1

Hücre zarından Hücre zarından madde madde geçişi (nedeni)geçişi (nedeni)

Pasif taşımaPasif taşıma Aktif taşımaAktif taşıma

DifüzyonDifüzyon

KolaylaştırılmışKolaylaştırılmışDifüzyonDifüzyon

OsmozOsmoz

Ozmotik olay veOzmotik olay veKuvvetlerKuvvetler

EndositozEndositoza)Fagositoza)Fagositozb)Pinositozb)Pinositoz

EkzositozEkzositoz

Küçük moleküllerin hücre zarından geçişi pasif ya da aktif taşınma (transport) şeklinde olur. Basınç ve konsantrasyon farkları nedeni ile oluşan pasif taşınma farklı şekillerde sağlanır.

Difüzyon (yayılma) Gaz yada sıvı moleküllerin yoğun olarak bulundukları bölgeden, daha az

yoğun oldukları bölgeye doğru yayılmaları olayına difüzyon adı verilir. Örneğin, bir odada kolonya kokusunun yayılması; bir bardak su içine damlattığımız mürekkebin suyu maviye boyaması gibi.

Hücre zarı, difüzyona uğrayacak maddelerin geçmesine izin verirse, moleküller konsantrasyonu yüksek olan bölgeden düşük konsantrasyonlu bölgeye doğru hareket ederek bir denge durumu sağlamaya çalışırlar. Örneğin, hücre dışı ortamda yoğun olan sodyum ve klor iyonları ile, hücre içi ortamda yoğun olarak bulunan potasyum iyonları, konsantrasyonları farkına bağlı olarak, arada elektriksel yüke dayalı yüksek gerilim yaratırlar. Bu gerilim farkının dengelenmesi, hücre zarındaki difüzyon ile sağlanır.

Difüzyonu etkileyen koşullar vardır. Örneğin, maddelerin büyüklüğü ve yağ içindeki eriyebilme özellikleri, maddenin bölgeler arasındaki yoğunluk farkı, moleküllerin kinetik enerjisi ve sıcaklığın artışı difüzyon hızını doğru orantılı olarak arttırır.

• Zıt yüklü iyonlar geçirgen membranla ayrıldığında

membran potansiyeli oluşur

• Yüklü maddelerin haraket yönü kimyasal gradyan(konsantrasyon farkı) ve elektriksel gradyan (Vm) ye bağlıdır

Bu iki faktöre elektrokimyasal gradyan (elektrokimyasal potansiyel denir) denir.

Basit difüzyonun özellikleri• Hücre metabolizmasına bağımlı değildir,• Taşıma her zaman konsantrasyon farkı (gradiyenti) doğrultusundadır, • Difüzyon hızı konsantrasyon farkı ile doğru orantılıdır.

Kolaylaştırılmış Difüzyon Bazı maddelerin (örneğin glikoz) hücre zarından geçebilmesi, ancak

taşınacak maddeye özgü, protein taşıyıcılar aracılığıyla mümkün olur. Bu durumda, basit difüzyon için yukarıda söz konusu edilen ilk iki özellik geçerli olacak, ancak taşıma hızı, taşınacak maddenin konsantrasyon farkı yanında, bu maddeyi taşıyacak taşıyıcı sayısına da bağlı olacaktır. Bu durumda, zarda yer alan özgül taşıyıcıların tümünün kullanımına karşılık gelen bir hız limiti söz konusudur. Protein yapılı taşıyıcılar aracığıyla ve gene taşınacak maddenin kimyasal potansiyel enerjisinden yararlanarak gerçekleşen bu tür taşıma mekanizmaları kolaylaştırılmış difüzyon olarak bilinir.

Protein yapılı taşıyıcılar, hücre zarından taşınacak maddeyi, zarın bir tarafında bağlarlar. Protein yapının şekil (konformasyonel) değişikliği ile zarı kat eden madde, diğer tarafta taşıyıcıdan ayrılır. Bu taşıyıcılar her iki yöne doğru da taşıma yapabilirler. Hangi yöne doğru net taşıma yapılacağını belirleyen faktör, konsantrasyon farkı (gradiyenti) dır. Bu mekanizma hücre metabolizmasına bağımlı değildir. Metabolik enerji kullanmaz.

Kolaylaştırılmış difüzyonla madde taşınma hızı,1. Ortam sıcaklığına2. Konsantrasyon farkına (gradiyentine)3. Zardaki taşıyıcı sayısına4. Madde-taşıyıcı ilişkisi hızına (maddenin taşıyıcıya afinitesi)5. Konformasyonel değişim hızına bağlıdır.

