Hücre zarı nedir, nerede bulunur ve ne işe yarar? Hücre zarının yapısı ve görevleri nelerdir? Hücre zarının özellikleri hakkında bilgi.
Hücre Zarının Tanımı
Plazma zarı olarak da bilinen hücre zarı, bir hücreyi çevreleyen ve sitoplazmayı (hücrenin içeriği) çevresindeki ortamdan ayıran çift bir lipit ve protein tabakasıdır. Seçici olarak geçirgendir, yani sadece belirli moleküllerin girmesine ve çıkmasına izin verir. Hücreye giren veya çıkan bazı maddelerin miktarını da kontrol edebilir. Tüm hücrelerin bir hücre zarı vardır.
Hücre Zarının İşlevi
Hücre zarı hücreye yapısını verir ve hücreye giren ve çıkan malzemeleri düzenler. Bir kaleyi korumak ve düşmanları dışarıda tutmak için bir asma köprü gibi, hücre zarı sadece belirli moleküllerin girmesine veya çıkmasına izin verir. Hücrelerin solunumu ve bu fonksiyonların bir yan ürünü olan karbondioksit gibi metabolik fonksiyonları yerine getirmek için hücrelerin ihtiyaç duyduğu oksijen, membrana kolayca girip çıkabilir. Su, daha yavaş bir oranda yapmasına rağmen, zarı serbestçe geçebilir. Bununla birlikte, iyonlar gibi yüksek yüklü moleküller, doğrudan karbonhidratlar veya amino asitler gibi büyük makromolekülleri geçemez. Bunun yerine, bu moleküller membrana gömülü proteinlerden geçmelidir. Bu şekilde, hücre bu maddelerin difüzyon hızını kontrol edebilir.
Hücre zarının molekülleri içine getirebilmesinin başka bir yolu da endositozdur. Bu fagositoz (“hücre yeme”) ve pinositozu (“hücre içme”) içerir. Bu işlemler sırasında hücre zarı bir çöküntü oluşturur ve yuttuğu parçacığı çevreler. Daha sonra molekülü içeren vezikül adı verilen küçük bir zar küresi oluşturur ve hücrede kullanılacak yere iletir. Veziküller ayrıca endositoz meydana gelmediğinde hücre zarından oluşturulur ve molekülleri hücre içindeki farklı alanlara taşımak için kullanılır. Hücreler ayrıca endositozun tersi olan ekzositoz yoluyla moleküllerden kurtulabilir. Ekzositoz sırasında, veziküller hücre zarının yüzeyine gelir, onunla birleşir ve içeriğini hücrenin dışına bırakır. Ekzositoz, hücrenin atık ürünlerini, yani hücre tarafından kullanılmayan moleküllerin parçalarını çıkarır.
Hücre zarı ayrıca hücre sinyalizasyonunda ve iletişiminde rol oynar. Hücre zarındaki reseptör proteinleri, vücudun hormonlar gibi diğer bölgeleri tarafından üretilen maddelerin moleküllerine bağlanabilir. Bir molekül zar üzerindeki hedef reseptörüne bağlandığında, hücrenin içinde sinyali uygun moleküllere ileten bir sinyal iletim yolu başlatır. Daha sonra hücre, belirli bir proteinin üretimini yapmak veya durdurmak gibi sinyal molekülü tarafından belirtilen eylemi gerçekleştirebilir.
Hücre Zarının Yapısı
Fosfolipidler hücre zarının ana bileşenidir. Bunlar, bir fosfat grubu kafası ve iki yağ asidi kuyruğundan oluşan lipit molekülleridir. Fosfolipid moleküllerinin özellikleri kendiliğinden çift katmanlı bir membran oluşturmalarına izin verir. Suda veya vücudun içini içeren sulu bir çözeltide olduğunda, fosfolipitlerin hidrofilik kafaları dışarıda olacakken hidrofobik kuyruklar içeride olacaktır. Hücre zarını oluşturan bu çift fosfolipit tabakasının teknik terimi bir fosfolipid çift tabakasıdır. Bakteriler ve arkea dışındaki tüm organizmaların vücutlarını oluşturan ökaryotik hücrelerde ayrıca fosfolipid çift katmanlı bir zar ile çevrili bir çekirdek bulunur.
Ek olarak, hücre zarı glikolipidler ve steroller içerir. Önemli bir sterol, hayvan hücrelerindeki hücre zarının akışkanlığını düzenleyen kolesteroldür. Daha az kolesterol olduğunda, zarlar daha akışkan hale gelir, aynı zamanda moleküller için daha geçirgen hale gelir. Membrandaki kolesterol miktarı, geçirgenliğinin korunmasına yardımcı olur, böylece doğru miktarda molekül, bir seferde çok fazla veya çok az değil, hücreye girebilir.
Hücre zarı ayrıca birçok farklı protein içerir. Proteinler hücre zarının yaklaşık yarısını oluşturur. Bu proteinlerin birçoğu, zar içine gömülü olan ancak her iki tarafa da yapışan zardan geçen proteinlerdir. Bu proteinlerin bazıları sinyal moleküllerine bağlanan reseptörlerdir, diğerleri ise iyonların hücre içine veya dışına izin vermenin tek yolu olan iyon kanallarıdır. Bilim adamları, hücre zarının yapısını tanımlamak için sıvı mozaik modelini kullanırlar. Hücre zarı, fosfolipitlerin büyük bir kısmında yapıldığı için sıvı kıvamına sahiptir ve bu nedenle proteinler, yüzeyi boyunca serbestçe hareket eder. Hücre zarındaki çok sayıda farklı protein ve lipit, ona bir mozaik görünümü verir.
İlgili Biyoloji Terimleri
Sitoplazma – Çekirdek hariç bir hücrenin tüm organelleri ve içeriği.
Fosfolipid – Bir hücre zarının ana bileşenlerinden biri; bir hidrofilik fosfat kafası ve iki hidrofobik yağ asidi kuyruğundan oluşur.
Endositoz – Hücre zarının şekli değiştirdiği ve molekülleri içine aldığı ve onları hücreye getirdiği süreç.
Sıvı mozaik modeli – Hücre zarının yapısının bir modeli; lipitler ve proteinler membranı oluşturur ve serbestçe hareket eder.