraktil kofulların görevini yapamaması durumunda canlı hemolize uğrar. Bu olay suyun enerji harcanarak geçiş yapıldığı tek yerdir.

Endositoz

•Hücre zarından geçemeyecek büyüklükte olan maddelerin hücre içine alınmasına ENDOSİTOZ denir.

•ATP harcanır.

•Enzim kullanılır.

•İki ortam arasında yoğunluk farkı önemli değildir.

•Taşıma ve kanal proteini kullanılmaz.

•Gerçekleşmesi sırasında hücre zarının  yüzeyi küçülür.

•Sadece canlı hücrelerde görülür.

•Besin kofulu oluşturulur.

•Hücre çeperi bulunan hücrelerde görülmez.

•Hücre içine alınan besinin katı ya da sıvı olması durumuna göre iki şekilde gerçekleşir.

1) Fagositoz

Hücre zarından geçemeyecek büyüklükteki katı bir maddenin yalancı ayak oluşturularak hücre içine alınmasına FAGOSİTOZ denir. Sitoplazmadan çıkan yalancı ayak denilen uzantılar besini sararak besin kofulu oluşturur. Böylece besin hücre içine alınmış olur. Amip, akyuvarlar, cıvık mantarlarda.. görülür.

2) Pinositoz

Hücre zarından geçemeyecek büyüklükteki sıvı maddelerin pinositik cep aracılığıyla hücre içine alınmasına PİNOSİTOZ denir. Sıvı molekülün hücre zarına değdiği yerde çöküntü oluşur. Bu çöküntüye pinositik cep denir. Çöküntü derinleştikçe besin kofulu oluşur ve böylece besin hücre içine alınmış olur. Bağırsak ve böbrek hücrelerinde görülür.

Ekzositoz

•Hücre zarından geçemeyecek büyüklükteki maddelerin koful oluşturularak hücre dışına atılmasına EKZOSİTOZ denir.

•ATP harcanır.

•Enzim kullanılır.

•Taşıma proteini ve kanal proteini kullanılmaz.

•Sadece canlı hücrelerde gerçekleşir.

•İki ortam arasındaki yoğunluk farkı önemli değildir.

•Gerçekleşmesi sırasında hücre zar yüzeyi büyür.

•Hücre çeperi olan hücrelerde de gerçekleşebilir.

•Tek hücrelilerde ve bazı hücrelerde sindirim atıklarının atılması
Hormon, enzim ve salgıların dışarı atılması ekzositozla sağlanır.

2) Sitoplazma

Hücrenin içini dolduran sıvıdır. İçinde inorganik ve organik maddeler vardır. Ayrıca görevleri birbirinden farklı olan organeller de bulunur. Sitoplazmanın organeller hariç yarı akışkan kısmına SİTOZOL denir. Sitozolün büyük bir kısmını su oluşturur. (%90) bu oran canlılarda %98 e kadar yükselebileceği gibi %5 e de düşebilir. Bu sıvının içinde enzimler, RNA, organik bileşenlerin yapı taşları, atık maddeler, mineraller… bulunur. Prokaryot hücrelerde sitozol içinde DNA da bulunur.

ZARSIZ ORGANELLER

1) Ribozom

•Tüm canlılarda bulunur.

•Zarsız bir organeldir.

•En küçük organeldir.

•Protein sentezi yapar.

•Yapısında protein ve rRNA bulunur.

•Küçük ve büyük olmak üzere iki alt birimden oluşur. Pasif haldeyken alt birimler birbirinden ayrıdır. Protein sentezi sırasında alt birimler birleşir ve ribozom görevini yerine getirir.

•Sitoplazmada serbest halde,

•Başka bir organelin içinde (kloroplast,mitokondri)

•Endoplazmik retikulumun üzerinde

•Çekirdek zarının üzerinde bulunabilir.

•Protein sentezi sırasında bazen tek bir proteinin üretiminde birden fazla ribozom aynı anda çalışabilir. Bu şekilde birden fazla ribozomun bir araya gelmesiyle oluşan yapıya POLİZOM denir.

2) Sentrozom

•Hücre bölünmesi sırasında iğ iplikleri oluşturarak hücre bölünmesine yardım eder.

•Bitki hücrelerinde görülmez. Hayvan hücrelerinin de sadece bölünebilenlerinde bulunur. Mantar hücrelerinde vardır. Sperm hücrelerinde bulunur. Yumurta hücrelerinde ise bulunmaz.

•Not: sperm içinde bulunan sentrozom döllenme sırasında zigotun sentrozomu haline gelir. Bu nedenle vücudumuzda bulunan tüm sentrozomlar babamızın spermi içindeki sentrozomdan kopya alınarak üretilmiştir.

