HÜCRE ZARI

Hücre zarı hücreyi dış ortamdan ayıran zardır. Genel olarak bakarsak hücreye gerekli maddelerin alınmasını ve hücredeki zararlı atıkların atılmasını sağlayan canlı ve seçici - geçirgen yapıdır.
1972'de Singer ve Nicholson isimli bilim adamları hücre zarını akıcı mozaik zar modeline benzetmişlerdir ve iki sıra lipit tabakası vardır demişlerdir.
Akıcı mozaik zar modeline örnek bir resim:
 

⇒Hücre zarı; lipit, protein ve karbonhidratlardan meydana gelmiştir.
⇒En çok bulunan yapı lipittir (%40) ve çift katlı bulunurlar. Bulunan lipit çeşitleri kollesterol ve fosfolipittir. Lipitlerde de bahsettiğimiz gibi fosfolipitin fosfat kısmı suyu sever ve fosfolipitler sırt sırta vererek su geçirmez bir tabaka oluştururlar.  
⇒Protein molekülleri ise lipit tabakalarının arasına gömülüdürler ya da yüzeyinde bulunurlar.
⇒Karbonhidratlar hücre zarında yalnızca proteinlerle ve lipitlerle birleşerek glikoprotein ve glikolipit olarak bulunabilirler. Glikoproteinler zarın dış yüzeyinde reseptör (alıcı) görev yaparlar. Glikolipitler ise lipit tabakasının dış yüzeyine bağlı bulunurlar.
⇒Bazı bakteriler ve bazı toksinler içine yüzey reseptör olarak görev yaparlar.
Glikolipit ve glikoproteinler : 
►Hücreye seçici-geçirgen özellik kazandırırlar.
►Komşu ve yabancı hücreleri tanınmasını sağlar.
►Hücreye dayanıklılık kazandırırlar.
►Doku ve organ nakillerinde kabul etme veya reddetme cevabını glikoproteinler verir.
Ayrıca hücre zarlarında bulunan ''ATP-az'' enzimi sayesinde ATP parçalanır. Bunun dışında hücre zarında aktif taşımanın gerçekleşmesi için kullanılan enzimler bulunur.

Hücre zarında bulunan maddeleri anlattıktan sonra biraz da fiziksel özelliklerine bakalım:
1-) Canlı ve esnektir
2-) Seçici-geçirgendir.
3-) Yarı geçirgendir.
4-) Üzerinde porlar (delikler) vardır. (Porlar yapı olarak aynıdır.)
5-) Yarı saydamdır.

Not: Büyük moleküller küçük moleküllere göre,
Nötr maddeler iyonlara göre,
Negatif iyonlar pozitiflere göre,
Yağı çözen ve yağda çözünen maddeler hücre zarından daha kolay geçer.

Hücre Zarının Görevleri:
►Hücrenin olduğu gibi bazı organellerin de zarlarını oluşturur. (Endoplazmik retikulum, koful vs.)
►Madde alış-verişini sağlar.
►Hücreyi dış ortamdan ayırır ve dış etkenlere karşı korur.
►Osmotik basıncı ayarlar.
►Aktif taşıma olayını düzenler.
►Hücreyi onarır. Hücrelerde kısmen boşaltımı sağlar.
►Üzerindeki girinti ve çıkıntılar sayesinde emilim yüzeyini arttırır.

MADDE ALIŞ-VERİŞİ

Hücreler yaşyabilmek için devamlı madde alış-verişi yapmak zorundadırlar. Besin, su, mineraller gibi maddeleri almazlarsa ölürler. Aynı zamanda metabolizma sonucu oluşan artık ürünleri de dışarı atmak zorundadırlar yoksa zehir etkisi olur ve yine ölüm gerçekleşir.
Hücrede madde alış-verişi olması için maddelerin hücre zarından geçmeleri gerekir.
Küçük moleküller hücre zarından difüzyon, osmoz, aktif taşımayla; büyük moleküller ise endositoz ve ekzositozla geçerler.

Madde alış-verişi enerji kullanıp kullanılmamasına göre Pasif Taşıma ve Aktif Taşıma şeklinde ikiye ayrılır.

1-) Pasif Taşıma
Enerji kullanılmadan yapılan madde alış-verişidir.
►Enerji harcanmaz.
►Madde çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçiş yapar.
►Canlı veya cansız hücrelerde görülür.
►Ortam sıcaklığı ve maddelerin derişim farkının yüksekliği pasif taşımayı hızlandırır.

a-) Difüzyon

• Bir maddenin çok olduğu (yoğun olduğu) ortamdan az olduğu ortama (az yoğun ortama) doğru hareket etmesine denir.
• Porlardan geçebilecek büyüklükteki maddeler difüzyona uğrar.Porlardan büyük maddeler difüzyon yapamaz.
• Enerji harcanmaz.
• Enzim kullanılmaz.
• Canlı ve cansız ortamda görülebilir.Canlılık delili değildir.
• Denge sağlanana kadar devam eder ve durur.
Örnek: Odaya dökülen kolonyanın her tarafa dağılması. Akciğerdeki oksijenin kana geçmesi. İnce bağırsaktaki glikozun kana geçmesi.
Resimde bunu basit olarak görebiliriz.

