Hücre zarı

tanım

Hücreler, organları ve dokuları oluşturan en küçük, uyumlu birimlerdir. Her hücre, lipid çift tabakası adı verilen özel bir çift yağ parçacıkları tabakasından oluşan bir bariyer olan bir hücre zarı ile çevrilidir. Lipid çift katmanları, kimyasal özellikleri nedeniyle birbirlerinden ayrılamayan ve bu nedenle çok kararlı bir birim oluşturan üst üste istiflenmiş iki yağ filmi olarak düşünülebilir. Hücre zarları birçok farklı işlevi yerine getirir: İletişim, koruma ve hücreler için kontrol istasyonu olarak kullanılırlar.

Hangi farklı hücre zarları var?

Sadece hücrenin kendisi bir zarla değil, aynı zamanda hücre organelleriyle de çevrilidir. Hücre organelleri, hücre içinde her birinin kendi görevi olan küçük, zarla sınırlanmış alanlardır. Membranlara gömülü olan ve membran boyunca taşınacak maddeler için taşıyıcı görevi gören proteinlerinde farklılık gösterirler.

İç mitokondriyal zar, hücre zarının özel bir şeklidir Mitokondri, hücrenin enerji üretmesi için önemli olan organellerdir. İnsan hücresine ancak daha sonra evrim sürecinde emildiler. Bu nedenle iki lipit çift tabakalı membrana sahiptirler. Dıştaki klasik insan, içteki mitokondriye özgü zardır. Yağlı filmin içine yerleştirilmiş bir yağ asidi olan kardiyolipin içerir ve sadece iç zarda bulunup başka hiçbir yerde bulunamaz.

İnsan vücudu yalnızca bir hücre zarı ile çevrili hücreler içerir. Bununla birlikte, hücre duvarı ile çevrelenmiş bakteri gibi hücreler de vardır. Bu nedenle hücre duvarı ve hücre zarı terimleri eşanlamlı olarak kullanılamaz. Hücre duvarları önemli ölçüde daha kalındır ve ayrıca hücre zarını stabilize eder. İnsan vücudunda hücre duvarları gerekli değildir, çünkü birçok hücre güçlü ilişkiler oluşturmak için bir araya gelebilir. Bakteriler ise tek hücreli hücrelerdir, yani sadece tek bir hücreden oluşurlar ve hücre duvarı olmadan önemli ölçüde zayıflar.

Konuyla ilgili daha fazla bilgi edinin: bakteriler

Hücre zarının yapısı

Hücre zarları farklı alanları birbirinden ayırır. Bunu yapmak için, birçok farklı gereksinimi karşılamaları gerekir: Öncelikle, hücre zarları, ayrı ayrı yağ asitlerinden oluşan iki yağ filminden oluşan bir çift katmandan oluşur. Yağ asitleri suda çözünebilen, hidrofilik Baştan ve suda çözünmeyen, hidrofobik Kuyruk. Kafalar tek bir düzlemde birbirine bağlanır, böylece kuyruk kütlesi tek bir yönü gösterir. Öte yandan, aynı modelde başka bir dizi yağ asidi birikir. Bu, dıştan kafalarla sınırlanan ve bu şekilde içeride olan çift katmanı oluşturur. hidrofobik Alan, yani içine suyun giremeyeceği bir alan yaratır.

Bir yağ asidinin baş kısmının hangi moleküllerden oluştuğuna bağlı olarak, farklı isimleri ve farklı özellikleri vardır, ancak bunlar yalnızca ikincil bir rol oynarlar. Yağ asitleri, kuyruğuna ve kimyasal yapısına bağlı olarak doymamış veya doymuş olabilir. Doymamış yağ asitleri önemli ölçüde daha serttir ve zarın akışkanlığında bir azalmaya neden olurken doymuş yağ asitleri akışkanlığı artırır. Akışkanlık, lipit çift tabakasının hareketliliğinin ve deforme olabilirliğinin bir ölçüsüdür. Hücrenin görevine ve durumuna bağlı olarak, bir veya diğer tipteki yağ asidinin ek olarak dahil edilmesiyle elde edilebilen farklı hareketlilik ve sertlik dereceleri gereklidir.

Ek olarak, kolesterol, zarın içine yerleştirilebilir, bu da akışkanlığı büyük ölçüde azaltır ve böylece zarı stabilize eder. Bu yapı nedeniyle sadece çok küçük, suda çözünmeyen maddeler zarın üstesinden kolaylıkla gelebilir.

Bununla birlikte, önemli ölçüde daha büyük ve suda çözünmeyen maddelerin de hücre içine veya dışına taşınmak için zarı geçmesi gerektiğinden, taşıma proteinleri ve kanalları gereklidir. Bunlar yağ asitleri arasındaki membranda depolanır. Bu kanallar bazı moleküller için geçerliyken diğerleri için geçerli olmadığından, birinden söz edilir. Yarı-geçirgen hücre zarı, yani kısmi geçirgenlik.