•Bir sentrozom iki tane sentriyolden oluşmuştur. Bu sentriyollerin yapısında ise mikrotübüller vardır.

•Görev yapmaya başlamadan kısa bir süre önce kendini eşleyerek görevini gerçekleştirir.

TEK ZARLI ORGANELLER

1) Endoplazmik Retikulum

•Hücre zarı ile çekirdek zarı arasında oluşmuş kanalcıklardır. Yumurta hücresi, embriyonik hücreler ve eritrositler(alyuvar) hariç tüm ökaryotik hücrelerde bulunur.

GÖREVLER:

  • Hücre içerisinde madde alışverişini sağlar.

  • Hücreye mekanik destek sağlar.

  • Golgi aygıtı ile birlikte çalışarak salgı üretiminde görev alır.

  • Çekirdek zarının oluşumunda görev alır.

•İki çeşit endoplazmik retikulum vardır.
Bunlar;

  1. Granüllü endoplazmik retikulum

  2. Granülsüz endoplazmik retikulum

Granüllü Endoplazmik Retikulum (GER)                                                                     Granülsüz Endoplazmik Retikulum (DER)

•Üzerinde ribozom bulunur.                                                                                        •Üzerinde ribozom bulunmaz.

•Protein sentezinin çok fazla yapıldığı enzim, hormon ve                                      •Hormon ve yağ sentezi yapan hücrelerde bol miktarda bulunur. 

salgı üretiminin çok olduğu hücrelerde bol miktarda bulunur.                             •Yağ, karbonhidrat ve mineral taşınmasından sorumludur.

•Proteinli moleküllerin taşınmasından sorumludur.                                               •Kas hücrelerinde kasılmayı gerçekleştirmek için Ca depolaması                                                                                                                                                         yapar.                                                                                                                                                                                                                                                            • İnsan karaciğer hücrelerinde ilaçların olumsuz etkilerini giderir.

GER ve DER aynı hücrede bir arada bulunabilir.

2) Golgi Cisimciği (Aygıtı)

•Yassılaşmış keseciklerden oluşmuş organeldir. Yassı keseciklerin uçlarında tomurcuklanarak oluşmuş küçük keseler vardır.

•Endoplazmik retikulum ile beraber çalışırlar. Genellikle birbirlerine yakın konumlanmışlardır. Golgi aygıtının endoplazmik retikulüme bakan yüzeyine bağlanan kesecikler içeriğini boşaltarak golgi aygıtının yapısına katılır. Golgi aygıtı Endoplazmik retikulümden gelen bu kesecikler vasıtasıyla gelişir. Golgiye gelen maddeler golgi kanalları boyunca ilerlerken değişikliğe uğratılarak yapısı geliştirilir. Golgide bu moleküllere yağ, şeker, fosfat ve sülfat grupları eklendiği gibi bazı moleküllerde çıkarılarak molekülün ana yapısı değiştirilebilir. Son halini alan molekül golginin hücre zarına bakan yüzeyinden kesecikler halinde salınır.

GÖREVLERİ:

  • Hücreye özgü salgıların üretilmesini ve ekzositozla atılacak olan salgı keseciğinin oluşturulmasını sağlar.

  • Lizozom ve koful gibi organellerin üretilmesini sağlar.

  • Kompeks organik maddelerin üretilmesini sağlar. (glikoprotein,glikolipit, fosfolipit…)

  • Hücre zarının üretilmesini sağlar.

3) Lizozom

•Golgi tarafından oluşturulan içinde sindirim enzimleri bulunan organeldir.

•Bitki hücrelerinde bulunmaz. Özellikle pinositoz ve fagositoz yapan hücrelerde bol miktarda bulunur.

•İçeriğinde bulunan  enzimler lizozom içindeyken pasif haldedir. Görevini yaptığı sırada aktif hale geçmektedir.

GÖREVLERİ:

  • Hücre içi sindirim yapar. Fagositoz ve pinositozla içeri alınan besin kofunun etrafını sararak içeriğin sinidirilmesini sağlar. Fagositozla içeri alınan molekül besin dışında bir mikroorganizma olabilir.

  • Yaşlanmış ya da fonksiyonu bozulmuş organelleri parçalar.

  • Gerektiğinde kendini patlatır. İçeriğinde bulunan enzimler sitoplazmaya yayılır ve hücre kendini sindirir. Bu olaya OTOLİZ denir. Bu durum hücre yaşlandığında ya planlanmış hücre ölümleri mekanizması için gereklidir.

Lizozom aktivitesinin azalması bazı hastalıklara ,ve deri hücrelerinde lekelenmelere sebep olabilmektedir.