Ökaryotik hücreler, bir hücrenin içeriğini koruyan bir dış zara sahiptir. Bununla birlikte, dış zar yarı geçirgendir ve belirli malzemelerin içeri girmesine izin verir.
içinde ökaryotik hücreleradı verilen daha küçük alt yapılar organeller kendi zarlarına sahiptirler. organeller Hücre zarı boyunca veya organel zarları boyunca hareket eden moleküller de dahil olmak üzere hücrelerde birkaç farklı işleve hizmet eder.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Moleküller, taşıma proteinleri yoluyla zarlar boyunca yayılabilir veya diğer proteinler tarafından aktif taşımada yardımcı olabilirler. Endoplazmik retikulum, Golgi aygıtı, mitokondri ve peroksizomlar gibi organellerin tümü zar taşınmasında rol oynar.
Hücre Zarı Özellikleri
Ökaryotik bir hücrenin zarı genellikle bir hücre zarı. Plazma zarı aşağıdakilerden oluşur: fosfolipid çift katmanlı, ve bazı moleküller için geçirgendir, ancak hepsi değil.
bileşenleri fosfolipit iki tabakalı, bir fosfat grubu ile gliserol ve yağ asitlerinin bir kombinasyonunu içerir. Bunlar, genellikle çoğu hücre zarının çift katmanını oluşturan gliserofosfolipidleri verir.
Fosfolipid çift tabakası, dış tarafında suyu seven (hidrofilik) niteliklere, iç kısmında ise su itici (hidrofobik) niteliklere sahiptir. Hidrofilik kısımlar hücrenin içine olduğu kadar dışına da bakar ve bu ortamlarda hem etkileşimlidir hem de suya çekilir.
Boyunca hücre zarı, gözenekler ve proteinler hücreye neyin girip çıktığını belirlemeye yardımcı olur. Hücre zarında bulunan farklı protein türlerinden bazıları, fosfolipid çift tabakasının yalnızca bir kısmına uzanır. Bunlara dışsal proteinler denir. Çift tabakanın tamamını geçen proteinlere intrinsik proteinler veya transmembran proteinler.
Proteinler, hücresel zarların kütlesinin yaklaşık yarısını oluşturur. Bazı proteinler çift katmanda kolayca hareket edebilirken, diğerleri yerinde kilitlenir ve hareket etmeleri gerekiyorsa yardıma ihtiyaçları vardır.
Taşıma Biyolojisi Gerçekleri
Hücreler, gerekli molekülleri içlerine almanın bir yoluna ihtiyaç duyarlar. Ayrıca belirli malzemeleri tekrar serbest bırakmak için bir yola ihtiyaçları var. Serbest bırakılan malzemeler elbette atıkları içerebilir, ancak çoğu zaman belirli fonksiyonel proteinlerin hücrelerin dışında da salgılanması gerekir. Fosfolipid çift katmanlı zar, ozmoz yoluyla hücreye bir molekül akışı sağlar, pasif taşıma veya aktif taşıma.
Dışsal ve içsel proteinler buna yardımcı olmak için çalışır. ulaşım biyolojisi. Bu proteinler, difüzyona izin verecek gözeneklere sahip olabilir, biyolojik süreçler için reseptör veya enzim olarak çalışabilirler veya bağışıklık tepkilerinde ve hücresel sinyalleşmede çalışabilirler. Moleküllerin zarlar boyunca hareketinde rol oynayan aktif taşımanın yanı sıra farklı pasif taşıma türleri vardır.
Pasif Taşıma Türleri
Taşıma biyolojisinde, pasif ulaşım Moleküllerin hücre zarından herhangi bir yardım veya enerji gerektirmeden taşınmasını ifade eder. Bunlar tipik olarak, nispeten serbestçe hücreye girip çıkabilen küçük moleküllerdir. Su, iyonlar ve benzerlerini içerebilirler.
Pasif taşımaya bir örnek yayılma. Difüzyon, belirli maddeler gözenekler yoluyla hücre zarına girdiğinde meydana gelir. Oksijen ve karbon dioksit gibi temel moleküller iyi örneklerdir. Tipik olarak difüzyon, bir konsantrasyon gradyanı gerektirir; bu, hücre zarının dışındaki konsantrasyonun içeriden farklı olması gerektiği anlamına gelir.
Kolaylaştırılmış ulaşım taşıyıcı proteinler aracılığıyla yardıma ihtiyaç duyar. Taşıyıcı proteinler, taşıma için gerekli malzemeleri bağlama bölgelerinde bağlar. Bu birleşme proteinin şeklini değiştirir. Öğeler zardan geçirildiğinde, protein onları serbest bırakır.
Başka bir pasif taşıma türü basit ozmoz. Bu su ile ortaktır. Su molekülleri bir hücre zarına çarparak basınç oluşturur ve “su potansiyeli” oluşturur. Su, hücreye girmek için yüksek su potansiyelinden düşük su potansiyeline hareket edecektir.
