Plazma Membran: Tanımı, Yapısı ve İşlevi (Diyagramlı)

Plazma zarı, hücrenin içini çevreleyen koruyucu bir bariyerdir. Ayrıca denir hücre zarı, bu yapı yarı gözeneklidir ve belirli moleküllerin hücre içine ve dışına çıkmasına izin verir. Hücrenin içindekileri içeride tutarak dışarı dökülmesini önleyerek sınır görevi görür.

Her ikisi de prokaryotik ve ökaryotik hücreler plazma zarlarına sahiptir, ancak zarlar farklı organizmalar arasında farklılık gösterir. Genel olarak plazma membranları fosfolipidler ve proteinlerden oluşur.

fosfolipitler plazma zarının tabanını oluşturur. Bir fosfolipidin temel yapısı şunları içerir: hidrofobik (sudan korkan) kuyruk ve bir hidrofilik (suyu seven) kafa. Fosfolipid, bir gliserol artı her ikisi de başı oluşturan negatif yüklü bir fosfat grubundan ve bir yük taşımayan iki yağ asidinden oluşur.

Başa bağlı iki yağ asidi olmasına rağmen, bunlar tek bir "kuyruk" olarak bir araya toplanmıştır. Bu hidrofilik ve hidrofobik uçlar, iki katmanlı plazma zarında oluşur. İki tabakalı, kuyrukları içeride ve başları dışarıda olacak şekilde düzenlenmiş iki fosfolipit tabakasına sahiptir.

sıvı mozaik modeli Hücre zarının işlevini ve yapısını açıklar.

İlk olarak, zar bir mozaik gibi görünür çünkü içinde fosfolipitler ve proteinler gibi farklı moleküller vardır. İkincisi, zar akışkandır çünkü moleküller hareket edebilir. Modelin tamamı, zarın sert olmadığını ve değişebileceğini göstermektedir.

Hücre zarı dinamiktir ve molekülleri hızla hareket edebilir. hücreler belirli maddelerin moleküllerinin sayısını artırarak veya azaltarak zarlarının akışkanlığını kontrol edebilirler.

Farklı yağ asitlerinin fosfolipitleri oluşturabileceğini belirtmek önemlidir. İki ana tip doymuş ve doymamış yağ asitleri.

Doymuş yağ asitleri çift bağa sahip değildir ve bunun yerine karbon ile maksimum sayıda hidrojen bağına sahiptir. Doymuş yağ asitlerinde yalnızca tekli bağların bulunması, fosfolipitlerin sıkıca bir arada paketlenmesini kolaylaştırır.

Öte yandan, doymamış yağ asitleri, karbonlar arasında bazı çift bağlara sahiptir, bu nedenle onları bir araya getirmek daha zordur. Çift bağları zincirlerde bükülmeler yapar ve plazma zarının akışkanlığını etkiler. Çift bağlar, zardaki fosfolipitler arasında daha fazla boşluk yaratır, böylece bazı moleküller daha kolay geçebilir.

Doymuş yağlar oda sıcaklığında katı, doymamış yağ asitleri ise oda sıcaklığında sıvı haldedir. Mutfakta sahip olabileceğiniz yaygın bir doymuş yağ örneği tereyağıdır.

Doymamış yağa örnek sıvı yağdır. Hidrojenasyon, sıvı yağı margarin gibi katı hale getirebilen kimyasal bir reaksiyondur. Kısmi hidrojenasyon, bazı yağ moleküllerini doymuş yağlara dönüştürür.

•••Dana Chen | bilim

Doymamış yağları iki kategoriye daha ayırabilirsiniz: cis-doymamış yağlar ve trans-doymamış yağlar. Cis-doymamış yağlar, bir çift bağın aynı tarafında iki hidrojene sahiptir.

Ancak, trans doymamış yağlar bir çift bağın zıt taraflarında iki hidrojene sahiptir. Bunun molekülün şekli üzerinde büyük etkisi vardır. Cis-doymamış yağlar ve doymuş yağlar doğal olarak bulunur, ancak laboratuarda trans-doymamış yağlar oluşturulur.

Son yıllarda trans yağ yemeyle ilgili sağlık sorunlarını duymuş olabilirsiniz. Trans doymamış yağlar olarak da adlandırılan gıda üreticileri, kısmi hidrojenasyon yoluyla trans yağlar oluşturur. Araştırmalar insanların sahip olduğunu göstermedi. enzimler Trans yağları metabolize etmek için gereklidir, bu nedenle onları yemek kardiyovasküler hastalıklar ve diyabet geliştirme riskini artırabilir.

Kolesterol, plazma zarındaki akışkanlığı etkileyen bir diğer önemli moleküldür.

Kolesterol bir steroid zarda doğal olarak meydana gelir. Dört bağlantılı karbon halkasına ve kısa bir kuyruğa sahiptir ve plazma zarı boyunca rastgele dağılmıştır. Bu molekülün ana işlevi, fosfolipitleri bir arada tutmaya yardımcı olmaktır, böylece birbirlerinden çok uzaklaşmazlar.

