HÜCRE ZARINDA TAŞINMA

• İNTRASELÜLER SIVI

• EKSTRASELÜLER SIVI

Iyon Intraselüler Ekstraselüler

Na+ 5-15 mM 145 mMK+ 140 mM 5 mMMg2+ 0.5 mM 1-2 mMCa2+ 10-7 mM 1-2 mMH+ 10-7.2 M (pH 7.2) 10-7.4 M (pH 7.4)Cl- 5-15 mM 110 mM

Intrasellüler ve ekstrasellüler iyon konsantrasyonları

Hücre zarı;

• Seçici geçirgen

• Bazı maddeler çok az yardım veya hiç yardım almadan geçirir

• Bazı maddelerin geçmesine hiç izin vermez.

• SEMİPERMEABİLİTE=SEÇİCİ GEÇİRGENLİK

• Hücre zarının geçireceği maddeleri seçmesi pek çok faktöre bağlı olmakla beraber bunların en önemlileri;

• Maddenin büyüklüğü

• Maddenin polaritesi

• Maddenin elektrik yükü

• Kural olarak;

1. Küçük, hidrofobik, apolar moleküller Oksijen, karbondioksit, azot ve benzen

2. Kısmen polar fakat nötr moleküller su, gliserol, üre ve etanol

hücre zarından kolayca geçerler.

• Glukoz, sükroz gibi büyük moleküller kendi enerjileri ile zardan geçmek için zorlanırlar.

• Na+, K+, Ca+2 iyonları ve aa’ler yardım olmaksızın zardan geçemezler (yüklü partiküller)

• İyon Kanalları veya taşıyıcı proteinler

• Hücre gereksinim duyduğu

• Daha büyük molekülleri

• Zararlı organizmalar

• Besin maddeleri zar keseciği içinde alır.

Hücre Zarında Transport-I. Küçük Moleküllerin ve İyonların Taşınımı

A) Basit DifüzyonB) Pasif Difüzyon

-Kanal proteinleri ile kolaylaştırılmış difüzyon-Taşıyıcı proteinler ile (permeaz) kolaylaştırılmış difüzyon

C) Aktif Transport1. ATP Bağımlı Transport2. İyon Gradientine Bağımlı Transport

-II. Büyük Moleküllerin Transportu1. Endositoz

-a) Fagositoz -b) Pinositoz -c) Reseptör bağımlı endositoz

2. Ekzositoz

I- KÜÇÜK MOLEKÜLLERİN VE İYONLARIN TAŞINMASI

• Madde molekülleri;

1. Basit diffüzyon

2. Kolaylaştırılmış diffüzyon (pasif taşınma)

3. Enerji harcayarak (aktif transport) taşınır.

A) BASİT DİFÜZYON

• Gaz, sıvı ender olarak da katı madde molekülleri• Bulundukları ortamda kendi kinetik enerjileri ile

her yönde dengeli yoğunlukta dağılmalarına basit difüzyon denir.

• Moleküllerin hareketleri • Kendilerinin yoğun oldukları ortamdan az yoğun

oldukları ortama doğrudur. • Dinamik denge

• Moleküllerin ağırlığı ne kadar az• Ortamın ısısı ne kadar fazla ise difüzyon o

kadar fazla olur.• Difüzyon hızı;1. Yoğunluk farkı2. Geçiş alanının çapı3. Sıcaklık 4. Molekülün çapı5. Molekülün ağırlığı6. Difüzyon uzaklığı

DOĞRU ORANTILI

TERS ORANTILI

Hücrede Difüzyon

• Hücre içine giren ve çıkan maddelerin kısa mesafelerde taşınması basit difüzyonla olur.

• Yağda eriyen maddeler

• O2

• CO2

• H2O

• Küçük polar maddeler• Diğer biyolojik moleküller fosfolipit tabakasının

hidrofobik kısımlarından geçemez.

Basit Difüzyonla Hücre Zarından Geçerler

• Sonuç olarak, • Glikoz gibi büyük yüksüz polar moleküller ile

büyüklüğü ne olursa olsun yüklü moleküller (Na+, H+, K+ ve Cl- gibi küçük iyonlar dahil) plazma zarından pasif diffüzyonla geçemezler.

• Bu moleküllerin zardan geçişleri özel taşıma ve kanal proteinlerinin aktivitesini gerektirir ve böylece bir çok molekülün hücrenin içine ve dışına geçişi kontrol edilir.

