| Sıra | DOSYA ADI | Format | Bağlantı |
|---|---|---|---|
| 01. | Hücre Zari | pptx | Sunumu İndir |
Transkript
HÜCRE ZARI2019 - 2020 Eğitim-Öğretim Dönemi 1. KomiteHazırlayan: Arş. Gör. Dr. AHMET TEKTEMUR
• Çift tabakalı lipid (bilayer) yapının keşfi • Gorter ve Grendel‘ın ilk membran modeli (1925)
HÜCRE ZARI (PLAZMA MEMBRANI = PLAZMALEMMA)•75-80 A° •Elektron mikroskobu ile görülebilir.
Fonksiyonları1. Sitozol ve dış ortam arasındaki farklılığın sürdürülmesi2. İyon ve makromolekül trafiği3. Hücre-hücre tutunması (adhezyonu)4. Hücre-hücre haberleşmesi5. Hücre tanınması (antijenik makromoleküller içerir)6. Reseptörler ile hücre dışındaki sinyallerin alınması
YAPISIGenel olarak;1. İnce bir lipid tabakası (çift tabakalı)2. Lipid tabakası içine gömülmüş protein molekülleri.3. Hücre dışına bakan yüzde yağlara ve proteinlere bağlı karbonhidrat moleküllerinden oluşmuştur.
1. Hücre Zarında Yer Alan Lipidler1. FOSFOLİPİDLERA. Fosfogliseridler (Gliserofosfolipidler)• Fosfotidilkolin• Fosfotidiletanolamin• Fosfotidilserin• Fosfotidilinositol• FosfotidilgliserolB. Sfingolipidler2. GLİKOLİPİDLER• Serebrozid (Gluko veya galakto)• Laktoseramid• Gangliozid3. KOLESTEROL
Lipidlerin hücre zarının temel bileşeni olmasının iki ana nedeni:1. Amfipatik moleküller olmaları2. Hareketli olmaları (Membran akışkanlığı)
Amfipatik moleküller•Bir molekülün yapısında hem hidrofobik hem de hidrofilik grubun bulunması.•Lipidlerin amfipatik özelliği sonucu:1. Sulu ortamda kendiliğinden iki tabaka oluştururlar. 2. Kapalı kompartman oluştururlar.
İnsanda zar sistemlerinin lipid içeriğiLipid türü Total Zar Lipidlerine Oranı (%)Fosfotidilkolin 45-55Fosfotidiletonolamin 15-25Fosfotidilinositol 10-15Fosfotidilserin 5-10Fosfotidikasit 1-2Sfingomyelin 5-10Kardiolipin 2-5Fosfotidilgliserol <1Glikosfingolipit 2-5Kolesterol 10-20
Organel Zarlarının Lipid İçerikleriLipidERMitokondri iç zarMitokondri dış zarLizozomNükleusGolgiPlazma membranıFosfotidilkolin 57 41 49 42 52 45 43Fosfotidiletanolamin 21 38 34 21 25 17 21Sfingomyelin 4 2 2 16 6 12 23Fosfotidilinositol 9 2 9 6 4 9 7Fosfotidilserin 4 1 1 1 6 4 4Kardiolipin 0 16 5 0 0 0 0Diğer 5 <1 <1 14 7 13 2
• DER zarının dışa bakan yüzünde fosfotidil kolin, fostotidil etanolamin, fosfotidil serin ve fosfotidil inositol sentezi gerçekleşir.A. Fosfogliseridler (Gliserofosfolipidler)
Fosfolipidlerin parçalanması• Gliserofosfolipidlerin parçalanması dokularda, pankreas sıvısında ve zehirlerde bulunan fosfolipazlar tarafından gerçekleştirilebilmektedir. • Fosfolipazlar gliserofosfolipidlerdeki ester bağlarını keserler. • Fosfolipazlar dört gruba ayrılırlar: Fosfolipaz A1; Hemen hemen tüm dokularda bulunur.Fosfolipaz A2; Pek çok dokuda ve pankreatik sıvıda bulunur (arı ve yılan zehirinde bulunur).Fosfolipaz C; karaciğer lizozomlarında bulunur.Fosfolipaz D; çoğunlukla bitki hücrelerinde bulunur.