Aynı zamanda kolesterol, fosfolipitler arasında gerekli mesafeyi sağlar ve önemli gazların geçemeyeceği kadar sıkı bir şekilde paketlenmelerini önler. Esasen kolesterol, hücreden çıkanları ve hücreye girenleri düzenlemeye yardımcı olabilir.

Omega-3'ler gibi esansiyel yağ asitleri plazma zarının bir parçasını oluşturur ve akışkanlığı da etkileyebilir. Yağlı balık, omega-3 gibi gıdalarda bulunur yağ asitleri diyetinizin önemli bir parçasıdır. Onları yedikten sonra, vücudunuz omega-3'leri hücre zarına dahil ederek hücre zarına ekleyebilir. fosfolipit çift ​​katmanlı.

Omega-3 yağ asitleri, zardaki protein aktivitesini etkileyebilir ve gen ekspresyonunu değiştirebilir.

Plazma zarının farklı protein türleri vardır. Bazıları bu bariyerin yüzeyinde, bazıları ise içeride gömülüdür. Proteinler, hücre için kanal veya reseptör görevi görebilir.

İntegral membran proteinleri fosfolipid çift tabakasının içinde bulunur. Bunların çoğu transmembran proteinlerdir, yani bir kısmı iki tabakalı tabakanın her iki tarafında da görünür, çünkü dışarı çıkarlar.

Genel olarak, integral proteinler, glikoz gibi daha büyük moleküllerin taşınmasına yardımcı olur. Diğer integral proteinler, iyonlar için kanal görevi görür.

Bu proteinler, fosfolipidlerde bulunanlara benzer polar ve polar olmayan bölgelere sahiptir. Öte yandan, periferik proteinler bulunur. yüzeyin üzerinde fosfolipid çift tabakasından. Bazen integral proteinlere bağlanırlar.

Hücreler, yapı sağlayan hücre iskeleti adı verilen filament ağlarına sahiptir. hücre iskeleti genellikle hücre zarının hemen altında bulunur ve onunla etkileşime girer. Hücre iskeletinde plazma zarını destekleyen proteinler de vardır.

Örneğin, hayvan hücrelerinde ağ görevi gören aktin filamentleri bulunur. Bu filamentler, bağlayıcı proteinler aracılığıyla plazma zarına bağlanır. Hücreler, yapısal destek ve hasarı önlemek için hücre iskeletine ihtiyaç duyar.

Fosfolipidlere benzer şekilde, proteinler, hücre zarına yerleştirilmelerini öngören hidrofilik ve hidrofobik bölgelere sahiptir.

Örneğin, transmembran proteinlerin hidrofilik ve hidrofobik kısımları vardır. hidrofobik parçalar membrandan geçebilir ve hidrofobik kuyruklarla etkileşime girebilir. fosfolipidler.

Plazma zarında bazı karbonhidratlar bulunur. GlikoproteinlerBir karbonhidrat eklenmiş bir protein türü olan zarda bulunur. Genellikle, glikoproteinler integral membran proteinleridir. Glikoproteinlerdeki karbonhidratlar hücre tanımaya yardımcı olur.

Glikolipidler ekli karbonhidratlara sahip lipidlerdir (yağlar) ve ayrıca plazma zarının bir parçasıdırlar. Hidrofobik lipid kuyruklarına ve hidrofilik karbonhidrat kafalarına sahiptirler. Bu onların fosfolipid çift tabakası ile etkileşime girmesine ve bağlanmasına izin verir.

Genel olarak, zarı stabilize etmeye yardımcı olurlar ve reseptör veya düzenleyici olarak hareket ederek hücre iletişimine yardımcı olabilirler.

Bu karbonhidratların önemli özelliklerinden biri, tanımlama etiketleri hücre zarı üzerinde ve bu bağışıklıkta bir rol oynar. Glikoproteinlerden ve glikolipidlerden gelen karbonhidratlar, bağışıklık sistemi için önemli olan hücrenin etrafındaki glikokaliksi oluşturur. Perisellüler matris olarak da adlandırılan glikokaliks, bulanık bir görünüme sahip bir kaplamadır.

İnsan ve bakteri hücreleri de dahil olmak üzere birçok hücre bu tip bir kaplamaya sahiptir. İnsanlarda, glikokaliks her insanda benzersizdir çünkü genler, böylece bağışıklık sistemi kaplamayı bir tanımlama sistemi olarak kullanabilir. Bağışıklık hücreleriniz size ait olan kaplamayı tanıyabilir ve kendi hücrelerinize saldırmaz.

Plazma zarının yardımcı olmak gibi başka rolleri vardır. ulaşım Moleküller ve hücreden hücreye iletişim. Membran şekerlere izin verir, iyonlar, amino asitler, su, gazlar ve diğer moleküller hücreye girer veya çıkar. Sadece bu maddelerin geçişini kontrol etmekle kalmaz, aynı zamanda kaç tanesinin hareket edebileceğini de belirler.

