BİYOLOJİK ZARLAR

BİYOLOJİK ZARLAR

Genel olarak hayvanların kimyasal kompozisyonları içinde bulundukları ortamın kimyasal kompozisyonundan farklıdır. Aynı şekilde bir hücrede de, hücre içi sıvı ortamın kompozisyonu hücre dışı sıvı ortamın kompozisyonundan farklıdır. Hücre içi ve hücre dışı sıvıların kimyasal kompozisyonları yaklaşık olarak aşağıda verilmiştir (Tablo 1).

Tablo 1: Hücre içi ve hücre dışı sıvıların kimyasal kompozisyonları (Guyton’dan).

 

Hücre dışı sıvı

Hücre içi sıvı

Sodyum (Na)

142 mEq/L

10 mEq/L

Potasyum (K)

4 mEq/L

140 mEq/L

Kalsiyum (Ca)

2,4 mEq/L

0,0001 mEq/L

Magnezyum (Mg)

1,2 mEq/L

58 mEq/L

Klor (Cl)

103 mEq/L

4 mEq/L

Bikarbonat (HCO 3)

28 mEq/L

10 mEq/L

Fosfatlar

4 mEq/L

75 mEq/L

Sülfat (SO 4)

1 mEq/L

2 mEq/L

Glükoz

90 mg/dl

0-20 mg/dl

Aminoasitler

30 mg/dl

200 mg/dl

Kolesterol

0,5 mg/dl

2-95 mg/dl

Fosfolipitler

0,5 mg/dl

2-95 mg/dl

Nötral Yağlar

0,5 mg/dl

2-95 mg/dl

Proteinler

2 mg/dl

7 mg/dl

 

Bir hücresel sistemde iki bölge arasındaki kimyasal kompozisyon farkına rağmen, hücre içi ve hücre dışı maddelerin karışmaması bu iki ortam arasında bir çeşit engelin bulunduğunu ifade eder. Bu engel her hücreyi bulunduğu sıvı ortamdan ayıran ve hücre zarı (plazma zarı) olarak adlandırılan zardır. Hücre zarı seçici geçirgendir.

 

biyozar

 Biyolojik alemde, özellikle ökaryot hücrelerde,  çeşitli organelleri çevreleyen zarlar hücre içini farklı kompartmanlara ayırarak buralarda aynı anda bir çok farklı biyokimyasal reaksiyonun birbirine engel olmadan gerçekleşmesini sağlarlar, hücrenin komponentlerinin, çeşitli fazlarının ve hücreye giren yabancı maddelerin hücre plazması ile karışmasını önlerler. Bir ökaryot hücredeki hücre zarı ve zarlı organellerin zarların tamamı biyolojik zarlar olarak ifade edilir.

 Biyozarların kendi özellikleri ve filogenetik orijinleri bunların belirli maddelere karşı geçirgenliğini etkiler. Biyozarların özelliklerinin geçirgenlikteki etkisine mitokondri iç ve dış zarları örnek olarak verilebilir. Mitokondri dış zarı, küçük iyon ve moleküllere karşı geçirgen olduğu halde, aynı organelin iç zarı ileri derecede seçicidir. Zarın flogenetik orijininin geçirgenliğindeki etkisine bakterilerin ve maya hücrelerinin plazma zarlarının kalsiyum ve potasyum iyonlarına karşı geçirgenliklerindeki fark örnek teşkil eder. Bakterilerin plazma zarı kalsiyum ve potasyumu kolayca geçirdiği halde maya hücrelerinin zarı bu iyonları geçirmez.

Biyozarlar bazen semipermiabl olarak tanımlanır. Aslında bu terim daha çok çözücüye karşı geçirgen, fakat solütlere karşı geçirgen olmayan ideal bir zarı tanımlamada kullanılır. Bu nedenle, biyozarları seçici geçirgen olarak tanımlamak daha uygundur. Seçici geçirgen zarlar hücrenin ihtiyaçlarına göre madde giriş-çıkışını kontrol edebilen zarladır

 Bazı maddeler zardan hiç geçemediği halde, geçebilenlerin geçiş nisbeti hücrenin durum ve ihtiyacına göre değişebilir. Hücre zarının seçici geçirgen olması, birçok maddenin hücre içi ve hücre dışı ortamlarda farklı konsantrasyonlarda bulunmasında önemli rol oynar. Hücre zarının önemli işlevleri vardır.

Hücre zarının önemli işlevlerinden bazılarını şu şekilde sıralayabiliriz;

1-          Hücre zarı hücreye girecek veya hücreden çıkacak maddelerin giriş çıkışlarını kontrol eder. Hücre zarı bu işlevi ile hücre içinde kararlı bir iç ortamın oluşmasına ve bu ortamın devamına yardımcı olur.

2-          Hücre zarı seçici geçirgen özelliği ile hücre içi ve dışı ortamların farklı kompozisyonda olmasına yardımcı olur.

3-          Hücre zarı hücrenin aldığı veya verdiği maddelerin miktarını belirleyerek hücrede metabolik aktivitenin düzenlenmesinde rol oynar. Bir canlının varlığını sürdürebilmesi için devamlı olarak çevresi ile madde, enerji ve bilgi(enformasyon) alışverişi yapması gerekir.