Hücre zarının son yapı taşı reseptörlerdir. Reseptörler ayrıca çoğunlukla hücrenin kendisinde üretilen ve daha sonra zarın içine yerleştirilen büyük proteinlerdir. Bunları tamamen kapsayabilir veya yalnızca dışarıdan desteklenebilirsiniz. Kimyasal yapıları nedeniyle taşıyıcılar, kanallar ve reseptörler zarın içinde ve üzerinde sıkıca kalır ve ondan kolayca ayrılamaz. Bununla birlikte, ihtiyaç duyuldukları yere bağlı olarak, zar içinde farklı yerlere yanal olarak hareket ettirilebilirler.

Son olarak, teknik açıdan hücre zarının dışında hala şeker zincirleri olabilir. glikokaliks aranan. Örneğin kan grubu sisteminin temelini oluştururlar. Hücre zarı, tam konumlarını da değiştirebilen çok sayıda farklı yapı taşından oluştuğundan, sıvı mozaik modeli olarak da bilinir.

Konuyla ilgili daha fazla bilgi edinin: Kan grupları

Hücre zarı kalınlığı

Hücre zarları yaklaşık 7 nm kalınlığındadır, yani son derece incedir, ancak yine de sağlam ve çoğu madde için aşılmazdır. Baş bölgelerinin her biri yaklaşık 2 nm kalınlığındadır. hidrofobik Kuyruk alanı 3 nm genişliğindedir. Bu değer, insan vücudundaki farklı hücre türleri arasında neredeyse hiç değişmez.

Hücre zarının bileşenleri nelerdir?

Temel olarak, hücre zarı bir fosfolipid çift katmandan oluşur. Fosfolipitler, iki yağ asidinin oluşturduğu su seven, yani hidrofilik, baş ve kuyruktan oluşan yapı taşlarıdır. Yağ asitlerinden oluşan kısım hidrofobiktir yani suyu iter.
Çift katmanlı fosfolipitlerde, hidrofobik bileşenler birbirine bakar. Hidrofilik kısımlar hücrenin dışına ve içine işaret eder. Membranın bu yapısı, iki sulu ortamın birbirinden ayrılmasına izin verir.

Hücre zarı ayrıca sfingolipidler ve kolesterol içerir. Bu maddeler hücre zarının yapısını ve akışkanlığını düzenler. Akışkanlık, proteinlerin hücre zarında ne kadar iyi hareket edebildiğinin bir ölçüsüdür. Bir hücre zarının akışkanlığı ne kadar yüksekse, proteinlerin içinde hareket etmesi o kadar kolay olur.

Ayrıca hücre zarında birçok farklı protein bulunur. Bu proteinler, maddeleri membrandan geçirmek veya çevre ile etkileşime girmek için kullanılır. Bu etkileşim, komşu hücreler arasında doğrudan bir bağ yoluyla veya zar proteinlerine bağlanan haberci maddeler yoluyla sağlanabilir.

Aşağıdaki konu da ilginizi çekebilir: İnsan vücudundaki hücre plazması

Hücre zarındaki fosfolipitler

Fosfolipidler, hücre zarının ana bileşenidir. Fosfolipidler amfifiliktir. Bu, hidrofilik ve hidrofobik bir kısımdan oluştukları anlamına gelir. Fosfolipidlerin bu özelliği, hücre iç kısmının ortamdan ayrılmasını sağlar.

Farklı fosfolipid formları vardır. Fosfolipidlerin hidrofilik omurgası ya gliserin ya da sfingosinden oluşur. Her iki formun da ortak özelliği, iki hidrofobik hidrokarbon zincirinin temel yapıya bağlanmasıdır.

Hücre zarındaki kolesterol

Kolesterol, akışkanlığı düzenlemeye yardımcı olmak için hücre zarında bulunur. Hücre zarının taşıma süreçlerini sürdürmek için sabit bir akışkanlık çok önemlidir. Yüksek sıcaklıklarda, hücre zarı çok akışkan olma eğilimindedir. Normal şartlar altında zaten zayıf olan fosfolipidler arasındaki bağlar, yüksek sıcaklıklarda daha da zayıflar. Sert yapısı nedeniyle kolesterol belirli bir gücü korumaya yardımcı olur.

Düşük sıcaklıklarda farklı görünür. Burada zar çok sıkı hale gelebilir. Hidrofobik bir bileşen olarak doymuş yağ asitlerine sahip olan fosfolipitler, özellikle katı hale gelir. Bu, fosfolipidlerin birbirine çok yakın olabileceği anlamına gelir. Bu durumda, hücre zarında depolanan kolesterol akışkanlığın artmasına neden olur, çünkü kolesterol sert bir halka yapısı içerir ve bu nedenle bir ara parçası görevi görür.

