Hücre zarı ya da hücre membranı, hücrenin dış kısmında bulunan, molekülleri özelliklerine göre hücre içine alan veya dışarı bırakan seçici geçirgen katmandır. Hücre zarı dinamik ve esnek bir yapıya sahiptir.
Hücre zarını ayırarak doğrudan analizlerden önce hücre zarının moleküler yapısı hakkındaki kuramlar, dolaylı kanıtlara dayanır. Yağda eriyen maddeler hücre zarından kolayca geçebildiği için, Overton (1902) hücre zarının ince bir lipit tabakasından yaptığını ileri sürmüştür. ve Grendel (1902), hücre zarının iki lipit molekülü kalınlığında bir tabaka (bilayer) olduğunu ileri sürmüşlerdir. Geçirgenlik, yüzey gerilimi elektrik ve kimyasal özelliklerini göz önünde bulundurarak, ve 1935'te hücre zarının simetrik zar modelini teklif etmişlerdir. Bu modele göre, zarın yapısında tek tabakalı iki protein yaprağı arasında lipit molekülleri vardır. Lipit moleküllerinin polar uçları (hidrofilik kısımları) dışa doğrudur ve protein tabakalarıyla örtülüdür. Moleküler yapıyla ilgili ikinci model, Robertson (1959) tarafından teklif edilen asimetrik zar modelidir. modelinde, ortada iki molekül kalınlığında lipit tabakası, iki tarafında da tek molekül kalınlığında protein tabakası vardır. İki model de birbirine benzemekle, arasındaki fark; birinci simetrik modelde ortadaki lipit molekül sırasının veya tabakasının kalınlığı belli değildir. Yani, iki veya daha fazla lipit molekül sırasının bulunup bulunmadığını gösteren hiçbir kanıt yoktur. Oysa, asimetrik modelde ortadaki lipit moleküllerinin sayısı sadece ikidir. İki model arasında ikinci önemli fark, lipit tabakasının iki yanındaki protein tabakalarının simetrik modele simetrik, asimetrik modele ise, kendisine eklenen yeni elementlerden dolayı sitoplazma tarafındaki protein tabakasının dıştaki protein tabakasından belli kimyasal farklar göstermesi, yani asimetrik oluşudur. Daha sonraları ortaya çıkan teori ise, Danielli-'un modelidir. Danielli-Davson'a göre, lipit moleküllerinin polar, hidrofilik uçlarının koyu bölgeleri şekillendirdiği, polar olmayan, hidrofobik yağ asidi zincirlerinin açık renk bölgeleri şekillendirdiği düşünülmektedir. Bu modellerde hücre zarı, fosfolipit elementlerin kimyasal özelliğinden dolayı iki tabakalı görülür. Bu üç tabakalı yapı, plazma zarı dışında hücrenin sitoplazmada bulunan tüm zarlı yapılarında da görülmektedir. Danielli-Davson ve Robertson modelleri, hücre zarının elektriksel ve pasif geçirgenlik özelliklerini açıklamak yeterlidir. Bununla beraber, zardaki protein elemanlarının aktif taşınmayı nasıl gerçekleştirdiğini anlamak bu modelle zordur. Danielli ve Davson modelinin, hücre zarının işleyişini tam olarak ortaya koyamamasından dolayı, yeni hücre zarı modelleri geliştirilmiştir. 1972 yılında Singer ve Nicolson tarafından hücre zarının tüm özelliklerin açıklayan bir model ileri sürülmüştür. Böylece, mozaik zar modeli ya da 1966 yılında ve Lenard tarafından ortaya atılmasına rağmen, 1972'de yayınlanmıştır. Bu modelde fosfolipit tabakaları daha önceki modellerdekine benzer şekilde hidrofilik başları zarın yüzeyine doğru, hidrofobik kuyrukları ise, içe doğru sıralanır. Asıl farklılık proteinlerin dizilişinde görürlür. Bu modelde proteinler zarın hem iç, hem dış yüzeyinde mozaik şekilde dağılırlar ve devamlı bir tabaka meydana getirmezler. Hücre zarında bulunan zar proteinleri; bu modelde yağ tabakasının her iki yüzünde olan , yağ tabakasının içine gömülmüş olanlar ise; olarak kabul edilmiştir. Bir lipit denizinde yüzen, protein ve glikoproteinlerden yapılmış, almaç denilen özel bölgelerle dışarıya açılan bir model olarak mozaik zar modeli günümüzde de geçerliliğini korumaktadır.