•Çözünen madde konsantrasyonunun az olduğu taraftan fazla olduğu tarafa denge sağlanana kadar su geçişi devam eder. Buna Osmozis denir.

osmotikbasınç

H2O H2O

H2O

H2O

gerilir büzülür

Osmoz

[çözünen] Düşük

[çözünen] Yüksek

Osmoz

Eritrositlerde Osmoz

PlazmolizDeplazmoliz

B) PASİF DİFÜZYON (KOLAYLAŞTIRILMIŞ DİFÜZYON)• Enerji harcamadan madde molekülleri

hücre zarından geçer. • Geçiş, ya konsantrasyon gradientine

bağıdır ya da polar molekül ve iyonların geçişinde olduğu gibi zarın iki tarafındaki elektrik yüküne bağlıdır.

• Konsantrasyon ve elektriksel gradiyentin her ikisine birden elektrokimyasal gradiyent denir.

• Basit difüzyondan farklı olarak burada taşınan maddeler fosfolipid tabakasından geçmez.

• Zar proteinleri

• Geçen maddeler zarın hidrofobik kısımları ile temas etmez.

• KH, aa, nükleositler, iyonlar gibi polar ve yüklü maddeler

• Zardan geçiş iki çeşit zar proteini ile olur

1. Kanal proteinleri

2. Permeaz denen taşıyıcı proteinler

• Zar proteinleri bir veya iki molekülü tek veya çift yönlü taşıyabilir.

• Uniport

• Simport

• Anti-port

KANAL PROTEİNLERİ İLE KOLAYLAŞTIRILMIŞ DİFÜZYON

• Kanal proteinleri, belli büyüklükte ve yüklü maddelerin fosfolipid tabakalarını geçeceği hidrofilik porlar oluşturur.

• Gram bakterilerin dış zarında porin• Küçük polar moleküller ile iyonlara geçirgen• Çoğu hücrelerin plazma zarları aquaporin• Suyun difüzyonuna uygun kanal proteinleri• Su bu porlardan fosfolipid tabakalarına göre

daha hızlı geçer.

• Komşu iki hücre zarının birleşmesi ile oluşan plazma köprülerine gap junction denir.

• Porin ve gap junction kanalları oldukça geniş ve çoğu maddelere geçirgendir.

• Çoğu hücrelerde sitozol ile hücre dışı arasında oldukça dar, seçici ve inorganik iyonların geçişine izin veren protein kanalları vardır

• İyon Kanalları

• İyon kanalları çoğu hücrelerde olmakla beraber elektrik sinyalleri ileten kas ve sinir hücrelerinde iyi çalışılmıştır.

İyon Kanallarının 3 Önemli Özelliği

1) Kanallar belli iyonlara özgüdür.

2) İyon kanallarından geçiş taşıyıcı proteinlere

göre yaklaşık 1000 kez daha hızlıdır. Açık bir

kanaldan saniyede 1 milyon iyon geçebilir.

3) İyon kanalları her zaman açık değildir.

Kanalların ağzı gelen uyarılara bağlı olarak bir

“kapı” ile kontrol edilir.

İyon kanalları yapı ve işleyişine göre üç çeşittir.

1) Ligant kapılı iyon kanalları

2) Voltaj kapılı iyon kanalları

3) Mekanik kapılı iyon kanalları

1) Ligant kapılı iyon kanalları

• Bu kanallar nörotransmitter veya başka bir sinyal molekülünün bağlanması ile açılır.

• Na+, K+, ve Cl- gibi iyonları belirli ligantlar aracılığı ile geçirir.

• ÖR-Asetil Kolin

2) Voltaj kapılı iyon kanalları• Plazma zarının iki tarafındaki elektriksel

potansiyelinin değişimine bağlı olarak açılan kanallardır.

• Na+, K+, Ca+2 ve Cl- iyonları yoğun olduğu yerden zarın diğer tarafına kontrollü bir şekilde bu kanallardan geçirilir.

3) Mekanik kapılı iyon kanalları

• Mekanik uyarı ile açılan kanallardır.

TAŞIYICI PROTEİNLER (PERMEAZ) İLE KOLAYLAŞTIRILMIŞ DİFÜZYON

• İyon kanallarında olduğu gibi

• Moleküller çok yoğun olduğu taraftan daha az yoğun olduğu tarafa doğru enerji harcamadan pasif olarak taşınır.

