Hücre Zarından Madde Geçişleri Konu Anlatımı ile hücre zarının işleyişi, madde taşıma mekanizmaları ve hücre içi iletişimin önemini daha iyi anlayın.
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.
- A) PASİF TAŞIMA
✔ 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 pasif taşıma denir.
✔ ATP kullanılmaz bu nedenle canlı ya da cansız ortamda gerçekleşebilir.
✔ Gazlar daima pasif taşıma ile geçiş yaparlar.
✔ Basit difüzyon, kolaylaştırılmış difüzyon ve ozmos olmak üzere üç çeşittir.
1) Basit Difüzyon
✔ Hücre zarından geçebilecek büyüklükteki molekül ya da iyonların çok yoğun olduğu ortamdan az yoğun olduğu ortama kendiliğinden geçmesine difüzyon denir.
✔ Her iki tarafın yoğunluğu eşit olana kadar difüzyon devam eder. Yoğunluklar eşitlendiğinde madde giriş çıkışı devam eder ancak, madde yoğunlukları sabit kalır.
✔ ATP harcanmaz.
✔ Moleküller hücre zarından geçerken fosfolipit tabakasını kullanırlar.
✔ Taşıyıcı protein kullanılmaz.
✔ Enzimler görev almaz.
✔ Çift taraflı gerçekleşebilir.
2) Kolaylaştırılmış Difüzyon
✔ Hücre zarından geçebilecek büyüklükte olan ancak fosfolipit tabakasından geçemeyen moleküllerin çok yoğun olduğu ortamdan az yoğun olduğu ortama doğru taşıma proteinleri (permeaz) aracılığı ile geçmesine kolaylaştırılmış difüzyon denir.
✔ Glikoz, fruktoz, yağ asidi, aminoasit… gibi monomerler kolaylaştırılmış difüzyon ile geçiş yaparlar.
✔ ATP harcanmaz.
✔ Çift taraflı gerçekleşebilir.
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.
✔ Ortamlar arasındaki basınç farkının artması difüzyonu hızlandırır.
DİYALİZ: Suda çözünmüş maddelerin yarı geçirgen zar aracılığı ile difüzyonudur. Böbrekleri çalışmayan insanlarda kandaki üre ve atıkların oranı artar. Bu maddelerin kandan uzaklaştırılması diyaliz ile gerçekleştirilir.
3) Osmoz
✔ Suyun yarı geçirgen bir zar aracılığı ile çok olduğu ortamdan az olduğu ortama doğru geçmesine osmoz denir. (Ozmos, az yoğun ortamdan çok yoğun ortama doğru gerçekleşir.)
✔ ATP harcanmaz.
✔ Enzim kulanılmaz.
✔ Taşıyıcı proteinler görev alır.
✔ Her iki ortamın yoğunluğu eşitlenene kadar devam eder. Yoğunluklar eşitlendiğinde su giriş çıkışı devam eder ancak, su yoğunlukları sabit kalır.
Çözelti Çeşitleri:
Çözeltiler içindeki çözünmüş madde miktarına üç grupta incelenir.
Hipertonik çözelti: Çözünmüş madde miktarı diğer çözeltiden fazla olan çözeltilerdir.
Hipotonik çözelti: Çözünmüş madde miktarı diğer çözeltiden az olan çözeltilerdir.
İzotonik çözelti: Çözünmüş madde miktarı diğer çözeltiyle eşit olan çözeltilerdir. İki izotonik çözelti arasında madde alışverişi gerçekleşebilir ancak, çözeltilerin madde yoğunlukları değişmez.
✔ İnsan hücreleri için %0,9 NaCl çözeltisi izotonik çözeltidir.
Osmoz Olayları
1) Plazmoliz:
✔ Hipertonik bir çözeltiye konulan bir hücrenin ozmos ile suyunu kaybederek büzülmesine plazmoliz 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) Deplazmoliz:
✔ Plazmolize uğramış bir hücrenin hipotonik çözeltiye konulması ile su alarak plazmoliz öncesi haline geri dönmesine deplazmoliz 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 hemoliz denir. Hemoliz sonucunda hücre içeriği dağılır ve hücre ölür.
Turgor Basıncı: Hücre içindeki suyun hücre çeperine yaptığı basınca turgor basıncı denir. Turgor durumundaki bir hücrenin turgor basıncı maksimumdur. Su miktarı arttıkça turgor basıncı artar.
Ozmotik Basınç: Bir hücrenin bulunduğu ortamdan su alma basıncına ozmotik basınç denir. Su miktarı azaldıkça ozmotik basınç artar.
Emme Kuvveti: Bir hücrede etkili olan ozmotik basınç ile turgor basıncı arasındaki fark emme kuvvetini verir. Bir hücredeki ozmotik basınç ile doğru, turgor basıncı ile ters orantılıdır.
EK = OB – TB
- B) AKTİF TAŞIMA
✔ Hücre zarından geçebilecek büyüklükteki moleküllerin az yoğun oldukları ortamdan çok yoğun oldukları ortama doğru hücrenin kontrolünde taşınmasına aktif taşıma denir.
✔ Her iki ortamın yoğunluğu eşit olduğunda da aktif taşıma yapılabilir.
✔ ATP harcanır.
✔ Enzimler görev alır.
✔ Taşıma proteinleri görev alır.
✔ Çift taraflı gerçekleştirilebilir.
✔ Sadece canlı hücrelerde görülür.
✔ Tatlı sularda yaşayan tek hücreli canlılar yaşamlarına devam etmek için suyu aktif taşıma ile 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 taşındığı tek yerdir.
- C) ENDOSİTOZ
✔ Hücre zarından geçemeyecek büyüklükte olan maddelerin hücre içine alınmasına endositoz denir.
✔ ATP harcanır.
✔ Enzim kullanılır.
✔ Taşıma proteini kullanılmaz.
✔ İki ortam arasında yoğunluk farkı önemli değildir.
✔ Gerçekleşmesi sırasında besin kofulu oluşturulduğundan hücre zarının yüzeyi küçülür.
✔ Sadece canlı hücrelerde görülür.
✔ Bazı istisnalar olsa da hücre çeperine sahip 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 fagositoz denir.
✔ Sitoplazmadan çıkan yalancı ayaklar 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 pinositoz 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.
- D) EKZOSİTOZ
✔ Hücre zarından geçemeyecek büyüklükteki maddelerin koful oluşturularak hücre dışına atılmasına ekzositoz denir.
✔ ATP harcanır.
✔ Enzim kullanılır.
✔ Taşıma proteini kullanılmaz.
✔ Sadece canlı hücrelerde gerçekleşir.
✔ İki ortam arasındaki yoğunluk farkı önemli değildir.
✔ Gerçekleşmesi sırasında boşaltım ya da salgı kofulunun zarı hücre zarı ile birleşeceğinden hücre zar yüzeyi büyür.
✔ Hücre çeperi olan hücrelerde de gerçekleşebilir.
✔ Prokaryotlarda görülmez.
✔ Tek hücrelilerde ve bazı hücrelerde sindirim atıklarının; hormon, enzim ve salgıların dışarı atılması ekzositozla sağlanır.