Hızına etki eden etmenler:
►Sıcaklık: Sıcaklık arttıkça difüzyon hızı da artar.
►Maddenin büyüklüğü: Maddenin büyüklüğü arttıkça difüzyon hızı azalır.
►İki ortam arası yoğunluk farkı: Bu etmen artarsa difüzyon hızı da artar.
►Por sayısı: Por sayısı arttıkça hız artar çünkü geçiş fazla olur.
►Basınç: Basınç arttıkça difüzyon hızı artar.
►Sırasıyla gaz, sıvı ve katı maddelerin geçiş hızı farklıdır. Gaz>Sıvı>Katı
Not: Oksijenin vücut dokularına ulaştırılması önce kan yoluyla sonra difüzyonla yapılır. Çünkü sadece difüzyonla olsaydı bu uzun yıllar alırdı.

Kolaylaştırılmış Difüzyon: Taşıyıcı proteinler kullanılarak moleküllerin çok yoğun oldukları bölgeden az yoğun oldukları bölgeye doğru geçişidir. Enerji harcanmaz. Taşınacak madde enzimler sayesinde proteine bağlanır. Taşıyıcı proteinler kanal oluşturur ve şekil değiştirerek zarın diğer tarafına doğru açılır.
Glikoz, galaktoz, fruktoz ve aminoasitlerin çoğu böyle geçerler.
 
Diyaliz: Suda çözünmüş maddelerden bazılarının yarı geçirgen zardan difüzyonuna denir. Böbrekleri çalışmayan insanlarda suni olarak oluşturulan bir ortamla kandaki üre temizlenir.

b-) Osmoz
Suyun difüzyonudur. Suyun çok olduğu yerden az olduğu yere geçmesidir.
Bir resimle devam edelim: 

 

 

Bu resimde çözünen madde tuz (yuvarlaklar) ve çözücü sudur (mavi renk). Sol tarafta tuz az, su çoktur. Sağ tarafta ise tuz çok su azdır.
Sol taraf hipotonik çözelti ; sağ taraf ise hipertonik çözeltidir. Suyun geçişi de çok olduğu yerden az bulunduğu yere doğrudur.

Hipertonik Ortam (Çok Yoğun Ortam): Çözünen madde çok, çözücü az olan ortam hipertonik ortamdır.

Plazmoliz: Bir hücre kendisinden daha yoğun bir ortama konursa (hipertonik ortam) su kaybederek büzülür. Bu olaya plazmoliz denir.
Örnek: Tuzlanan derinin su kaybederek büzülmesi, reçel yapımı, turşu yapımı gibi

Hipotonik Ortam (Az Yoğun Ortam): Çözünen madde az, çözücü madde çok olan ortama hipotonik ortam denir.

Deplazmoliz: Bir hücre kendisinden daha az yoğun bir ortama konursa (hipotonik ortam) su alarak şişer. Bu olaya deplazmoliz denir.
• Bitki hücrelerinde deplazmoliz devam ederse hücre şişer ve turgor durumuna geçer.
Örnek: Suyunu kaybetmiş bir bitkinin sulanması, kuru fasulyenin ıslatılması
• Hayvan hücrelerinde deplazmoliz devam ederse hücre patlar.Buna hemoliz denir.
Örnek: Alyuvarların su alarak parçalanması. 

İzotonik Hücre (Dengedeki Hücre): Çözünmüş madde oranı çözücü madde oranına eşit olan hücrelerdir.
Bir hücre izotonik bir ortama konursa hiçbir değişikliğe uğramaz.

Osmotik Basınç
Hücre içerisindeki çözünmüş maddenin hücre zarına yaptığı basınçtır. Yada (etki=tepkiye göre) hücre dışındaki suyun yoğunluk farkından dolayı hücre içerisine girmek için zarlara
yaptığı basınçtır.
Çözünmüş madde miktarı (hücrenin yoğunluğu) arttıkça osmotik basınç artar.

c-) Turgor ve Turgor Basıncı
Turgor: Normal bir hücrenin hipotonik ortamda uzun süre tutulması sırasında su alarak şişmesidir.

Turgor Basıncı: Hücre içerisindeki suyun hücre zarına (yada çepere) yaptığı basınçtır.
• Turgor çok artarsa su girişi durur.
• Turgor, otsu bitki ve yaprakların dik durmasını sağlar.
 

Dik durma

• Turgor, stomaların açılıp kapanmasını sağlar.

(Stoma açılıp kapanması)

• Küstüm otu gibi bitkilerin hareketini sağlar.

Küstüm Otu

Not: Paramesyum kendinden daha az yoğun ortam olan tatlı sularda yaşar ve su alma eğilimindedir. Zarı, diğer zarlara göre daha az geçirgen olduğundan su alımı yavaştır.

