Konu anlatımı
Hücre zarı yalnızca bir sınır değildir; hücreye neyin girip neyin çıkacağını belirleyen canlı bir yapıdır. Bu alt başlıkta zarın hangi moleküllerden oluştuğunu ve bu yapının seçici geçirgenliği nasıl sağladığını göreceksin.
Fosfolipit çift tabaka
Hücre zarının temelini iki sıra hâlinde dizilmiş fosfolipit molekülleri oluşturur. Her fosfolipitin suyu seven bir baş kısmı ve suyu sevmeyen iki kuyruğu vardır. Hücrenin içi ve dışı sulu ortam olduğu için baş kısımlar zarın iki yüzeyine, kuyruklar ise birbirine dönük olarak zarın ortasına yerleşir. Böylece zarın ortasında suyun ve suda çözünen maddelerin kolayca geçemediği yağlı bir tabaka oluşur.
Proteinler, kolesterol ve karbonhidratlar
Zarın içine gömülü ya da yüzeyine tutunmuş çok sayıda protein bulunur. Bazı proteinler maddelerin geçtiği kanalları oluşturur, bazıları maddeleri bağlayıp taşır, bazıları ise hücreye gelen sinyalleri alır ya da enzim olarak çalışır. Hayvan hücrelerinin zarında bulunan kolesterol zarın sağlamlığını ve akışkanlığını düzenler. Zarın dış yüzeyinde proteinlere ve lipitlere bağlı karbonhidrat zincirleri vardır; bu zincirler hücrelerin birbirini tanımasında görev alır. Bu yüzden hücre zarının dış ve iç yüzeyleri birbirinin aynısı değildir.
Esneklik
Zardaki lipit ve protein molekülleri yerlerinde sabit değildir; zarın düzlemi boyunca yan yana kayarak hareket edebilir. Bu yüzden hücre zarı esnektir, biçim değiştirebilir ve küçük yırtıkları kendiliğinden kapanır. Hücre içindeki keseciklerin zarla kaynaşabilmesi ve zarın içe çökerek kesecik oluşturabilmesi de bu esneklik sayesindedir.
Hangi madde nasıl geçer?
Hücre zarı seçici geçirgendir. Oksijen ve karbon dioksit gibi küçük ve yüksüz moleküller ile yağda çözünen maddeler lipit tabakadan kolayca geçer. Su molekülleri lipit tabakadan az miktarda, zardaki su kanallarından ise hızla geçer. İyonlar, glikoz ve amino asitler gibi suda çözünen maddeler lipit tabakadan geçemez; bunlar kanal ve taşıyıcı proteinlerin yardımıyla geçer. Proteinler ve nişasta gibi büyük moleküller zardan doğrudan geçemez; hücreye ancak kesecikler içinde ya da sindirildikten sonra küçük molekülleri hâlinde girebilir. Ölü hücrenin zarı seçici geçirgenliğini kaybeder.
Çözümlü örnekler
Örnek 1. Oksijen, glikoz, sodyum iyonu, yağda çözünen bir vitamin ve bir protein molekülü hücre zarına ulaşıyor. Bunlardan hangileri lipit tabakadan doğrudan geçebilir, hangileri zar proteinlerine ya da keseciklere ihtiyaç duyar?
Çözüm. Oksijen küçük ve yüksüz bir moleküldür; yağda çözünen vitamin de lipit tabakada çözünebilir. Bu ikisi lipit tabakadan doğrudan geçer. Glikoz ve sodyum iyonu suda çözünür ve lipit tabakadan geçemez; zardaki kanal ve taşıyıcı proteinler yardımıyla taşınır. Protein molekülü zardan geçemeyecek kadar büyüktür; hücreye ancak zarın içe çökmesiyle oluşan bir kesecik içinde alınabilir.
Örnek 2. Hücre zarının dış yüzeyindeki karbonhidrat zincirleri bozulan hücrelerde ne gibi sorunlar beklenir?
Çözüm. Zarın dış yüzeyindeki karbonhidrat zincirleri hücrelerin birbirini tanımasında görev alır. Bu zincirler bozulursa hücre, komşu hücreleri ve kendisine gelen bazı sinyalleri tanıyamaz. Aynı türden hücrelerin bir araya gelip doku oluşturması ve vücudun kendi hücrelerini yabancı hücrelerden ayırması güçleşir. Bu örnek, zarın yalnızca bir sınır değil, bilgi alışverişi yapan bir yapı olduğunu gösterir.
Sık yapılan hatalar
- Hücre zarının yalnızca lipitten oluştuğunu sanmak; proteinler ve karbonhidratlar da vardır.
- Zarın iki yüzeyinin aynı olduğunu düşünmek; karbonhidrat zincirleri dış yüzeydedir.
- Bütün küçük taneciklerin zardan serbestçe geçtiğini sanmak; iyonlar küçük olsa da lipit tabakadan geçemez.
- Zar: fosfolipit çift tabaka ve proteinler; hayvan hücrelerinde kolesterol; dış yüzeyde karbonhidrat zincirleri.
- Küçük yüksüz moleküller ve yağda çözünenler lipit tabakadan; iyonlar ve glikoz proteinlerden geçer.
- Ölü hücrenin zarı seçici geçirgenliğini kaybeder.