• Taşınacak olan spesifik molekül zarın bir yüzeyine bağlanır

• Daha sonra taşıyıcı protein molekülün diğer yanda serbest kalmasını sağlayacak şekilde konformasyonel değişikliğe uğrar.

• Taşıyıcı proteinlerle

• Şekerler

• Amino asitler

• Nükleosidler taşınır.

• Glukoz taşıyıcı proteinindeki gibi çoğu taşıyıcı proteinler 12 -heliksten oluşan transmembranal proteinlerdir.

• Heliksin zardan geçen bölümü hidofobik olup içinde glukozun bağlanacağı bazı hidrofilik aminoasitler bulunur.

• Suda eriyen maddeler yoğun olduğu tarafta kendine özgü hidrofilik bölgelere bağlandığı zaman proteinin şekli hacimsel olarak değişir ve madde içeriye doğru ilerler.

• Madde geçişi 2 yönde olabilir.• Ancak madde geçişi yoğun

olduğu taraftan az yoğun olduğu tarafa doğru daha fazla olur.

• Madde geçirildikten sonra protein normal şekline döner.

C) AKTİF TAŞINMA

• Basit ve kolaylaştırılmış difüzyon ile geçemeyen maddeler aktif taşıma ile hücre zarından geçer.

• Basit ve kolaylaştırılmış difüzyonda moleküllerin akışı daima elektrokimyasal gradient yönündedir.

• Elektrokimyasal gradient bir zarın iki yanında kimyasal derişim ve elektrik potansiyel farklılığıdır.

• Bazı durumlarda ise molekül veya iyonların gradiente karşı taşınması gerekir.

• Bu durumda hücre enerji harcayarak (çoğu kez ATP hidrolizi) geçişi sağlar.

• Buna Aktif Taşınma denir.

• Aktif taşıma ile hücre gereğinden fazla maddeyi enerji harcayarak hücre dışına atar ya da gerekli maddeleri ekstraselüler sıvıdan içeri alır.

• Şekerler glukoz, mannoz, galaktoz, laktoz, sakkaroz bazı iyonların yardımı ile hücreye alınır (iyon gradiyentine bağlı ATP)

• Amino asitler ve benzer aminler hücreye aktif taşınma ile geçer.

• Vitaminler, büyüme hormonları, insülin, glikokortikoidler ve cinsiyet hormonları aminoasitlerin zardan taşınmasını hızlandırır.

• Aktif taşımada da taşıyıcı proteinler kullanılır permeazlar

• Proteinlerde, taşınan maddeye özgün kabul bölgeleri vardır.

• Bu bölgelere bağlanan molekül veya iyon hem enerji kullanımı ile hem de taşıyıcı proteinin şekil değişimi ile zardan geçer.

• Aktif taşınma;

1) ATP bağımlı

2) İyon gradiyentine bağımlı

Olmak üzere iki türlüdür.

ATP Bağımlı Aktif Taşınma

• En iyi örnek stoplazma zarının her iki tarafında ATP enerjisi ile iyon gradiyenti oluşturan iyon pompalarıdır.

• ATP bağımlı aktif taşımada enerji ATP’nin hidrolizinden sağlanır.

• ATP ADP + Pi (inorganik fosfat)• Pi, taşıyıcı proteine bağlanır (fosforilasyon)• Taşıyıcı proteini aktive eder• Proteinde hacimsel şekil değişimi olur.

• ATP’nin hidrolizi ile gerçekleşen iyon taşınmasından sorumlu 3 enzim sistemi (iyon pompası) vardır:

1) Sodyum-Potasyum Pompası (Na+,K+ ATPaz)

2) Kalsiyum Pompası (Ca2+ ATPaz)

3) ATP Bağımlı H+ (proton) Pompası

Sodyum-Potasyum Pompası (Na+,K+ ATPaz)

• Hücrenin dışında içeriye göre 10-15 kat daha fazla Na+ iyonu bulunur.

• K+hücre içinde dışarıya göre 30-35 kat daha fazladır.

• Plazma zarının iki tarafındaki bu iyon dengesi Na+-K+

ATPaz (Na+-K+ pompası) ile sağlanır.

• Taşınma ATP enerjisi ile Na+-K+ gradiyentine karşı olur.

• Na+-K+ ATPaz en aktif ve en yaygın iyon pompasıdır

• Hayvansal hücrelerde harcanan ATP enerjisinin %25-30’u burada harcanır.