GLİSEROLalkolPO4FAFosfolipaz A1Fosfolipaz A2Fosfolipaz C Fosfolipaz DFA
Sfingolipidlerin sentezi; ER’de seramid sentezi ile başlar. Seramide diğer grupların eklenmesi golgide gerçekleşir.B. SFİNGOLİPİDLER
Sfingomyelin• Sfingomyelin hücre zarında ve lipoproteinlerin yapısında vardır. • Myelin kılıfta ve lipid sallarında oldukça fazla miktarda bulunmaktadır.
• Sifingomyelin; sifingozine bağlı bir yağ asidi ve bir kolin molekülü bu yapıyı oluşturur. • Sfingozin + Yağ Asidi + Fosfokolin
Sfingomyelinin parçalanması• Sfingomyelin, lizozomal bir enzim olan sfingomyelinaz tarafından parçalanarak seramidi ortaya çıkarır. • Ve seramidaz ile parçalanma sonrası sfingozin ortaya çıkar. • Niemann-Pick hastalığı sfingomyelinaz eksikliğinden ortaya çıkar.
2. Glikolipidler • Şeker içeren lipidlerdir.• Sfingozinin C-1 hidroksil grubuna 1 veya daha çok sayıda şeker bağlanması ile oluşur.• En basit glikolipid serebroziddir.• Tek şeker (glikoz/galaktoz)
Sayıları 7’yi bulan şeker rezidülerinin oluşturduğu kollara ayrılmış şeker zincirleri içeren glikolipidler, gangliosidlerdir.
3. KOLESTEROL•Ökaryotik hücre zarları çok miktarda kolesterol içerir. • 1- Zarın sıvılığını belirler.2- Zar geçirgenliğini azaltır.3- Zarın dayanıklılık ve esnekliğini arttırır.NOT: Bakteri plazma zarlarında kolesterol yoktur.
Kolesterolün hücre zarındaki önemiYüksek sıcaklıklarda kolesterolün başı fosfolipitlerin polar uçlarına doğru kayarak zarın çok fazla akışkan olmasını önleyerek zardan küçük moleküllerin ve suyun girip çıkmasını önler.Soğukta ise tam tersini yani yağ asitlerinin hidrokarbon zincirleri arasına girip zarın donmasını önleyerek akışkanlığın devamını sağlar.Bitkilerde ve bakterilerde ise benzer etkiyi yapan sterol bulunur.
Membran Sıvılığını Belirleyen Faktörler1- Kolesterol miktarı2- Lipid bileşenleri3- Sıcaklık
Membran içindeki lipid molekülleri hareketlidir.Lipid Hareketleri1- Lateral difüzyon2- Rotasyon hareketi3. Transvers difüzyon (Flip flop = Takla) hareketi
1. Lateral difüzyonFosfolipitler sürekli zar içerisinde farklı yönlere doğru hareket ederler.Her saniyede 10.000.000 kez tekrarlanır.
2. RotasyonBir lipid molekülün kendi etrafında dönmesidir. Bir lipit her dakikada 30.000 üzerinde rotasyon yapar.
3. Transvers difüzyon (Flip flop = Takla) hareketi• Bir katmandaki bir fosfolipit diğer katmana geçer.• Oldukça nadiren gerçekleşir (ayda 1 kez).
KARDİOLİPİN• Mitokondriye özgü bir fosfolipid olan kardiyolipin iç zarda ve bilhassa kalp kasında çok fazla miktarda bulunur. • Mitokondride sentezlenir. • Yüksek negatif yük taşıyan bir fosfolipiddir.• Zarın geçirgenliğini kısıtlar.• Kardiyolipin antijenik olan tek insan fosfogliserididir. • İç mitokondri zarı ve bakteri zarının önemli bileşenidir.