Not: Hücrenin emme kuvveti osmotik basınçla doğru orantılı olarak artar.
Osmotik basınç ile Turgor basıncı ters orantılıdır ve bu ikisi eşit olduğunda emme olayı gerçekleşmez.
Emme basıncı = Osmotik basınç - Turgor basıncı
Özetleyen bir resimle pasif taşımayı tamamlayalım:


2-) Aktif Taşıma
Hücre zarından maddelerin alınması ve atılması sırasında, enerji(ATP) harcanıyor ve enzimler kullanılıyorsa, bu olaylara aktif taşıma denir.
2 farklı şekilde yapılır.

A-) Küçük moleküllerin aktif geçişi
Difüzyonla alınabilecek maddeler yoğunluk farkı yoksa bu yolla alınamazlar. Bu durumda enerji harcanması gerekir.
Moleküllerin az yoğun ortamdan çok yoğun ortama doğru taşındığı bu madde alış-verişi olayına aktif taşıma denir.

Hücrenin enerji harcayarak madde atması

Yalnızca canlı hücrelerde gerçekleşir. Olay sırasında hücre zarındaki enzimler kullanılır ve enerji harcanır. Bu enerji solunum sırasında ATP'den sağlanır.
Bu taşıma sayesinde ortamlar arası yoğunluk farkı korunabilir.

B-) Büyük moleküllerin aktif geçişi
Canlı hücrelerde görülür ve enerji harcanır.
Bu şekilde madde alınması endositoz; madde atılması ekzositoz olarak adlandırılır.
a-)Endositoz
Endositozun Özellikleri
• Enerji harcanır.
• Enzim kullanılır.
• Hücre zarı azalır.Hücrenin içeriği artar.
• Hücreye alınan bu büyük maddeler lizozomdaki ve besin kofulundaki hücre içi enzimlerle parçalanır.
• Tek hücrelilerde ve akyuvarlar da çok görülür.
• Canlılık delilidir.
• Denge yoktur.
• Bitki hücrelerinde ve diğer çeperi olan hücrelerde görülmez.
Maddelerin özelliğine göre fagositoz ve pinositoz olmak üzere 2 şekilde yapılır:

Fagositoz: Hücre zarından difüzyonla geçemeyen büyük katı moleküllerin hücre içine alınmasıdır.
Bu olay sırasında alınacak molekül hücre zarına temas edince zardan yalancı ayak denilen uzantılar oluşur. Bu ayaklar alınacak molekülün etrafını sarar ve içeri alınmasını sağlar. Hücre içinde oluşan bu yapıya besin kofulu denir.

Bundan sonraki aşamada alınan besin lizozom enzimleriyle sindirilir. Bu sindirim olayında oluşan kofula ise sindirim kofulu denir.
Örnek: Vücudumuzdaki akyuvarlar zararlı mikroorganizmaları fagositoz yoluyla yerler ve yok ederler.

Pinositoz: Difüzyonla alınamayan büyük sıvı moleküllerin hücre içine alınmasıdır. Bunda ise sıvı moleküller yalan ayaklarla sarılamayacağından yalancı ayak oluşmaz.
Bu nedenle hücre zarında çöküntü şeklinde pinositoz cebi oluşturulur. Oluşturulan bu cep hücre içine doğru boğumlanarak besinin içeri alınmasını sağlar.

Örnek: Vücudumuzda görev yapan hormonların büyük kısmı böyle alınır.

b-)Ekzositoz
Hücre içinde endositozla alınan besinler sindirildikten sonra, kalan artıkları yine hücre zarından oluşturulan kıvrımlarla hücre dışına atılır. Bu olaya ekzositoz denir.
Bir de resimle açıklayalım:

Ekzositozun Özellikleri
• Enerji harcanır.
• Enzim kullanılır.
• Hücre zarı artar.Hücrenin içeriği azalır.
• Canlılık delilidir.
• Denge yoktur.
• Boşaltım kofulu ve golgi yardımıyla atılır.
• Bitki ve hayvan hücrelerinde görülür.

Hücre Zarı ve Hücre Duvarı Karşılaştırması:

 

 

 

 Hücre Duvarı                            Hücre Zarı

►Cansızdır.                                      ►Canlıdır.
►Tam geçirgendir.                            ►Seçici-geçirgendir.
►Bitkiler,mantarlar                          ►Tüm canlılarda 
bakteriler ve alglerde.                        bulunur.
►Bitkilerde selüloz                           ►Karbonhidrat, yağ
Mantarlarda kitin                               ve proteinden   
Bakterilerde peptidoglikondan             meydana gelir.
meydana gelir.                        
►Geçitleri vardır ve                         ►Esnektir ve  
esnek değildir.                                   porları vardır.
►Hücreye şekil verir,                       ►Hücreye şekil
diklik ve desteklik sağlar,                   verir ve dış
turgor basıncına karşı                        ortamdan ayırır.
bitkiyi korur.                                   ►Dış etmenlerden  
►Dış etmenlerden korur.                    korur.