• Sinir ve kas hücrelerindeki elektrik sinyalleri Na+-K+ pompası ile iletilir.

• Na+ - K+ pompasının diğer bir önemli görevi de, hücrenin ozmotik dengesinin ve hacminin korunmasıdır.

• Sitoplazma; makromoleküller, amino asitler, şekerler ve nükleositler dahil olmak üzere yüksek konsantrasyonda organik moleküller içerir.

• Karşıt dengeleyen olmaması halinde bu durum,osmozla hücre içine doğru su girişine neden olur ve kontrol edilmediği takdirde hücrenin şişmesi ve sonuçta patlamasıyla sonuçlanır.

• Gerekli karşıt denge Na+ - K+ pompasının oluşturduğu iyon gradientleri ile sağlanr.

Kalsiyum Pompası (Ca+2 ATPaz)

• Hücreler için önemli olan iyon pompalarından birisi de kalsiyum pompasıdır (Ca+2 ATPaz).

• Ca+2 konsantrasyonu ekstrasellüler sıvıda sitozole göre daha yüksektir.

• Bu dengenin korunması için hücre, sitozole geçen Ca+2’u, Ca+2ATPaz taşıyıcı proteininin ATP ile fosforilasyonu sonucu dışarı atar.

• Bu pompa, kas ve sinir hücrelerinin özelleşmiş fonksiyonlarında önemli rol oynar.

• Örneğin, sinir hücreleri tarafından alınan Ca+2 iyonları, içi kimyasal maddelerle (nörotransmitter) dolu veziküllerin hücre zarına hareketini sağlar.

• Bu nörotransmitter maddeler salgılandığı zaman diğer sinir hücrelerini aktive ederek nörönal mesajların iletimini gerçekleştirir.

Kas hücrelerinin kasılması içinse, Ca+2 iyonları mutlaka gereklidir.

• Dinlenme durumunda kas hücresinde, Ca+2 iyonları kalsiyum pompası ile devamlı hücre içine pompalanarak, hücrenin Ca+2 depo organeli olan granülsüz (agranüler) endoplazmik retikulum (kas hücresinde sarkoplazmik retikulum olarak isimlendirilir) içinde depolanır.

• Kasılma esnasında, bu iyonlar kasılma ünitelerinde kullanılır.

• Kasılma durunca pompalar çalışarak, kasılma ünitelerini kalsiyum iyonlarından temizler.

• Bitkilerde ise kalsiyum iyon pompası kök uçlarının toprağın içine doğru büyümesini sağlar.

Hidrojen (proton) Pompası (H+2 ATPaz)

• Bakteri ve ökaryotik hücrelerde H+ iyonunun aktif olarak hücre dışına atılmasını sağlayan proteinler (proton pompası) bulunur.

• Lizozim ve endozom gibi organellerin içindeki yüksek H+ konsantrasyonu bu pompa sayesinde gerçekleştirilmektedir.

• Ayrıca mitokondriyon ve plastitlerde özel proton pompaları bulunur.

• Burada organelin 2 zarı arasında elektron transfer zinciri ile yüksek H+ konsantrasyonu oluşur.

• Sonra bu iyonlar ATP sentaz ile daha az yoğun olduğu organel içine doğru elektrogradiyent yönünde pompalanır ve bu gradiyentten ortaya çıkan fazla enerji ATP sentezinde kullanılır.

• İnsanda mide asidik ortamı ATP bağımlı H+ pompaları ile sağlanmaktadır.

• Mide’de proteinlerin sindirilmesinde rol oynayan pepsin’in aktivasyonu için asidik ortam gereklidir.

• Mide asiditesini artıran HCl, mide lümeni yüzeyinde bulunan parietal (oxyntic) hücreler tarafından salınır.

• CO2 ve H2O reaksiyonu ile hücre içinde üretilen H+ iyonları, ATP enerjisini kullanarak hücrenin apikal yüzünde bulunan H+-K+ ATPaz pompası ile mide lümenine pompalanır ve mide lümeninde Cl ile birleşerek HCl oluşur. Her döngüde, lümene iki H+ iyonu geçerken, parietal hücreye lümenden bir K+ iyonu girer.

İyon Gradiyentine Bağlı Aktif Taşınma

• Bazı molekül ve iyonlar az yoğun olduğu ortamdan daha yoğun olduğu tarafa ATP enerjisi harcamadan

• Fakat başka bir molekül veya iyon konsantrasyon gradiyentine bağlı olarak geçerler.