GLİSEROLYAĞ ASİDİYAĞ ASİDİFOSFATİDİLGLİSEROL+FOSFATİDİLGLİSEROL+GLİSEROLKARDİOLİPİNİN YAPISIPO4 GLİSEROLGLİSEROLYAĞ ASİDİYAĞ ASİDİPO4 GLİSEROL
• Protein molekülleri küresel tanecikler şeklindedir.• Çoğu lipid içinde gömülüdür.• Zar işlevlerinin çoğunu yerine getirirler.• Zar proteinleri asimetrik yerleşirler.• Çoğu zar proteini amfipatik moleküllerdir.• Zar proteinleri hareketlidir. 2. Hücre Zarında Yer Alan Proteinler
Yerleşimlerine göre ikiye ayrılırlar;1. İntegral zar proteinleri2. Periferal zar proteinleri
1. İntegral (İntrinsik) zar proteinleri• Lipidlerin hidrofobik bölgesi ile etkileşirler.• Transmembran proteinler (tek geçişli alfa heliks, çok geçişli)• Beta tabakalı fıçı şeklindeki transmembran proteinler
•Membran içinde •non-polar hidrofobik aminoasitler•Membran dış yüzeyinde•Polar hidrofilik aminoasitler yer alır.Proteinin polar bölgeleriProteinin non-polar bölgeleri
• Zar proteinlerinin, hücre zarı içinde kalan kısımlarında non-polar hidrofobik aminoasitler yer alır.
• Zar proteinlerinin, hücre zarı dışında kalan kısımlarında polar hidrofilik aminoasitler yer alır.
Membran içinde yer alan proteinler hareketlidir.• Membran proteinleri çift tabakalı lipid içinde lateral hareketler yaparlar.
2. Periferal (ekstrinsik) zar proteinleri • Yüzeyde bulunan diğer proteinlere iyonik bağlarla tutunanlar • Sitozole bakan lipid tabakasına bir yağ asidi zinciri aracılığıyla tutunanlar• Dış yapraktaki glikofosfotidilinositole (GPI) bir oligosakkarit zinciri ile tutunanlar
Zar proteinlerinin fonksiyonları• Hücre içine, dışına molekül taşınımı (Transport proteinleri)• Hormonlar ve çevredeki diğer kimyasal maddelerden sinyallerin alınması ve hücre içine iletilmesi (Reseptör proteinler)• Ekstraselüler matriks (EM) elemanları için tutunma yerleri oluşturma (EM reseptörleri)• Hücre iskelet elemanları için tutunma yerleri oluşturma (Katenin)• Hücrenin diğer hücrelere tutunması (Kaderin)• Zara bağlı enzimler olarak çeşitli kimyasal reaksiyonların katalizlenmesi• Hücrenin antijenik özelliklerinin sağlanması (Hücre yüzey antijenleri)
PROTEINS CAN MOVE IN THE MEMBRANE, TOO!Zar proteinlerinin fonksiyonları
Farklı Hücre zarlarında Lipid-protein oranı değişkendir.Myelin membranı; %82 lipid %18 protein Mitokondri iç membranı; %25 lipid %75 proteinMyelin membranları Mitokondrial membranlar
%2-10 • Ökaryotik hücre zarının sadece dış yüzünde bulunur (asimetrik).• Glikokaliks (Hücre mantosu) oluşturur. A. Glikolipidler: Hücre zarının dış yüzündeki lipidlerin hidrofilik uçlarına bağlıdırlar. B. Glikoproteinler: Hücre zarının dış yüzündeki proteinlere bağlıdırlar.• Sitozolik yüzde karbohidrat yoktur. 3. Hücre Zarında Yer Alan Karbohidratlar
Fonksiyonları1- Hücrelerarası temas ve adhezyon (Doku bütünlüğü)2- Büyük taneciklerin geçişi için bariyer3- Sindirim enzimleri, safra tuzları etkisine karşı koruyucu (barsak epiteli)4- Hücre-hücre tanıması, hücre matriks tanıması5- Reseptör (peptid hormonlar, hücre zehirleri [örn. kolera ve tetanoz toksinleri] virus, bakteri tutunma bölgeleri)6- Kan grubu antijenleri (A, B, 0)
A. Glikolipidler• Seramide doğrudan bağlı karbonhidratları içeren seramid ve sfingozin türevleridir. • Sfingomyelinden farklı olarak fosfokolin grubuna sahip değildirler. • Hücre zarının dış yaprağında aynı zamanda sinir sisteminde bol bulunan lipidlerdendir. OutsieInside
Glikolipidlerin sentezi• Glikolipidlerin sentezi spesifik glikotransferazlar yardımıyla şekerlerin ardışık olarak eklenmesiyle gerçekleştirilir. • Sülfat grupları sulfotransferazlarla eklenir.