"Kolesterol" konusu ile ilgili detaylı bilgiyi şu adreste bulabilirsiniz::

• LDL - "düşük yoğunluklu lipoprotein"
• HDL - "yüksek yoğunluklu lipoprotein"
• Kolesterol Esteraz - İşte bunun için önemlidir

Hücre zarının işlevleri

Hücre zarlarının karmaşık yapısından da anlaşılacağı gibi, hücrenin türüne ve konumuna bağlı olarak büyük ölçüde değişebilen birçok farklı işlevi yerine getirmeleri gerekir. Bir yandan, zarlar genellikle bir bariyeri temsil eder ve hafife alınmaması gereken bir işlevdir. Vücudumuzda herhangi bir zamanda sayısız reaksiyon paralel olarak gerçekleşir. Hepsi aynı odada olsaydı, birbirlerini güçlü bir şekilde etkiler ve hatta iptal ederlerdi. Düzenlenmiş bir metabolizma süreci mümkün olmayacak ve insanlar var oldukları ve bir bütün olarak işlev gördükleri şekilde düşünülemez.

Ayrıca, taşıyıcılar vasıtasıyla membrandan taşınan çok çeşitli maddeler için bir taşıma ortamı görevi görürler. Bir organ olarak birlikte çalışabilmek için, tek tek hücrelerin membranları aracılığıyla temas halinde olmaları gerekir. Bu, çeşitli bağlanan proteinler ve reseptörler aracılığıyla elde edilir. Hücreler, reseptörleri birbirlerini tanımlamak, birbirleriyle iletişim kurmak ve bilgi alışverişi yapmak için kullanabilir. Örneğin. glikokaliks vücudun kendi hücreleri ve yabancı hücreler arasındaki birçok ayırt edici özellikten biridir. Reseptörler, hücrenin dışından sinyalleri alıp hücre çekirdeğine ve dolayısıyla hücrenin "beynine" ileten proteinlerdir. Reseptöre kenetlenen kimyasal parçacığın kimyasal özelliklerine bağlı olarak ya hücrenin dışında, hücre içinde ya da hücre zarında bulunur.

Ancak hücrelerin kendileri de bilgi aktarabilir. Vücudumuzun en ünlüsü sinir hücreleridir. Görevlerini yerine getirebilmeleri için zarlarının elektrik sinyalleri iletebilmesi gerekir. Hücrelerin içindeki ve dışındaki farklı yükler nedeniyle elektrik sinyalleri ortaya çıkar. Gradyan olarak da bilinen bu sorumluluk farkı korunmalıdır. Bu bağlamda, bir zar potansiyelinden söz edilir. Hücre zarları, farklı yüklü alanları birbirinden ayırır, ancak aynı zamanda, gerçek akımın ve dolayısıyla iletilecek bilginin akabilmesi için şarj oranlarının kısa bir tersine çevrilmesine izin veren kanallar içerir. Bu fenomen aynı zamanda aksiyon potansiyeli olarak da adlandırılır.

Konuyla ilgili daha fazla bilgi edinin: Sinir hücresi

Hücre zarındaki taşıma süreçleri

Hücre zarı bu haliyle daha büyük moleküller ve iyonlara karşı geçirimsizdir. Hücre içi ile çevre arasında bir alışverişin gerçekleşebilmesi için, hücre zarında çeşitli molekülleri hücrenin içine ve dışına taşıyan proteinler vardır.

Bu proteinlerle, konsantrasyon farkı boyunca bir maddenin pasif olarak hücreye girip çıktığı kanallar arasında bir ayrım yapılır. Diğer proteinler, maddeleri hücre zarı boyunca aktif olarak taşımak için enerji üretmelidir.

Bir diğer önemli taşıma şekli veziküllerdir. Vesiküller, hücre zarından kopan küçük kabarcıklardır. Hücrede üretilen maddeler bu veziküller aracılığıyla ortama salınabilir. Ayrıca maddeler hücre ortamından da uzaklaştırılabilir.

Bakterilerin hücre zarındaki farklılıklar - penisilin

Hücre zarı bakteriler insan vücudundan neredeyse hiç farklı değildir. Hücreler arasındaki en büyük fark, bakterinin ek hücre duvarı. Hücre duvarı, kendisini hücre zarının dışına bağlar ve bu şekilde, onsuz savunmasız kalacak olan bakteriyi stabilize eder ve korur. o kapalı mureindiğer proteinlerin dahil edilebildiği özel bir şeker parçacığı, örneğin Hareket ve üreme servis. penisilin hücre duvarının sentezini bozabilir ve bu nedenle çalışır bakterisityani bakteriyi öldürür. Bu şekilde, aynı zamanda vücudun kendi hücrelerini yok etmeden, hastalığa neden olan bakterilere karşı hedefli bir eylem mümkündür.