HÜCRE ZARI

Hücreyi dış ortamdan ayıran, dağılmasını önleyen, ona şekil veren ve onu dış etkilerden korumaya çalışan, canlı, esnek, çok ince ve yarı saydam bir zardır. Esas yapı maddesi “protein ve yağ” dır. En önemli özelliği seçici geçirgen olması, en önemli görevi ise, hücreye madde giriş çıkışını düzenlemesidir. Zar çok ince olduğundan ışık mikroskobuyla zor görülür.

Zarların Yapısı : Hücre zarı, yaklaşık olarak %60 protein, %35 yağ ve %5 oranında da karbonhidrat içerir. Bu moleküllerin nasıl bir düzende yerleştiğini en üyü açıklayan “akıcı mozaik zar modeli” dir. Daha eski bir görüş olan Danielli Davson modeli cansız bir zar özelliği taşımakta olup, aktif taşımayı izah edememektedir. Akıcı mozaik modeline göre, zarın esas çatısını, çift katlı lipid (yağ) tabakası oluşturur. Büyüklü küçüklü protein molekülleri lipid tabakasına düzensiz olarak gömülmüştür (mozaik görünümü). Karbonhidratlar proteinlerin bazılarına bağlanarak Glikoproteinleri, yağ moleküllerinin bazılarına bağlanarak da glikolipidleri oluştururlar. Bu moleküller zarın seçici geçirgenliğinde çok önemli rol oynarlar. Hücrelerin birbirini tanıması, hormonlar gibi özel maddelerin hücrelere alınması bunlarla sağlanır. Bu nedenle bir canlının farklı dokularındaki zar yapıları farklı olabilir. Bu modelin en önemli özelliği yağ tabakasının devamlı hareket halinde ve akıcı olmasıdır. Hücre zarının seçici geçirgenliğini sağlayan esas yapı por (delik) denilen açıklıklardır. Zardan girip çıkacak moleküllerin büyüklüğü porlar tarafından belirlenir. Bütün hücrelerde porların büyüklüğü genellikle aynıdır. Ancak her hücredeki por sayısı farklı olabilir.

Zardan Madde Geçişi : Hücre zarı seçici geçirgen özelliğinden dolayı, bütün maddelerin girmesini engeller. Seçici geçirgenliğin oluşmasında porların büyüklüğü, zarın kimyasal yapısı ve geçecek moleküllerin durumu etkili olmaktadır. Bunlar dikkate alındığında şunlar söylenebilir:

Küçük moleküller büyük moleküllerden daha kolay geçer: Glikoz ve daha küçük moleküller geçebilir, Glikozdan büyükler geçemez. H2O, O2, CO2 çok kolay geçen maddelerdendir.
Nört moleküller iyonlardan daha kolay geçer : Çünkü zar üzerinde iyonların geçişini zorlaştıran (+) ve (-) yükler vardır. Yani zarda iyonik yapıdadır.
Yağı çözen maddeler kolay geçer : Çünkü zarın ara yapısı yağdır. Bu maddeler zarın seçici geçirgenliğini bozarak geçerler (alkol, eter ve kloroform gibi).
Yağda çözünen maddeler de kolay geçer . Yağda eriyen A,D,E,K vitaminleri böyledir. Yukarıda belirtilen özelliklerinde etkisiyle maddeler hücreye başlıca dört yolla girip çıkarlar.

DİFÜZYON : Maddelerin yoğun oldukları ortamdan az yoğun oldukları ortama doğru yayılmalarıdır. Difüzyon için maddelerin hareketli olmaları gerekir. Mürekkebin suda, kolonyanın havada, şekerin çay içinde, O2 ve CO2’nin suda dağılmaları birer difüzyondur. Difüzyon iki ortamın yoğunlukları eşit oluncaya kadar devam eder. Canlı ve cansız zarlar, zar olmayan ortamlarda gerçekleşir. 0 santigrat derecede ve daha düşük sıcaklıkta difüzyon durur. Hücreler bu yolla porlarından geçebilen maddeleri alır ve verirler. Difüzyon hızına konsantrasyon farkı, sıcaklık ve molekül büyüklüğü etkilidir.

OSMOZ : Su için özel bir geçiş şeklidir. Yarı geçirgen bir zar aracılığı ile, bir ortamdan diğer ortama su geçişine denir. Su oranı fazla olan ortamdan, su oranı az olan ortama su geçişi olur. Kısaca suyun difüzyonuna osmoz denir. Hücreler osmozla su alışverişi yaparlar. Böylece hücre içi su konsantrasyonlarını belirli oranda tutarlar. Hücrenin osmozla ilgili üç değişik durumu vardır.

a)Plazmoliz: Hücreler, kendilerinden daha yoğun bir çözelti ortamında kalır veya böyle bir ortama konulursa su vererek büzülürler. Buna plazmoliz denir. Tatlı sularda yaşayan Paramesyum, amip gibi canlılar tuzlu suya konulurlarsa plazmoliz olurlar. Çünkü tuzlu su daha yoğundur. Hücrenin su oranındaki bozulma hayatsal olaylarını aksatarak ölüme sebep olabilir. Sebzelerin tuzlanınca sulanması palzmolizden dolayıdır.