• Glikolipidler, hücre zarının dış yaprağındaki lipidlerin %5’ini oluşturur.• Tüm hayvan hücre membranlarında ve bazı iç membranlarda bulunur.• Sinir hücrelerinde ve beyinde çok bulunur *Galaktoserebrosid (Myelin %40)*Gangliosidler (En kompleks glikolipid) Bir veya daha çok sialikasit + N-asetilnöraminik asit (NANA) içerir, Membrana (-) yük verir.
Kan grubu antijenleri• Glikolipidlerin diğer bir örneği ise kan grubu antijenleridir.• Tüm bireylerde “O” antijenini sentezleyen enzimler vardır.• O antijeni: Fukoz + Galaktoz + N-asetilglukozamin + Glukoz zincirinden oluşur.A grubu; “O” antijenine bir N-asetilgalaktozamin ekleyen enzime sahipB grubu; “O” antijenine bir galaktoz ekleyen enzime sahipAB grubu; Hem A hem B antijenlerini sentezlerO grubu; Sadece “O” antijenini sentezler.
Kan grubu antijenleri
Glikolipidlerin parçalanması• Glikosfingolipidlerin parçalanması membran kısımlarının endositozundan sonra lizozomlarda gerçekleşir. • Asit hidrolazlar parçalanmaya katılır. • Glikolipid metabolizması bozukluğuTay-Sachs hastalığı GM2 normal dönüşümü yapılamaz, birikir.Sonuç: Beyin ve sinir fonksiyon bozukluğu, zeka geriliği, erken ölüm
• Oligosakkaridlere kovalent olarak bağlı proteinlerdir. • Glikoproteinlerin karbonhidrat zinciri genellikle dallıdır ve negatif yüklü olmayabilir. • Karbonhidrat içerikleri ağırlık olarak %1’den %85’e kadar değişir. • Glikoproteinler yapısal olarak 3 ana sınıfa ayrılabilir:1. Karbonhidratların, proteinin serin, treonin gibi OH grubu içeren aminoasidine bağlanmasıyla oluşan O-bağlı glikoproteinler2. Karbonhidratların, proteinin asparajin aminoasidinin amid azotuna bağlanması ile oluşan N-bağlı glikoproteinler3. Glikozilfosfatidil inozitol (GPI) yardımıyla proteinin karboksil ucu aminoasidine bağlanmış olanlar. B. Glikoproteinler
SerinTreoninTirozin OHGlukoz Galaktoz NGlukoz Galaktoz Asparajin O-bağlı glikoproteinler N-bağlı glikoproteinler Fosfatidil etanolaminAmid bağı Glukoz Galaktoz Glikozilfosfatidil inozitol (GPI)GPI’nin yağ asitleri ile membrana tutunur
• Glikolipidler ve glikoproteinler hücre içine alınan bazı maddeler için bağlanma bölgeleri oluşturur. (bazı peptid hormonlar, kolera ve tetanoz toksinleri, bazı virüsler ve bakteriler)• Gangliosid GM1: Kolera toksini için reseptör Kolera toksini, GM1 e bağlanır. Hücre içine girer İntraselüler c-AMP artışı Na+ ve su atılımı• CD4 (T lenfosit hücre yüzey glikoproteini) HIV (AIDS) virusu için bağlanma bölgesi