• Memelilerde Na+-K+ pompası ile ortaya çıkan gradiyent enerjisi şeker, aminoasitler ve iyonların taşınmasında kullanılır.

• Na+ gradiyentine bağlı aktif taşınmaya en iyi örnek

• Barsak yüzeyini örten epitel hücrelerinde görülür.

• Bu hücrelerin apikal yüzeyinden şeker ve aaler aktif taşınma ile alınır.

• Ör. Na+ gradiyentine bağlı olarak lümenden epitel hücrelerine 2Na+ iyonu ile birlikte bir molekül glukoz geçer (Na+-Glukoz simportu)

• Burada lümende bulunan Na+ yoğunluğundan ileri gelen elektrokimyasal gradiyent glukoz molekülünün yoğun olduğu tarafa geçmesi için gerekli enerjiyi sağlar.

• ATP enerjisine bağlı taşımaya birincil aktif taşıma,

• İkinci bir madde gradiyenti enerjisine bağlı olan bu taşınma şekline de ikincil aktif taşınma denir.

• Örnekteki taşınma Na+-Gkukoz simportu olarak bilinir. Epitel hücrelerinin alt tarafından Na+ aktif taşınma ile (Na+-K+ pompası) glukoz da kolaylaştırılmış difüzyon ile bağ dokuya iletilir.

Na+-Ca+2 ve Na+-H+ Antiportu

• İyon gradiyentine bağlı aktif taşınma antiport şeklinde de olabilir.

• Ör. Ca+2 hücreden dışarıya sadece Ca+2 pompası ile değil Na+-Ca+2 antiport sistemi ile de atılır.

• Ör. Kalp kası hücrelerinde • Kasılma sonrasında Na+-K+ pompası ile Na+ dışarı K+

içeri geçer.• Na+ iyonlarının hücre içindeki yoğunluğu azalır, hücre

dışındaki artar.• Hücre dışında artan Na+ yoğunluğu nedeni ile Na+-Ca+2

antiport sistemi çalışmaya başlayarak 1 Na+ içeri, 2 Ca+2 iyonu dışarı atılır.

• Hayvan hücrelerinde Na+ gradiyenti, Ca+2 iyonları yanında H+ iyonlarının da hücre dışına atılımını sağlar.

• Böylece metabolik olaylar sonucu hücre içinde biriken H+ iyonları hücre dışına atılarak hücrenin pH’sı ayarlanır.

• İyon gradiyentine bağlı Na+-H+ antiportu proton pompasına yardımcı bir sistemdir.

II. Büyük Moleküllerin Transportu

1. Endositoz

-a) Fagositoz

-b) Pinositoz

-c) Reseptör bağımlı endositoz

2. Ekzositoz

• Katı Makromoleküller

• Sıvı Makromoleküller

• Küçük organizmalar

• Zararlı maddeler hücre içine alınarak sindirilir. artık maddeler tekrar hücre dışına atılır.

• Maddenin hücre içine alınmasına

ENDOSİTOZ

• Maddenin hücre dışına atılmasına

EKZOSİTOZ

1. Endositoz

-a) Fagositoz

-b) Pinositoz

-c) Reseptör bağımlı endositoz

FAGOSİTOZ

• Katı madde parçalarının, hücre zarından koparak oluşan bir kese içinde hücre içerisine girmesine denir.

• Fagositoz• Hücre zarı madde parçasını psödopod

denen uzantılar ile çevirir.• Maddeyi keseleyen zar (endositik vezikül)

koparak hücre içine ilerler.• Lokositler• Histiyositler• Çeşitli makrofajlar fagositoz yapan

hücrelerdir.

PİNOSİTOZ

• Endositoz ile alınan maddeler sıvı veya çok küçük parçacıklar ise pinositoz olarak isimlendirilir.

• Jelatin

• Ribonükleaz

• Gammaglobulinler

Hücre içerisine pinositoz şeklinde alınır.

• Endositozisle hücre içerisine alınan maddeler besin vakuolü

• Sindirileceği zaman lizozomlar ile birleşir

• Sindirim vakuolü oluşur

• Lizozom enzimleri ile sindirilen madde ürünleri difüzyon ile sitozole geçer.

• Sindirilmeyen maddeler ekzositoz ile hücre dışına atılır.