Moleküler yapısı
Hücre zarının moleküler yapısı hakkında bilgiler, kimyasal analizlerden, yaşayan hücrelerin yüzey gerilimi, elektrik ve geçirgenlik özellikleri gibi farklı fizikokimyasal özelliklerinden, antijenik özelliklerinden, polarizasyon, ve elektron mikroskobu gözlemlerinden elde edilmiştir.
Elektron mikroskobuyla yapılan çalışmalarda, hücre zarlarının ortada açık renk bir tabakayla ayrılan iki koyu tabaka olmak üzere üç tabakalı bir yapı olduğu gösterilmiştir. Bu yapı, Danielli-Davson ve Robertson tarafından bildirilen modellere uygundur. Bu modelde, fosfolipit tabakalarının hidrofilik başları zarın yüzeyine doğru, hidrofobik kuyrukları ise, içe doğru sıralanır, proteinler zarın hem iç, hem dış yüzeyinde mozaik şekilde dağılırlar ve devamlı bir tabaka meydana getirmezler. Akışkan zar modelinde zar hareketsiz değildir, birbirine zayıf bağlarla bağlı olan bireysel lipit molekülleri lateral olarak hareket edebilirler. Buna göre, herhangi bir molekül belli bir zamanda belli bir pozisyonda bulunurken, birkaç saat sonra tamamen farklı bir pozisyonda bulunabilir. Lipitlerin hareketi en fazla kolesterol içermeyen zarlarda görülür. Proteinler de belli sınırlar içinde lateral olarak hareket edebilirler. Fakat proteinlerin hareketi lipitlerinkinden daha azdır. Lipit yapraklarını baştan başa kat eden, iki yüze de açılan zar proteinleri şekillerine göre kabaca ikiye ayrılır. Bunlar; ve zar proteinleridir. Bu proteinler hücre dışı moleküller olarak reseptör görevinde ve bağışıklık sisteminde yabancı maddeleri tanımada rol oynarlar.
Hücre zarında bulunan zar proteinleri; yağ tabakasının her iki yüzünde olan , yağ tabakasının içine gömülmüş olanlar ise; olarak bilinir. İntrinsik proteinler, karanlıkta 1/3'ü oranında, aydınlıkta ise, ½'si oranında zar içine gömülüdür. Ekstrinsik proteinler sulu ortamla temas halinde bulundukları için, , intrinsik proteinler ise bir tarafları yağ tabakasına gömülü olduğu için bu kısımlarına hidrofobik aminoasitleri, sulu ortamla temas halinde olan diğer taraflarında ise, hidrofilik aminoasitleri taşırlar.
Hücre zarında, çekirdek zarında bulunan porlar bulunmaz. Hücreye giren besinleri ve hücreden çıkan atık maddeleri; zar geçirgenliği, üç tabakalı moleküler diziliş ve özellikle proteinden oluşmuş (reseptör) ile elektriksel yükün de önemi olduğu düşünülmektedir. Bir hücre zarından zardan her türlü madde geçebiliyorsa bunlara geçirgen (), hiçbir maddeyi geçirmiyorsa geçirgen olmayan () ya da geçirimsiz, bazılarını geçiriyor ve bazılarını geçirmiyorsa da seçici geçirgen () hücre zarı denir.
Tekhücreli bir canlıdaki hücre zarında bir yara oluşursa, bu yara yeni bir zarla hemen kapatılır, bu yeni zara plazmalemma denir.
Yan yana duran iki hücrenin sitoplazma zarları arasında 150-200 Å (angstrom) genişliğinde hücrelerarası bir alan vardır. Bu alan, hücreleri birbirine yapıştıran bir madde ile doludur. Hücre zarı girintili çıkıntılıdır. Bu yapı hücreler arasında adezyonu ve aynı zamanda hücreler arasındaki dokunma yüzeyini artırır.
Plazma zarının sitoplazmaya bakan yüzünde zar elemanları bulundukları noktalara demirleyen sitoiskelet elemanları yer alır. Sitoiskeleti oluşturan elemanlar şunlardır:
- Mikrofilamenteler
- Kalın filamentler
- Mikrotübüller
Mikrofilamentler ve mikrotübüller reseptörlerin kontrolünde iş görürler. Mikrofilamentler kasılarak reseptörlerin hareketini idare ederler. Mikrotübüller ise, demirleme elemanlarıdır. Reseptörleri tutarlar veya serbest bırakırlar.
Hücre zarının kimyasal yapısı
- Zar lipitleri
- Fosfolipit
- Sterol
- Zar proteinleri
- Zar karbonhidratları bulunur.