Aktif Membran Taşıma
Bazen bazı maddeler hücre zarından sadece difüzyon veya pasif taşıma yoluyla geçemezler. Örneğin, düşük konsantrasyondan yüksek konsantrasyona geçmek enerji gerektirir. Bunun gerçekleşmesi için, aktif taşımacılık taşıyıcı proteinlerin yardımıyla gerçekleşir. Taşıyıcı proteinler, zar boyunca hareket edebilmeleri için gerekli maddelerin bağlandığı bağlanma bölgelerini tutar.
Şekerler, bazı iyonlar, diğer yüksek yüklü malzemeler gibi daha büyük moleküller, amino asitler ve nişastalar yardım olmadan zarlar arasında sürüklenemez. Taşıma veya taşıyıcı proteinler, bir zar boyunca hareket etmesi gereken molekülün türüne bağlı olarak özel ihtiyaçlara göre oluşturulur. Reseptör proteinleri ayrıca molekülleri bağlamak ve onları zarlardan geçirmek için seçici olarak çalışır.
Membran Taşımasında Görev Alan Organeller
Gözenekler ve proteinler, zar taşınması için tek yardımcı değildir. organeller ayrıca bu işleve çeşitli şekillerde hizmet eder. Organeller, hücrelerin içindeki daha küçük alt yapılardır.
Organeller çeşitli şekillere sahiptir ve farklı işlevleri yerine getirirler. Bu organeller, iç zar sistemi denilen şeyi oluşturur ve benzersiz protein taşıma biçimlerine sahiptirler.
Sitozda, büyük miktarda materyal bir zardan geçebilir. veziküller. Bunlar, öğeleri hücrenin içine veya dışına taşıyabilen hücre zarı parçalarıdır (sırasıyla endositoz veya ekzositoz). Proteinler, endoplazmik retikulum tarafından hücre dışına salınmak üzere veziküllerde paketlenir. İki veziküler protein örneği, insülin ve eritropoietin içerir.
Endoplazmik retikulum
endoplazmik retikulum (ER) hem zarları hem de proteinlerini yapmaktan sorumlu bir organeldir. Ayrıca kendi zarından moleküler taşınmaya yardımcı olur. ER, proteinlerin hücre boyunca hareketi olan protein translokasyonundan sorumludur. Bazı proteinler, çözünürlerse ER zarını tamamen geçebilirler. Salgı proteinleri buna bir örnektir.
Bununla birlikte, zar proteinleri için, zarın çift tabakasının bir parçası olma yapıları, hareket etmek için biraz yardım gerektirir. ER zarı, bu proteinleri yer değiştirmenin bir yolu olarak sinyalleri veya transmembran segmentlerini kullanabilir. Bu, proteinlerin seyahat etmesi için bir yön sağlayan pasif taşıma türlerinden biridir.
Çoğunlukla bir gözenek kanalı olarak işlev gören Sec61 olarak bilinen protein kompleksi durumunda, translokasyon amacıyla bir ribozom ile ortak olması gerekir.
Golgi Aparatı
golgi aygıtı bir diğer önemli organeldir. Proteinlere, eklenen karbonhidratlar gibi onlara karmaşıklık veren nihai, spesifik eklemeler verir. Molekülleri taşımak için veziküller kullanır.
Veziküler taşıma kısmen proteinlerin kaplanması nedeniyle meydana gelebilir ve bu proteinler ER ile Golgi aygıtı arasındaki kesecik hareketine yardımcı olur. Bir kaplama proteininin bir örneği, klatrindir.
mitokondri
denilen organellerin iç zarında mitokondrihücre için enerji üretimine yardımcı olmak için çok sayıda protein kullanılmalıdır. Dış zar, aksine, küçük moleküllerin geçmesi için gözeneklidir.
peroksizomlar
peroksizomlar yağ asitlerini parçalayan bir tür organeldir. Adından da anlaşılacağı gibi zararlı hidrojen peroksitin hücrelerden uzaklaştırılmasında da rol oynarlar. Peroksizomlar ayrıca büyük, katlanmış proteinleri de taşıyabilir.
Araştırmacılar, peroksizomların bunu yapmasına izin veren devasa gözenekleri daha yeni keşfetti. Normalde proteinler tam, büyük, üç boyutlu hallerinde taşınmazlar. Çoğu zaman bir gözenekten geçemeyecek kadar büyüktürler. Ancak bu dev gözenekler söz konusu olduğunda peroksizomlar göreve kalmıştır. Proteinler, bir peroksizomun onları taşıması için belirli bir sinyal taşımalıdır.
Pasif taşıma türlerinin çeşitli yöntemleri, taşıma biyolojisini çalışma için büyüleyici bir konu haline getirir. Malzemelerin hücre zarları boyunca nasıl hareket ettirilebileceği hakkında bilgi edinmek, hücresel süreçleri anlamada yardımcı olabilir.
Birçok hastalık, hatalı biçimlendirilmiş, zayıf katlanmış veya başka şekilde işlevsiz proteinleri içerdiğinden, zar taşınmasının ne kadar ilgili olabileceği netleşir. Taşıma biyolojisi, eksiklikleri ve hastalıkları tedavi etmenin yollarını keşfetmek ve belki de tedavi için yeni ilaçlar yapmak için sınırsız fırsatlar sunar.