EKZOSİTOZ

• Zardan oluşan bir vezikül içine alınan artık maddeler hücre zarına hareket eder.

• Vezikül hücre zarı ile birleşir.

• İçindeki maddeleri hücre dışına bırakır.

• Vezikül zarı ile hücre zarı yardımcı moleküller ve mikrofilamentler aracılığı ile birleşir.

• Stoplazmadaki mikrofilamentler hem vezikül hem de hücre zarına yapışarak onları birbirine çeker.

• İki zarın elemanları fosfolipidlerin akışkanlık özelliğinden dolayı kaynaşır ve birleşme noktası açık kalarak vezikül zarı ters yüz olur.

• Salgılarını hücre dışına bırakarak kendisi zarın yapısına katılır.

• Böylece endositoz ile hücre zarında meydana gelen kayıp da kapatılmış olur.

RESEPTÖR BAĞIMLI (DESTEKLİ) ENDOSİTOZ

Reseptör bağımlı endositozda, makromoleküller hücre yüzeyindeki özel reseptörlere bağlanarak içeri alınmaktadır. Bu reseptörler, hücre zarındaki klatrin kaplı çukurlar olarak bilinen özel bölgelerde toplanırlar.

Bu çukurlar hücre zarından tomurcuklanarak, reseptörleri ve bunlara bağlı molekülleri (ligand) içeren, Küçük klatrin kaplı vezikülleri oluştururlar.

• Klatrin kaplı veziküller daha sonra erken endozomlarla birleşerek, içeriklerini buraya boşalttıktan sonra, yeniden hücre zar yapısına katılmak üzere zara dönerler.

• Erken endozomlar ise lizozomlarla birleşir ve lizozomal enzimler molekülü parçaladıktan sonra, ürünler sitoplazmaya verilir.

• Memeli hücrelerinde kolesterolün hücre içine alınımı, reseptör bağımlı endositozun anlaşılmasında anahtar model olmuştur.

• Kolesterol, kan dolaşımında düşük yoğunluklu lipoprotein (LDL) partikülleri şeklinde taşınmaktadır.

• LDL hücre yüzeyinde klatrin kaplı çukurlarda toplanmış olan LDL reseptörlerine bağlanarak, endositozla hücre içine alınmaktadır.

• Daha sonra reseptör tekrar hücre zarına gönderilirken, LDL lizozomlara aktarılır ve burada LDL’yi oluşturan protein ve kolesterol birimleri birbirinden ayrıştırılarak, kolesterol hücre tarafından kullanılmak üzere sitoplazmaya serbest bırakılır.

• Ligand, Reseptöre bağlanır. L-R kompleks alanı sitozole çöker.

• Reseptör altı Klathrin ile kaplıdır. Buna örtülü çukur da denir.

• Klathrin vezikülden ayrılır ve endozom oluşur.

• Endozom, lizozom (pH 5.0) ile kaynaşır. Kolesterol sindirimi yapılır.

• Reseptörik endozom zar yapısı, hücre zarına yönlenir.

• Bu olayın ana hatlarının anlaşılması, genetik bir hastalık olan ailesel hiperkolesteroleminin çalışılmasıyla anlaşılmıştır.

• Bu hastalığı taşıyan kişiler çok yüksek kan kolesterol düzeyine sahip olup, hayatın erken safhalarında kalp kriziyle karşılaşırlar.

• Brown ve Goldstein isimli araştırıcılar, bu hastaların hücrelerinin, hücre dışı sıvıdan LDL’yi alamadıklarını bu nedenle kan dolaşımında yüksek miktarda kolesterol biriktiğini gösterdiler.

• Daha sonraki çalışmalar, hastalığı taşımayan normal bireylerin hücrelerinin LDL’nin içeri alınımı için bir reseptöre sahip olduklarını, bu reseptörlerin hücre yüzeyinde klatrinle kaplı çukurlarda toplandığını, dolayısıyla hastalığın LDL reseptörünü kodlayan gendeki mutasyonlardan kaynaklandığını göstermiştir.

• Bu mutasyonlar iki tiptir:• 1- LDL reseptörünün LDL bağlamasında yetersizliğe

neden olan bozukluk• 2- LDL’yi bağlayan ancak bağlanma gerçekleştiği halde

LDL’nin hücre içerisine alınmasına neden olan bozukluk.

• Ayrıca, reseptör bağımlı endositozla; anneye ait IgG’ler, fetusa geçebilir.