Basit difüzyon Kolaylaştırılmış difüzyon

Taşıyıcı protein ve kanal proteinleri. (A) Bir taşıyıcı protein iki biçim değişikliği geçirir, öyle ki erir maddeyi bağlayan kısım sıra ile çift tabakanın bir tarafında sonra diğer tarafında yer alır. (B) Bunun aksine, bir kanal proteini ise, özel erir maddelerin difüze olabildiği çift tabaka boyunca su dolu bir por oluşturur.

• Glukoz ve aa ler yağda erimezler ve kolaylaştırılmış difüzyonla hücre içine taşınırlar

• Taşıyıcılar: • Substrata yüksek sterospesifiteyle bağlanırlar• Monomerik protein• Saturasyon (+) (enzim gibi)

Osmoz (suyun geçişi) Hücre zarından suyun geçişi de su

konsantrasyonunun yüksek olduğu (hipertonik) yerden, su konsantrasyonunun az olduğu (hipotonik) yere doğru olur.

Konsantrasyon farkından oluşan basınç nedeni ile gerçekleşen su geçişine ozmoz adı verilir.

21

C) Osmotik OlaylarC) Osmotik Olaylar

a)Hipertonik Ortam:(Yoğun Ortam)a)Hipertonik Ortam:(Yoğun Ortam) Bir hücre kendisinden daha yoğun ortama Bir hücre kendisinden daha yoğun ortama koyulursa su kaybederek büzülür. Bu olayakoyulursa su kaybederek büzülür. Bu olaya plazmoliz plazmoliz denir. denir.

b)Hipotonik Ortam (Az yoğun ortam):b)Hipotonik Ortam (Az yoğun ortam): Plazmoliz olmuş yada normal bir hücreye Plazmoliz olmuş yada normal bir hücreye kendisinden daha seyreltik bir çözeltiye koyarsak su alarak şişer.Bu olaya kendisinden daha seyreltik bir çözeltiye koyarsak su alarak şişer.Bu olaya deplazmolizdeplazmoliz denir. denir.

c) İzotonik Ortam(Denge Ortamı):c) İzotonik Ortam(Denge Ortamı): Hücre izotonik ortama koyulursa dengeli bır Hücre izotonik ortama koyulursa dengeli bır madde alış verişi olur. madde alış verişi olur.

Hemoliz:Hemoliz: Hücreler çok seyreltik ortamlara ya da saf suya konulursa aşırı Hücreler çok seyreltik ortamlara ya da saf suya konulursa aşırı miktarda su alarak gerilirler. Bu gerilme sonucunda oluşan basınçla hayvan miktarda su alarak gerilirler. Bu gerilme sonucunda oluşan basınçla hayvan hücreleri patlar. Buna hücreleri patlar. Buna hemoliz hemoliz denir. denir.

Aktif Taşınma

Bazen maddelerin konsantrasyonu düşük olan yerden yüksek olan yere doğru iletilmesi gereklidir. Bu tip iletimde, moleküllere enerji vermek gerekir ki bu da metabolik enerji harcanmasını gerektirir.

Birçok metabolizma maddeleri ve elektrolitler hücre zarından aktif taşıma ile taşınırlar ve bunun için hücre içinde ATP’tan sağlanan enerji kullanılır. Ancak soğuk ortam, oksijen yokluğu ve metabolik zehirler aktif iletimi durduran etkenlerdir.

Eğer aktif taşınma olmasaydı, bazı dokularda özel maddelerin birikimi gerçekleşemezdi. Örneğin kemiklerimizde sertliği sağlayan kalsiyum tuzları bu tip taşınmayla kemiklerde biriktirilir.

Hücre, aldığı maddelerin bir kısmını hücre organellerinin moleküler organizasyonunda, bir kısmını da enerji elde etmekte kullanır.

Pasif ve aktif taşımanın karşılaştırılması. Pasif taşıma, elektrokimyasal gradiyent yönünde kendiliğinden ya lipid çift tabakadan basit difüzyon ile ya da taşıyıcı aracılığı ile kolaylaştırılmış difüzyon veya pasif taşıyıcılarla olur. Bunun aksine aktif taşıma bir metabolik enerji kullanımını gerektirir ve daima erir maddenin elektrokimyasal gradiyentin aksine pompalanması için metabolik enerjiyi kullanan taşıyıcılar aracılığı ile gerçekleşir.

• İyonları membrandan taşıyan bileşeklere iyonofor denir.

Aquaporinler:

• İntegral membran proteinleri• Hidrofilik transmembran kanalı oluştururlar• Plazma membranından H2O nun geçmesi• 11 aquaporin (memelilerde)• Eritrositler• Ter, tükrük, gözyaşı atılımı• İdrar oluşumu, nefronda su tutlumu