b)Deplazmoliz: Plazmolize uğramiş hücrelerin kendilerinden daha az yoğun ortamda su alarak şişmelerine denir. Tohumların çimlenirken ortamdan su almaları, emici tüylerin toprak suyunu emmesi, ince bağırsaktaki fazla suyun kana geçmesi birer deplazmoliz örneğidir.

c)Turgor: Hücrelerin saf (arı) suya konulduklarında gereğinden fazla su alarak gerginleşmelerine denir. Hayvan hücreleri turgor sonucu patlayabilirler. Alyuvarların bu şekilde patlamalarına Hemoliz denir. Bitki hücrelerinde selülöz çeper bulunduğundan turgor basıncı hücreyi parçalayamaz. Aksine turgor basıncı taze dal uçlarında ve otsu bitkilerde dikliği sağlar. Küstüm otundaki hareket de turgor basıncından kaynaklanmaktadır. Sonuç olarak difüzyon ve osmoz hem canlı hem de cansız hücreler için geçerlidir. Her iki ortam yoğunluğunu eşitleyinceye kadar geçiş olur. Geçecek moleküller porlardan sığabilen küçük moleküllerdir. Bu iki olay hücrenin müdahalesi olmadan gerçekleşdiğinden enerji harcanmaz. Bunu için difüzyonda osmoz pasif taşıma kabul edilir.

AKTİF TAŞIMA : Difüzyon ve osmoz yolu ile hücre, bulunduğu ortamdan istediği kadar madde alamaz. Ya da içindeki maddelerin çoğunluğunu dışarı atamaz. Çünkü ortam yoğunlukları eşitlenince geçiş durur. Bunun için hücreler enerji harcayarak, eşit yoğunluklu ya da az yoğun ortamlardan madde alırlar ve ya içlerindeki bazı maddeleri çok yoğun ortamlara verebilirler. Buna aktif taşıma denir. Harcanan enerji ATP’dir. Olayda enzimlerde kullanılır. Bu olay zarın canlılığını ıspatlar. Aktif taşıma sayesinde hücreler içi ortamlarından dış ortamdan çok fazla oranda madde bulundurabilmektedirler. Suda yaşayan Nitella bitkisinde veya hayvanların birçok dokusunda hücreler bulundukları sıvı ortama göre daha fazla (K) Potasyum, daha az (Na) Sodyum bulundururlar. Aktif taşıma ile en çok iyonlar ve porlardan sığabilen küçük moleküller taşınır. Aktif taşımaya en güzel örnek Sodyum-Potasyum pompasıdır. Aktif taşıma sayesinde hücrelerin iç kısımlarında yüksek oranda Potasyum, dış kısımlarında ise yüksek oranda sodyum bulunur. Sinir hücrelerinin zarlarında impuls uyartıları (impuls) iletilmeside aktif taşıma ile olmaktadır.
ENDOSİTOZ VE EKZOSİTOZ : Difüzyon ve aktif taşıma ile porlardan sığabilen maddeler geçebilmektedir. Oysa hücreler büyük moleküllü maddelere de ihtiyaç duymakta ve ya böyle molekülleri dışarı atmak zorundadır. Bu şekilde büyük moleküllü maddeler hücre zarında oluşan bir kesecikle hücreye alınır (Endositoz). Veya hücreden salgılanarak atılır (Ekzositoz). Sıvı maddelerin alınmasında hücre pasiftir. Buna Pinositoz denir. Katı maddelerin alınmasında ise hücre daha aktiftir. Yalancı ayaklar çıkararak maddelerin etrafını sarar. En çok tek hücrelilerde ve akyuvarlarda görülen bu olaya da Fagositoz denir. Her iki olay da daha çok hayvan hücrelerinde görülür. Bitkilerde hücre çeperi bunu etkiler. Hücreye alınan bu büyük maddeler lisozomlardaki hücre içi sindirim enzimleriyle parçalanır. Hücreye endositozla alınan büyük moleküllü besinler lizozom tarafından sindirilir ve sindirim ürünleri sitoplazmaya dağılır. Kalan artıklar ise boşaltım kofulu halinde dışarı atılır.

Ekzositoz: hücre içerisinde oluşturulan enzim, hormon, çeşitli proteinler, bitkilerde reçine ve eterik yağlar, hayvanlarda mukus ve diğer büyük moleküllü salgı maddelerinin golgi organcılığı yardımıyla, küçük kesecikler halinde dışarı atılmalarına denir. Salgı hücrelerinde daha çok oranda gerçekleştirilir. Aynı şekilde hücre içi sindirim artıkları da boşaltım kofulları ile zardan dışarı atılır. Bitkilerde salgı maddeleri çeperdeki geçitlerden geçebilecek büyüklüktedirler. Endositoz ile hücre zarını yüzey alanı azalırken ekzositozla hücre yüzeyi artar. Hem endositoz hem de ekzositozda canlı zar görev yapar ve enerji harcar.