• Karaciğerde glikoproteinler, karaciğer hücreleri (hepatositler) tarafından, kan dolaşımından bu yolla alınırlar.

• Karaciğerden dokulara Transferrin yolu ile taşınan Fe, aynı şekilde bu yolla hücrelere alınmaktadır.

HÜCRE YÜZEYİNDEKİ ÖZELLEŞMELER VE HÜCRELER ARASI MATRİKS

• Çoğu hücrelerde plazma zarının üzeri hücre tarafından salgılanan makromoleküller ile örtülmüşür.

• Kapsül, kılıf, hücre duvarı, glikokaliks

HÜCRE DUVARI

• Bakteri, tek hücreliler, mantarlar, yüksek bitkilerde bulunur.

• Canlıya destek ve mekanik basınçlara karşı direnç sağlar

• Gevşek liflidir seçici değildir.

Bakteriler;

• Gram pozitif

• Gram negatif

diye 2’ye ayrılır.

Gram negatif bakterilerde iki zar arasında bir duvar bulunur.

Escherichia coli

• Gram pozitif bakteriler tek bir pazma zarı vardır, fakat üzerinde daha kalın tek bir hücre duvarı vardır.

• Ancak tüm bakterilerde duvarın yapısı aynıdır.

• Bakteri duvarı kısa peptidlerle enine bağlantılar kuran ipliksi polisakkarit zincirlerinden meydana gelmiştir. (peptidoglikan)

• Peptidoglikan zincirleri N-asetilglukozamin (NAG) ve N-asetilmuramin (NAM) birimlerinin alternatif diziliminden oluşur.

• Mantar, alg ve yüksek bitkilerin hücre duvarları ise polisakkaritlerden oluşur.

• Polisakkarit • Mantarlarda kitin (N-asetil glukozamin polimeri)• Alg ve bitkilerde selülozdur (glukoz polimeri)• Selülozun arasına su kaybını önlemek için

suberin ve mumsu maddeler ilave edilmiş olabilir.

HAYVANSAL HÜCRE ÖRTÜLERİ

• Hücre duvarı komşu hücrelerin stoplazma zarları arasında dolgu maddesi gibidir.

• Stopl. Zarı hücre duvarından kolayca ayrılabilir.

• Hayvansal hücrelerde glikokaliks bulunur.• Zara bağlı olarak bulunur.• Glikoprotein veya glikolipid

komplekslerinden oluşur.

• Glikolipidler zarın yağ asidi kuyruklarına bağlanmış olan çok dallı şekerler,

• Glikoproteinler integral proteinlere bağlanmış çok dallı şekerlerdir.

• Lineer yapıdaki glikoproteinler zarı enine kat ederek diğer ucu stoplazmanın içine çıkar (tipik heliks yapısı)

• Glikokaliks hücrenin tanıyıcı alanları olup komşu hücrelerle temasını sağlar.

• Ör. Karaciğer ve böbrek hücreleri-karışık halde

• Akyuvarlar- yabancı maddeleri tanır

EKSTRASELÜLER MATRİKS

• Dokuyu oluşturan hücreler o dokuya ait hücre dışı matriks içinde bulunurlar.

• Protein ve polisakkaritlerden oluşan matriks, hücrelerin arasını doldurur ve dokuları birbirine bağlar.

• Bağ doku, kemik ve kıkırdak doku hücreleri arasında bol miktarda ekstrasellüler matriks vardır.

• Burada matriks, jölemsi polisakkarit zemin içine yayılmış ipliksi proteinlerden oluşur.

• Bu tip yüzey farklılaşmaları özellikle epitel hücrelerinde görülür.

• Yan yana duran epitel hücreleri arasındaki intersellüler alan daima aynı mesafede devam etmez.

• Karşılıklı duran hücre membranlarında oluşan bazı yan yüzey farklılaşmaları bu aralığı azaltarak tamamen ortadan kaldırabilir.

• Böylece iki hücre arasında bağlantı kompleksleri kurarlar.

• Bu bağlantılar hücre çeşidine göre birkaç tiptir.

a- Sıkı bağlantılar (tight junctions)

• Özellikle epitel hücreleri arasında görülmekle birlikte, kas ve sinir hücreleri gibi bazı hücrelerde de bulunur.