Hücre zarının morfolojisi
Elektron mikroskobunda hücre zarı oldukça basit yapıda görülür. İki koyu ve bir açık renk olmak üzere üç tabakalı görülen yapıya, üç tabakalı veya unit zar, birim zar, denir. Bu tabakaların kalınlığı 75-100 angstrom arasında değişir. Lipitlerin hidrofobik kuyrukları açık renk görülür. Lipitlerin hidrofilik uçlarıyla proteinler birlikte koyu çizgiler oluşturur.
- 1- Glikokaliks
- 2- Hücre zarı farklılaşmaları (Desmosomlar)(Desmosomes, Cell Junctions, Cell Attachments)
- Aralarında farklılaştıkları hücrelerin benzer veya farklı oluşuna göre:
- Otodesmosomlar
- Homodesmosomlar
- Heterodesmosomlar (Hemidesmosomlar)
- Hücre yüzeylerinde dağılışlarına göre:
- Simetri durumuna göre:
- İki hücre yüzeyinin elemanlarının desmosom yapısına katılmalarına göre:
Hücre zarının görevleri
Hücre zarı, oldukça karmaşık ve devingen yapısıyla, hücre canlılığının çok önemli bir bileşenidir. Hücre canlılığının ve özgün hücre işlevlerinin sürekliliğini mümkün kılan çok önemli bazı fonksiyonları yerine getirir ki, bunları şöyle sıralamak mümkündür;
- Hücre içi ortamın özgün bileşimini hücre dışı ortamdan ayırmak,
- Hücre içi ile hücre dışı ortamlar arasında seçici bir şekilde madde alışverişini sağlayarak hücrenin atıklarını hücre dışı ortama vermek, hücre dışından hücreye gerekli maddeleri almak ve hücre içi ortamın özgün yapısını korumaya yardımcı olmak,
- Komşu hücrelerle iletişimi ve madde alışverişini sağlamak,
- Hücreyi dış ortamdan ayırır.
- Hücreye şekil verir.
- Madde giriş-çıkışını düzenler.
- Canlı yapıda bulunur.
- Kalınlığı 6-10 nm'dir.
- Protein, yağ ve karbonhidratlardan oluşur.
- Aktif taşıma olayını düzenler.
- Hücrenin beslenmesine yardımcı olur.
- Komşu ve yabancı hücreyi bulur.
- Hücreyi alınacak hormonları tanır.
- Hücrenin yıpranan kısmını onarır.
- Metabolizma atıklarının dışarı atılmasını sağlayarak iç ortamı düzenler.
- Prokaryot hücreye sahip canlılarda zardaki solunum enzimleri sayesinde enerji üretimi sağlanır.
Kaynakça
Ayrıca bakınız
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Hucre zari ya da hucre membrani hucrenin dis kisminda bulunan molekulleri ozelliklerine gore hucre icine alan veya disari birakan secici gecirgen katmandir Hucre zari dinamik ve esnek bir yapiya sahiptir Hucre zari Hucre zarini ayirarak dogrudan analizlerden once hucre zarinin molekuler yapisi hakkindaki kuramlar dolayli kanitlara dayanir Yagda eriyen maddeler hucre zarindan kolayca gecebildigi icin Overton 1902 hucre zarinin ince bir lipit tabakasindan yaptigini ileri surmustur ve Grendel 1902 hucre zarinin iki lipit molekulu kalinliginda bir tabaka bilayer oldugunu ileri surmuslerdir Gecirgenlik yuzey gerilimi elektrik ve kimyasal ozelliklerini goz onunde bulundurarak ve 1935 te hucre zarinin simetrik zar modelini teklif etmislerdir Bu modele gore zarin yapisinda tek tabakali iki protein yapragi arasinda lipit molekulleri vardir Lipit molekullerinin polar uclari hidrofilik kisimlari disa dogrudur ve protein tabakalariyla ortuludur Molekuler yapiyla ilgili ikinci model Robertson 1959 tarafindan teklif edilen asimetrik zar modelidir modelinde ortada iki molekul kalinliginda lipit tabakasi iki tarafinda da tek molekul kalinliginda protein tabakasi vardir Iki model de birbirine benzemekle arasindaki fark birinci simetrik modelde ortadaki lipit molekul sirasinin veya tabakasinin kalinligi belli degildir Yani iki veya daha fazla lipit molekul sirasinin bulunup bulunmadigini gosteren hicbir kanit yoktur Oysa asimetrik modelde ortadaki lipit molekullerinin sayisi sadece ikidir Iki model arasinda ikinci onemli fark lipit tabakasinin iki yanindaki protein tabakalarinin simetrik modele simetrik asimetrik modele ise kendisine eklenen yeni elementlerden dolayi sitoplazma tarafindaki protein