1. Lipidler; İki fosfolipid tabaka farklı fosfolipid içeriğine sahiptir.Fosfatidilserin ve Fosfatidiletanolamin sadece iç yaprakta, Fosfatidilkolin ve Sfingomyelin sadece dış yaprakta2. Proteinler; Membranın iç veya dış kısmında yer alabilir.3. Karbonhidratlar; Membranın dış ortama bakan kısmına yerleşmişlerdir.• Lipid asimetrisi hücre zarının fonksiyonları açısından önemlidir.Hücre zarının asimetrisi
Hücre zarı asimetriktir• İç fosfolipid tabakasında • Fosfotidilserin• Fosfotidiletanolamin• Fosfotidilinositol yaygındır.• Dış fosfolipid tabakasında • Fosfotidilkolin• Sfingomyelin yaygındır.
Ökaryotik membranlar neden farklı fosfolipidlerin bir karışımını içerir?• Bazı membran proteinleri sadece belirli fosfolipidler varlığında iş görebilir.• Bazı enzimler membranın sitozolik yüzündeki özel lipid baş gruplarına bağlanırlar.• Örn. Protein kinaz C (PKC) fosfatidilserinin yoğun olduğu iç yüze bağlanır ve bu (-) yüklü fosfolipid varlığında aktif olur.
Hücre zarında lipid asimetrisini sağlayan enzimler1. Scramblaz: Lipid tabakasının her iki tarafındaki lipitleri dengeleyen bir enzimdir. • Özellikle ER’de bulunan bu enzim fosfolipitleri ER zarının her tabakasına eşit olarak dağıtır. • Plazma zarında bulunan Scramblaz enzimi ise her zaman aktif değildir. Örneğin apoptozis sırasında hücre zarının iç katmanındaki fostidil serinin dış katmana taşınması. 2. Flipaz: Bu enzimler hücre zarının dış yaprağına geçen fosfotidil etanolamin ve fosfotidil serini iç yaprağa taşırlar.3. Flopaz: Fosfotidilkolin ve sfingomyelini iç zardan dış zara taşır.
Membran Asimetrisinin Korunması
Lipid salları• Plazma membranı sfingolipid, kolesterol ve bazı membran proteinleri açısından zengin topluluklar içerir (lipid salları).• Lipid salları hücre zarında yer alan kolesterol ve sfingomyelince zengin mikroalanlar olarak tanımlanmaktadır. • Glikofosfotidil inozitol (GPI) bağlı proteinler lipid sallarında toplanmıştır. • Lipid sallarının sinyalizasyonda görevli oldukları gözlenmiştir.
Lipid sallarının organizayon şemasıNormal zardan büyük farklılıkları vardır. Normal zara göre 2 kat fazla kolesterol içerir. Kolesterol yapıda yapıştırıcı rolü üstlenmektedir.
• Sinyal moleküllerinin bağlantı bölgeleridir.• Membran akışkanlığını etkiler.• Membran protein trafiğini etkiler.• Nörotransmisyon ve reseptör trafiğini düzenler. Lipid sallarının görevi nedir?
Lipid sallarının hepsi birbirinin aynı değildir. Bileşenleri, büyüklükleri, fonksiyonları ve yaşam süreleri birbirinden farklıdır.
Hücre Zari
Yazar :
Dr. AHMET TEKTEMUR
Yıl : 2020
Anahtar Kelimeler
Daha fazla görüntüle