Back to chapter

5.1:

Membranlar Nelerdir?

JoVE Core
Biology
This content is Free Access.
JoVE Core Biology
What are Membranes?

Languages

Share

– [Anlatıcı] Zarlar, fosfolipit, protein ve karbonhidratların, seçici geçirgen sınırlar ile iç bölümler oluşturmasıyla ortaya çıkan ve temel olarak bir hücreyi çevreleyen dinamik tabakalardır. Bu bileşenlerden fosfolipitler, yaklaşık yedi nanometre kalınlığında olup sürekli çift katman hâlinde, kendiliğinden düzenlenen polar moleküllerdir. Çift fosfolipit katmanı – 7 nanometre Hidrofilik, yani suyu seven kutup uçları, hücrenin dışına ve içine doğru bakar. Hidrofob, yani sudan korkan ve polar olmayan kuyruklar ise suya maruz kalmamak için ortada sıralanır. Fosfolipitler, temel yapıyı sağlarken, işlevsel özelliklere çoğunlukla katkıda bulunan şey, diğer bileşenlerin, yani zardaki protein ve karbonhidratların katılımıdır. Hücrenin ihtiyaçlarına bağlı olarak, bazı proteinler hücre ortamında sinyalleri iletmek için reseptör olarak işlev görür. Örneğin, bir hücre yüzeyi reseptörü, hücre dışı alanda bir sinyali bağlayarak hücre içi sinyalleri üretir. Diğerleri ise, farklı molekül türlerinin geçişine olanak sağlamak üzere taşıyıcı olarak bağlanır. Ek proteinler, hücre iskeletini, hücre dışı matrikse veya bitişik hücrelere bağlayan yapısal bağlantılar olarak işlev görebilir. Son olarak, karbonhidratlar ya glikolipit oluşturan fosfolipitlere ya da glikoprotein oluşturan zarlardaki proteinlere bağlanır. Her ikisi de hücrelerin birbirlerini tanımasına izin vermek ya da hormonlar veya nörotransmiterleri bağlamak gibi önemli işlevlere hizmet eder.

5.1:

Membranlar Nelerdir?

Yaşamın temel bir özelliği, dış ortamı iç kısımdan ayırma yeteneğidir. Bunu yapmak için, hücreler biyolojik moleküllerin geçişini düzenleyen yarı geçirgen membranlar geliştirdiler. Ek olarak, hücre zarı bir hücrenin şeklini ve dış çevre ile etkileşimlerini oluşturur. Ökaryotik hücre membranları ayrıca iç alanı bölümlere ayırır, bunlar arasında çekirdeğin endomembran yapıları, endoplazmik retikulum ve Golgi aparatı bulunur.

Membranlar esas olarak hidrofilik başlıkdan ve iki hidrofobik kuyruktan oluşan fosfolipitlerden oluşur. Bu fosfolipidler, membranın merkezine doğru yönlendirilmiş kuyruklar ve dışa doğru konumlandırılmış kafalar ile çift tabakalar halinde kendiliğinden birleşirler. Bu düzenleme, polar moleküllerin membranın içinde ve dışında fosfolipidlerin kafaları ile etkileşime girmesine izin verir, ancak membranın hidrofobik çekirdeğinden geçmelerini önler.

Proteinler ve karbonhidratlar, hücre membranın benzersiz özelliklerine katkıda bulunur. İntegral proteinler membrana gömülürken, periferik proteinler membranın iç veya dış yüzeyine bağlanır. Transmembran proteinler, tüm hücre zarını kapsayan integral proteinlerdir. Transmembran reseptör proteinleri, dışarıdan hücrenin içine mesaj iletmek için önemlidir. Hücre dışı bir sinyal molekülüne bağlandığında, transmembran reseptörleri hücre içi bir sinyal olarak işlev gören konformasyonel bir değişikliğe uğrar. İyon kanalları gibi diğer proteinler, hidrofobik membran çekirdeği boyunca büyük veya polar moleküllerin geçişini düzenlemek ile görevlidir.

Karbonhidratlar, hücre zarının dış yüzeyindeki lipitlere veya proteinlere bağlanır. Bir hücrenin dış yüzeyinde bulunan glikoproteinlerin ve glikolipidlerin benzersiz kalıpları, hücresel tanımanın gerçekleşmesine izin verir. İnsan bağışıklık hücreleri, hücre yüzeylerindeki karbonhidrat modifikasyonlarını tanıyarak kendinden olmayanları ayırt edebilirler. Bir zarda bulunan proteinler, karbonhidratlar ve lipitler birlikte hücreler için işlevsel ve esnek bir sınır oluşturur.

Suggested Reading

Sych, Taras, Yves Mély, and Winfried Römer. "Lipid self-assembly and lectin-induced reorganization of the plasma membrane." Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 373, no. 1747 (2018): 20170117. [Source]

Tarbell, John M., and L. M. Cancel. "The glycocalyx and its significance in human medicine." Journal of Internal Medicine 280, no. 1 (2016): 97-113. [Source]