Hücre Zarı ve Duvarı

Canlı hücreyi cansız çevreden ayıran çok ince bir sınırdır.

Bu gün bilim dünyasınca kabul görülen zar modeli 1972 yılında Singer ve Nicolson tarafından ortaya atılan akıcı mozaik zar modelidir.

Akıcı mozaik zar modeline göre hücre zarı;

Protein

Karbonhidrat ve

Lipit

moleküllerinden oluşmuştur.

 

Fosfolipitler, iki sıralı halde olup suyu seven baş kısımları dışta, suyu sevmeyen kuyruk kısımları ise içe doğru yerleşim gösterir. İki fosfolipit tabakası arasında su bulunmaz.

Fosfolipit molekülleri bulundukları tek tabaka boyunca ( sağa ya da sola gitme, kuyrukların açılıp kapanması, kendi etrafında dönme ) hareket edebilirler.

Zarın akışkanlığı, zarın yapısına katılan doymuş ve doymamış yağ asitlerinin miktarına bağlıdır.

Doymuş yağ asidi yüksek oranda bulunduran hücre zarları daha az akışkan yani daha yüksek oranda viskozdur.

Doymuş yağlarla beslenen insanların hücre zarları, doymamış yağlarla beslenenlere göre daha az akıcılık özelliğine sahiptir.

Zorunlu yağ asitlerinden omega – 3 ve 6 zarlara yüksek oranda dayanıklılık ve akışkanlık sağlar.

Zarın akışkanlığını belirleyen bir değer faktör ise kolesteroldür.

Kolesterol moleküllerinin baş kısımları fosfolipit moleküllerinin baş kısımlarının yanında yer alır.

Hayvansal hücre zarları bitkisel hücre zarlarına oranla çok daha yüksek oranda kolesterol içermektedir. Dolayısıyla hayvansal besinlerle beslenen kişilerde kolesterol seviyesi yükselebilir.

Kolesterol hücre zarının dayanıklılığını artırırken bir akışkanlık tamponu gibi davranarak geçirgenlik üzerinde de etkili olur.

Fosfolipit moleküllerinin baş kısımlarını saran Na⁺ Li⁺ K⁺ Cl^- gibi iyonlar zarın lipit tabakasını 40 – 41 ^oC ye kadar erimekten korur.

Hücre zarındaki lipitlerin yaklaşık olarak % 5 i glikolipitler tarafından oluşturulur.

Bu moleküller oligosakkarit denilen kısa zincirli karbonhidratların yağlara bağlanmasıyla oluşurlar.

Glikolipitler sadece zarın dış kısmında yerleşmiş olup hücrelerin tanınmasında rol oynarlar.

Zardaki lipit tabakadan O₂, CO₂, steroit hormonlar ve su ( difüzyonla ) geçebilir.

Zarın işlevsel özelliklerinin çok büyük bir kısmı zar proteinleri tarafından yürütülür.

Zardaki protein oranını hücre ya da organelin görevi belirler. Örneğin sinir hücrelerinde zarın % 25 kadarı protein iken, kloroplast ve mitokondri zarlarında bu oran % 75 kadardır.

Zar proteinleri de kendi eksenleri etrafında dönebilir veya yanal hareket edebilirler. Ancak zarın bir yarısından diğer yarısına geçemezler.

Hücre zarının dış kısmında bulunan proteinler, reseptör yani almaç vazifesi görür.  ( Hormonlar, nörotransmitterler, ilaç, bakteri ve virüs reseptörleri gibi. )

Zar proteinlerinin bir kısmı enzimatik işlev görür. ( ATP nin yıkılması gibi. )

İntegral proteinlerin bir bölümü madde taşınmasından sorumludur ve taşıyıcı protein adını alır.

Hücre iskeletine ait elemanların bağlanma noktalarını zar proteinleri oluşturur.

Su ve iyon geçişine olanak sağlayan özel kanalların oluşumunu sağlarlar.

Hücre zarlarının % 2 ile % 10 arasındaki kısmı ya proteinlere ( gikoprotein ) ya da yağlara ( glikolipit ) bağlanmış halde bulunan karbonhidratlardan oluşur.

Hücrelerin birbirini tanıması, hücre zarının seçici geçirgenliğin ayarlanması ve hormonların tanınmasında görev alırlar.

Örneğin tiroid uyarıcı hormon ( TSH ) kan yoluyla tüm vücudu dolaşırken sadece tiroid bezi hücreleri tarafından tanınır ve etkinliğini burada gösterir.

Hücrenin kimlik kazanması bu karbonhidratların zar yüzeyindeki dizilişine bağlıdır. ( Kan gruplarının belirlenmesi gibi )

Zardaki glikoprotein ve glikolipit moleküllerinin farklı dağılımı ve sayısı hücrenin özgüllüğünü sağlar.

Bu nedenle değişik dokulara ait hücre zarlarının glikolipit ve glikoprotein düzeni birbirinden farklıdır.

Hücre zarlarının temel işlevleri şu başlıklar altında toplanabilir.

• Taşıma
• Enzimatik aktivite
• Sinyal iletimi
• Hücreler arası bağlantı
• Hücrelerin birbirini tanıması
• Hücre iskeleti elemanlarına bağlantı noktası oluşturma

Hücre zarı canlı ve seçici – geçirgen yapıda olup bu sayede hücreye madde giriş çıkışını denetler.

Hücre zarından madde geçişleri esnasında;

• Küçük moleküller büyük moleküllere göre
• Nötr maddeler iyonlara göre
• Negatif iyonlar pozitif yüklü iyonlara göre
• Yağda çözünen maddeler çözünmeyenlere göre
• Yağı çözenler, çözmeyenlere göre kolay geçer.

Hücre Duvarı ( Hücre çeperi )

Hücre duvarı; bitki, mantar ve bakterilerin hücre zarının dışında yer alan sağlam bir yapıdır.

Bitki hücrelerinde esas yapıyı yapısal polisakkarit çeşidi olan selüloz oluştururken ( selüloz lifleri pektin ve hemiselülozdan oluşmuş ara madde içinde yerleşirler ) , mantarların hücre duvarının esas yapısını kitin teşkil eder.

Bakterilerde ise hücreye sağlamlık kazandıran hücre duvarı protein ve karbonhidrat birlikteliğinden ( peptidoglikan ) oluşmaktadır.

Bakterilerin hücre duvarı, hücreye sağlamlık ve şekil kazandırmasının yanında bakteriye has antijenleri de taşır.

Birçok patojen bakteriden izole edilen hücre duvarı enjekte edilen canlıda hastalık belirtileri görülmüştür.

Bitkilerde hücre duvarı cansız olup, seçici geçirgen özellik göstermez.

Çeper üzerinde hücrelerin birbirleriyle madde alış verişine olanak sağlayan geçit adı verilen bölümler bulunur.

Çeper, bitki hücresini korur, ona biçim verir ve aşırı su almasını önler.

Bitkisel hücreler çeper taşıdıkları için artan turgordan ötürü hemolize uğramazlar.