• Bağlantıda, iki hücre zarının yan yüzeyleri belli bölgelerde bu bağlantılarla birbirine sıkıca yapıştığından, hücreler arası boşluk ortadan kalkmış olup küçük madde molekülleri bile bağlantının diğer tarafına geçemez.

Bu yapı çimento gibi bir iş gördüğünden,

çeşitli maddelerin difüzyon yolu ile epitel

hücreleri arasındaki boşluktan geçmesi

engellenir.

• Sıkı bağlantılar, yan yana gelen iki hücre zarına ait transmembranal protein zincirlerinin iki hücre zarına sıkıca birbirine kilitlemesi ile meydana gelir.

b- Adezyon (yapışma) bağlantıları

• Hücre-hücre adezyonu seçici bir işlem olup, hücre adezyon molekülleri olarak isimlendirilen dört çeşit integral proteinle gerçekleştirilir.

• Hücre adezyon molekülleri; • Selektinler• İntegrinler• İmmünglobulin (Ig) süper ailesi • Kaderinler

olarak isimlendirilmektedir.

Selektinler, integrinler ve Ig süper ailesi

hücreler arasında geçici bağlar oluşturur.

• Ör. Lökositler kan damalarlarından dokulara çıkacağı zaman epitel hücreleri ile lökositler arasında önce selektin sonra integrin ile geçici adezyon bağlantısı kurulur.

• Adezyon proteinlerden ikisi ise dört çeşit kalıcı hücre bağlantısı yapar.

• İntegrinler fokal adezyon (yapışma plağı) ve hemidezmozomlarda hücre zarını ekstraselüler ortama bağlar.

• Fokal adezyonda integrine bağlanan hücre iskeleti filamentleri aktin,

• Hemidezmozomlarda keratindir.

• Katherinler aderens bağlantıları (adezyon kuşağı) ve dezmozomlarda bulunur.

• İki hücreyi doğrudan birbirine bağlar.

• Dezmozomlar, pek çok epitel hücresinde bulunan ve biri bir hücrede diğeri komşu hücrede karşılıklı duran düğme şeklindeki iki alt protein biriminden oluşan yapılardır.

• İki alt birim katherin flamentleri ile birbirine bağlanır.

• Doku hücrelerinin tümünde yer alan ara flamentler dezmozomlar aracılığı ile o dokunun ana iskeletini oluşturur.

• Ara flamentin tipi dokuya göre değişir.

• Ör. Epitel dokuda keratin flamentleri

• Kas dokuda ise desmin flamentleri bulunur.

• Hemidezmozomlar morfolojik olarak dezmozomlara benzer

• Kimyasal yapı ve fonksiyon bakımından farklıdır.

• İki epitel hücreyi bağlamak yerine epitel hücreyi bazal laminaya bağlar.

c- Por bağlantıları (aralık bağlantılar, gap junctions)

• Bazı hayvan hücreleri arasında materyal geçişi por bağlantısı denen düğme şeklindeki por kanallarından sağlanır.

• Her por bağlantısı transmembranal protein (konneksin) kanalından oluşur.

• Por bağlantıları, inorganik iyonlar ve suda çözünen 150-200 nm’den küçük moleküller ile su, amino asitler, şekerler, vitaminler ve hormonlar bu plazma kanalı ile bir hücreden diğerine geçerler.

• Bunlar iki hücrenin plazma zarlarını boydan boya geçen açık kanallar şeklindedirler.

• Bu bağlantılar, embriyoda hücre tabakaları arasında besinlerin aktarılması için çok önemlidirler.

Por bağlantıları, en az

13 protein kompleksinden

ibaret olan ve konneksin

adı verilen proteinlerden

yapılmıştır.

Altı konneksin bir araya

gelerek, merkezde sulu

açık bir geçit bulunan

silindir oluşturur.

Bir hücrenin plazma zarındaki böyle bir konneksin grubu, bitişik bir hücrenin konneksinleri ileaynı hizaya gelerek, iki hücrenin sitoplazmaları arasında açık bir kanal oluşturur.

• Por bağlantıları ayrıca, Ca+2 gibi bazı hücre içi sinyal iletim moleküllerinin de komşu hücreler arasında geçişini sağlayarak, dokuyu oluşturan hücrelerin sinyal iletim molekülüne karşı yanıtlarını eşgüdümler (senkronize eder).

• Pazmodezmata

• Çok hücreli bitkilerde

• Hayvanlardakine göre 10-20 kez daha geniştir.