Moleküllerin polaritesi, hücreye girip giremeyeceklerini belirlemeye yardımcı olur.

Örneğin, polar olmayan moleküller doğrudan fosfolipid çift tabakasından geçebilir, ancak kutupsal geçmek için protein kanallarını kullanmalıdır. Polar olmayan oksijen çift tabakadan geçebilirken şekerlerin kanalları kullanması gerekir. Bu, malzemelerin hücre içine ve dışına seçici olarak taşınmasını sağlar.

Plazma zarlarının seçici geçirgenliği, hücrelere daha fazla kontrol sağlar. Moleküllerin bu bariyer boyunca hareketi iki kategoriye ayrılır: pasif taşıma ve aktif taşıma. Pasif taşıma, hücrenin molekülleri hareket ettirmek için herhangi bir enerji kullanmasını gerektirmez, ancak aktif taşıma, hücreden gelen enerjiyi kullanır. adenosin trifosfat (ATP).

Difüzyon ve ozmoz pasif taşıma örnekleridir. İçinde Kolaylaştırılmış difüzyon, plazma zarındaki proteinler moleküllerin hareket etmesine yardımcı olur. Genel olarak, pasif taşıma, maddelerin yüksek konsantrasyondan düşük konsantrasyona hareketini içerir.

Örneğin, bir hücre yüksek konsantrasyonda oksijenle çevriliyse, oksijen hücre içinde daha düşük bir konsantrasyona çift tabakadan serbestçe hareket edebilir.

Aktif taşımacılık hücre zarı boyunca gerçekleşir ve genellikle bu katmana gömülü proteinleri içerir. Bu tür taşıma, hücrelerin konsantrasyon gradyanına karşı çalışmasına izin verir; bu, şeyleri düşük konsantrasyondan yüksek konsantrasyona taşıyabilecekleri anlamına gelir.

ATP şeklinde enerji gerektirir.

Plazma zarı ayrıca hücreden hücreye iletişime yardımcı olur. Bu, yüzeye yapışan zardaki karbonhidratları içerebilir. izin veren bağlayıcı sitelere sahiptirler. telefon sinyali. Bir hücre zarının karbonhidratları, başka bir hücredeki karbonhidratlarla etkileşime girebilir.

Plazma zarının proteinleri de iletişime yardımcı olabilir. Transmembran proteinleri reseptör görevi görür ve sinyal moleküllerine bağlanabilir.

Sinyal molekülleri hücreye giremeyecek kadar büyük olma eğiliminde olduklarından, proteinlerle etkileşimleri bir yanıt yolu oluşturmaya yardımcı olur. Bu, sinyal molekülü ile etkileşimler nedeniyle protein değiştiğinde ve bir reaksiyon zinciri başlattığında olur.

Bazı durumlarda, bir hücre üzerindeki zar reseptörleri, organizmayı enfekte etmek için organizmaya karşı kullanılır. Örneğin, insan immün yetmezlik virüsü (HIV), hücreye girmek ve hücreyi enfekte etmek için hücrenin kendi reseptörlerini kullanabilir.

HIV hücre yüzeylerindeki reseptörlere uyan glikoprotein çıkıntıları vardır. Virüs bu reseptörlere bağlanarak içeri girebilir.

Marker proteinlerin hücre yüzeyleri üzerindeki öneminin bir başka örneği insanda görülür. Kırmızı kan hücreleri. A, B, AB veya O'ya sahip olup olmadığınızı belirlemeye yardımcı olurlar. kan grubu. Bu belirteçlere antijen denir ve vücudunuzun kendi kan hücrelerini tanımasına yardımcı olur.

ökaryotlar hücre duvarları yoktur, bu nedenle maddelerin hücreye girmesini veya hücreden çıkmasını engelleyen tek şey plazma zarıdır. Ancak, prokaryotlar ve bitkiler her ikisine de sahiptir hücre duvarları ve plazma membranları. Sadece bir plazma zarının varlığı ökaryotik hücrelerin daha esnek olmasını sağlar.

Plazma zarı veya hücre zarı, bir koruyucu kaplama ökaryotlarda ve prokaryotlarda hücre için. Bu bariyerin gözenekleri vardır, bu nedenle bazı moleküller hücrelere girebilir veya çıkabilir. Fosfolipid çift tabakası, hücre zarının tabanı olarak önemli bir rol oynar. Zarda kolesterol ve protein de bulabilirsiniz. Karbonhidratlar proteinlere veya lipidlere bağlanma eğilimindedir, ancak bağışıklık ve hücre iletişiminde çok önemli bir rol oynarlar.

Hücre zarı bir akışkan yapı bu hareket eder ve değişir. Farklı gömülü moleküller nedeniyle bir mozaik gibi görünüyor. Plazma zarı, hücre sinyalizasyonuna ve taşınmasına yardımcı olurken hücre için destek sunar.