tabakasinin distaki protein tabakasindan belli kimyasal farklar gostermesi yani asimetrik olusudur Daha sonralari ortaya cikan teori ise Danielli un modelidir Danielli Davson a gore lipit molekullerinin polar hidrofilik uclarinin koyu bolgeleri sekillendirdigi polar olmayan hidrofobik yag asidi zincirlerinin acik renk bolgeleri sekillendirdigi dusunulmektedir Bu modellerde hucre zari fosfolipit elementlerin kimyasal ozelliginden dolayi iki tabakali gorulur Bu uc tabakali yapi plazma zari disinda hucrenin sitoplazmada bulunan tum zarli yapilarinda da gorulmektedir Danielli Davson ve Robertson modelleri hucre zarinin elektriksel ve pasif gecirgenlik ozelliklerini aciklamak yeterlidir Bununla beraber zardaki protein elemanlarinin aktif tasinmayi nasil gerceklestirdigini anlamak bu modelle zordur Danielli ve Davson modelinin hucre zarinin isleyisini tam olarak ortaya koyamamasindan dolayi yeni hucre zari modelleri gelistirilmistir 1972 yilinda Singer ve Nicolson tarafindan hucre zarinin tum ozelliklerin aciklayan bir model ileri surulmustur Boylece mozaik zar modeli ya da 1966 yilinda ve Lenard tarafindan ortaya atilmasina ragmen 1972 de yayinlanmistir Bu modelde fosfolipit tabakalari daha onceki modellerdekine benzer sekilde hidrofilik baslari zarin yuzeyine dogru hidrofobik kuyruklari ise ice dogru siralanir Asil farklilik proteinlerin dizilisinde gorurlur Bu modelde proteinler zarin hem ic hem dis yuzeyinde mozaik sekilde dagilirlar ve devamli bir tabaka meydana getirmezler Hucre zarinda bulunan zar proteinleri bu modelde yag tabakasinin her iki yuzunde olan yag tabakasinin icine gomulmus olanlar ise olarak kabul edilmistir Bir lipit denizinde yuzen protein ve glikoproteinlerden yapilmis almac denilen ozel bolgelerle disariya acilan bir model olarak mozaik zar modeli gunumuzde de gecerliligini korumaktadir Molekuler yapisiHucre zarinin molekuler yapisi hakkinda bilgiler kimyasal analizlerden yasayan hucrelerin yuzey gerilimi elektrik ve gecirgenlik ozellikleri gibi farkli fizikokimyasal ozelliklerinden antijenik ozelliklerinden polarizasyon ve elektron mikroskobu gozlemlerinden elde edilmistir Elektron mikroskobuyla yapilan calismalarda hucre zarlarinin ortada acik renk bir tabakayla ayrilan iki koyu tabaka olmak uzere uc tabakali bir yapi oldugu gosterilmistir Bu yapi Danielli Davson ve Robertson tarafindan bildirilen modellere uygundur Bu modelde fosfolipit tabakalarinin hidrofilik baslari zarin yuzeyine dogru hidrofobik kuyruklari ise ice dogru siralanir proteinler zarin hem ic hem dis yuzeyinde mozaik sekilde dagilirlar ve devamli bir tabaka meydana getirmezler Akiskan zar modelinde zar hareketsiz degildir birbirine zayif baglarla bagli olan bireysel lipit molekulleri lateral olarak hareket edebilirler Buna gore herhangi bir molekul belli bir zamanda belli bir pozisyonda bulunurken birkac saat sonra tamamen farkli bir pozisyonda bulunabilir Lipitlerin hareketi en fazla kolesterol icermeyen zarlarda gorulur Proteinler de belli sinirlar icinde lateral olarak hareket edebilirler Fakat proteinlerin hareketi lipitlerinkinden daha azdir Lipit yapraklarini bastan basa kat eden iki yuze de acilan zar proteinleri sekillerine gore kabaca ikiye ayrilir Bunlar ve zar proteinleridir Bu proteinler hucre disi molekuller olarak reseptor gorevinde ve bagisiklik sisteminde yabanci maddeleri tanimada rol oynarlar Hucre zarinda bulunan zar proteinleri yag tabakasinin her iki yuzunde olan yag tabakasinin icine gomulmus olanlar ise olarak bilinir Intrinsik proteinler karanlikta 1 3 u oraninda aydinlikta ise si oraninda zar icine gomuludur Ekstrinsik proteinler sulu ortamla temas halinde bulunduklari icin intrinsik proteinler ise bir taraflari yag tabakasina gomulu oldugu icin bu kisimlarina hidrofobik aminoasitleri sulu ortamla temas halinde olan diger taraflarinda ise hidrofilik aminoasitleri tasirlar Hucre zarinda cekirdek zarinda bulunan porlar bulunmaz Hucreye giren besinleri ve hucreden cikan atik maddeleri zar gecirgenligi uc tabakali molekuler dizilis ve ozellikle proteinden olusmus reseptor ile elektriksel yukun de onemi oldugu dusunulmektedir Bir hucre zarindan zardan her turlu madde gecebiliyorsa bunlara gecirgen hicbir maddeyi gecirmiyorsa gecirgen olmayan ya da gecirimsiz bazilarini geciriyor ve bazilarini gecirmiyorsa da secici gecirgen hucre zari denir Tekhucreli bir canlidaki hucre zarinda bir yara olusursa bu yara yeni bir zarla hemen kapatilir bu yeni zara plazmalemma denir Yan yana duran iki hucrenin sitoplazma zarlari arasinda 150 200 A angstrom genisliginde hucrelerarasi bir alan vardir Bu alan hucreleri birbirine yapistiran bir madde ile doludur Hucre zari girintili cikintilidir Bu yapi hucreler arasinda adezyonu ve ayni zamanda hucreler arasindaki dokunma yuzeyini artirir Plazma zarinin sitoplazmaya bakan yuzunde zar elemanlari bulunduklari noktalara demirleyen sitoiskelet elemanlari yer alir Sitoiskeleti olusturan elemanlar sunlardir Mikrofilamenteler Kalin filamentler Mikrotubuller dd Mikrofilamentler ve mikrotubuller reseptorlerin kontrolunde is gorurler Mikrofilamentler kasilarak reseptorlerin hareketini idare ederler Mikrotubuller ise demirleme elemanlaridir Reseptorleri tutarlar veya serbest birakirlar Hucre zarinin kimyasal yapisiZar lipitleri Fosfolipit Sterol Zar proteinleri Zar karbonhidratlari bulunur Hucre zarinin morfolojisiElektron mikroskobunda hucre zari oldukca basit yapida gorulur Iki koyu ve bir acik renk olmak uzere uc tabakali gorulen yapiya uc tabakali veya unit zar birim zar denir Bu tabakalarin kalinligi 75 100 angstrom arasinda degisir Lipitlerin hidrofobik kuyruklari acik renk gorulur Lipitlerin hidrofilik uclariyla proteinler birlikte koyu cizgiler olusturur 1 Glikokaliks 2 Hucre zari farklilasmalari Desmosomlar Desmosomes Cell Junctions Cell Attachments Aralarinda farklilastiklari hucrelerin benzer veya farkli olusuna gore Otodesmosomlar Homodesmosomlar Heterodesmosomlar Hemidesmosomlar dd dd Hucre yuzeylerinde dagilislarina gore Makular desmosomlar Zonular desmosomlar dd dd Simetri durumuna gore Simetrik desmosomlar Simetrik olmayan desmosomlar dd dd Iki hucre yuzeyinin elemanlarinin desmosom yapisina katilmalarina gore Sinsisyal desmosomlar Basit desmosomlar Gelismis desmosomlar dd dd dd dd Hucre zarinin gorevleriHucre zari oldukca karmasik ve devingen yapisiyla hucre canliliginin cok onemli bir bilesenidir Hucre canliliginin ve ozgun hucre islevlerinin surekliligini mumkun kilan cok onemli bazi fonksiyonlari yerine getirir ki bunlari soyle siralamak mumkundur Hucre ici ortamin ozgun bilesimini hucre disi ortamdan ayirmak Hucre ici ile hucre disi ortamlar arasinda secici bir sekilde madde alisverisini saglayarak hucrenin atiklarini hucre disi ortama vermek hucre disindan hucreye gerekli maddeleri almak ve hucre ici ortamin ozgun yapisini korumaya yardimci olmak Komsu hucrelerle iletisimi ve madde alisverisini saglamak Hucreyi dis ortamdan ayirir Hucreye sekil verir Madde giris cikisini duzenler Canli yapida bulunur Kalinligi 6 10 nm dir Protein yag ve karbonhidratlardan olusur Aktif tasima olayini duzenler Hucrenin beslenmesine yardimci olur Komsu ve yabanci hucreyi bulur Hucreyi alinacak hormonlari tanir Hucrenin yipranan kismini onarir Metabolizma atiklarinin disari atilmasini saglayarak ic ortami duzenler Prokaryot hucreye sahip canlilarda zardaki solunum enzimleri sayesinde enerji uretimi saglanir Kaynakca Allen Terence D 2011 The cell a very short introduction Oxford Oxford University Press ISBN 978 0199578757 Ayrica bakinizHucre Hucre duvari