4-          Hücre zarı hücreye ulaşan uyartıların alınmasında ve buna bağlı olarak hücredeki uyarılma-tepki ilişkilerinde önemli rol oynar. Bir hücrenin zarı vasıtasıyla çevresi ile yaptığı bilgi alışverişi onun hayatta kalmasında önemli rol oynar. Hücre zarında, hücrenin diğer hücrelerle ve hücre dışı sıvıdaki hormon ve diğer düzenleyici kimyasallarla etkileşiminde önemli rol oynayan reseptörler(alıcılar, sensörler) bulunur. Böylelikle hücre zarı, hücreye ulaşan kimyasalların alınmasında ve belirli tepkilerin ortaya çıkmasında rol oynar.

5-          Hücre zarı bir arada bulunan hücrelerin birbirleriyle olan ilişkilerinin düzenlenmesinde, benzer hücrelerin birbirlerinin bölünme ve büyümesini kontrolde rol oynar.

6-          Hücre zarı canlılarda önemli olan endositoz ve fagositoz dahil, salgılama ve absorbsiyon faaliyetlerinde rol oynar.

7-          Hücre zarı hücre içi ortamdaki pH’nın düzenlenmesinde rol oynar.  Hücre içerisinde gerçekleşen kimyasal reaksiyonlarda rol oynayan enzimlerin faaliyetinde pH önemli bir faktördür. Bu nedenle pH’ın belirli sınırlar içinde tutulması düzenli metabolik faaliyetler için gereklidir. Hücre zarı hidrojen ve diğer iyonların hücre içi ve hücre dışı hareketlerini kontrol ederek, hücre içi sıvı ortamdaki pH’nın düzenlenmesin önemli bir rol oynar.

8-          Hücre zarı biyoelektriksel potansiyellerin ortaya çıkmasında, bu potansiyellerin iletilmesinde rol oynar.

9-          Hücre zarı immünokimyasal reaksiyonlarda rol oynar.

 

Ökaryot hücrelerdeki zarlı organellerin zarları, hücre içini farklı kompartmanlara ayırarak buralarda aynı anda birçok farklı biyokimyasal reaksiyonun birbirine engel olmadan gerçekleşmesini sağlarlar, hücrenin komponentlerinin, çeşitli fazlarının ve hücreye giren yabancı maddelerin hücre plazması ile karışmasını önlerler. Gerçekten hücredeki hayati öneme sahip reaksiyonların birçoğunun organeller içinde veya bunların zarları üzerinde meydana geldiği tespit edilmiştir. Bunun en güzel örneğini Mitokondride gerçekleşen olaylar oluşturur. Ökaryot hücrelerde elektron transportu Mitokondri iç zarı üzerinde, oksidatif fosforilasyon ise Mitokondri matriksinde meydana gelir. Bazı organellerde zarın engelleyici özellikleri çeşitli hücresel faaliyetlerin yerini sınırlamada etkili olur. Örneğin, Mitokondri iç zarının trikarboksilik asit (Krebs) döngüsü enzim ve sübstratlarına karşı geçirgen olmaması, bu döngünün Mitokondri matriksinde gerçekleşmesini sağlar.

         Hücre zarı ve zarlı organellerin zarları yani kısaca biyozarlar temel bileşen olarak fosfolipit ve proteinlerden oluşurlar. Fakat zarlardaki lipitlerin proteinlere oranları, ayrıca zarlardaki proteinlerinin sayı ve çeşidi biyozarları kimyasal kompozisyon olarak birbirinden ayırdığı gibi, fonksiyonel olarak da ayırır. Biyozarların fonksiyonlarında çeşitlilik sağlayan kimyasal kompozisyon bir hücre tipinden diğerine değişebildiği gibi (Tablo 2), ayni hücrenin değişik organellerinin zarlarında da fazlasıyla değişebilir.

 

Tablo1-2: Bazı hücrelerin zarlarının kimyasal kompozisyonu (Wilson’dan).

Zar

Protein %

Lipit %

Karbohidrat %

İnsan alyuvar hücresi

49

43

8

Fare karaciğer hücresi

58

42

5

Amip hücresi

54

42

4

Fare karaciğer çekirdeği

59

35

6

Mitokondri dış zarı

52

48

2

Mitokondri iç zarı

76

24

1

Sarkoplazmik retikulum

67

33

 

Değişik türlerin aynı fonksiyonlu hücrelerinin zarları kimyasal olarak önemli derecede farklılık gösterir (Tablo 3).

 

Tablo 3:Bazı türlerin eritrositlerinin lipit içeriği(Wilson’dan).     .

Eritrosit kaynağı

(Canlı)

Toplam Lipit

(mg.10-10  / Hücre)

Fosfolipit dağılımı (%)

%

%

Lesitin

Sefalin

Sifingomi-yelin

Nötür-lipit

Koleste-rol

Fare

3,8

56

18

26

28

100

Tavşan

3,5

44

27

29

33

64

Domuz

2,2

29

35

36

27

80

Koyun

2,4

19

24

49

28

96

Kedi

2,4

Piliç

2,4

İnsan

4,8

35

28

23

29

80

 

 

Bir zarın kimyasal kompozisyonu farklı şartlar altında, örneğin yaşlanmaya bağlı olarak değişebilir (Tablo 4).

Tablo 4:İnsan beyin hücrelerindeki lipit içeriğinin yaşa göre değişimi (Wilson’dan).

Madde

6 yaş

50 yaş

Protein (% kuru ağırlık)

19,1

22,0

Total lipit (% kuru ağırlık)

80,9

78,0

Kollesterol (% total lipit)

42,4

40,4

Gliserofosfolipitler (% total lipit)

24,6

24,8

Total sfingolipitler (% total lipit)

28,6

24,5


Bu yazının kalıcı bağlantısı http://biyolojidersim.com/biyolojik-zarlar/

Bir Cevap Yazın

%d blogcu bunu beğendi: