Hücre Zarından Madde Geçişleri Konu Anlatımı

Hücre zarından madde geçişleri konu anlatımı.

HÜCRE ZARINDAN MADDE GEÇİŞLERİ

Hücre zarının gerçekleştirdiği madde alışverişi olayları hücrenin enerji kullanıp kullanmamasına göre pasif geçiş ve aktif geçiş olmak üzere iki grupta incelenebilir.

A-) Pasif Geçiş Olayları

Geçiş sırasında ATP harcanmadığı için canlılığın şart olmadığı olaylardır.

Pasif geçiş olayların başlıca özellikleri şöyledir:

  • Olay sırasında ATP kullanılmaz.
  • Canlı veya cansız hücrelerde gerçekleşebilir.
  • Taşınacak maddelerin yoğunluk farkına bağlı olarak hücre ile dış ortam arasında çift yönlü olarak gerçekleşebilir.
  • Moleküller çok oldukları ortamdan az oldukları ortama doğru taşınırlar. Dolayısıyla pasif geçişin gerçekleşebilmesi için başlangıçta iki ortam arasında yoğunluk farkı bulunmalıdır.
  • Hücre zarından doğrudan geçiş yapabilen küçük moleküllü maddelerin hücreye giriş ve çıkışı sağlanır.

1-) Difüzyon

Maddelerin çok yoğun olduğu ortamdan az yoğun olduğu ortama doğru yayılmasına veya geçişine difüzyon denir.

Küçük moleküllü maddeler yoğunluk farkına bağlı olarak hücre içine veya dışına doğru geçiş yapabilir.

Eğer hücre dış ortam arasında yoğunluk farkı kalmazsa molekül giriş çıkışı dengelenir.

Difüzyon hızını etkileyen faktörler

1. Molekül büyüklüğü

Küçük yapılı moleküller büyük moleküllere göre daha kolay difüzyona uğrar.

2. Zardaki por sayısı

Suda çözünebilen moleküller hücre zarındaki porlardan giriş-çıkış yaparlar. Bu nedenle hücrenin por sayısı ne kadar fazla ise difüzyon hızı da o kadar yüksek olur.

3. Yoğunluk farkı

Madde geçişinin yapıldığı iki ortam arasındaki yoğunluk farkının yüksek olması difüzyon hızını arttırır.

4. Moleküllerin elektriksel yükü

Hücre zarının iyonik yapısından dolayı nötr olan moleküller iyonlara göre daha kolay geçiş yaparlar.

5. Moleküllerin yağda çözünebilmesi

Yağda çözünebilen moleküllerin difüzyon için por kullanma gereksinimi yoktur. Hücre zarı temel olarak yağ yapıda olduğundan bu moleküller zarın herhangi bir bölgesinden geçiş yapabilirler (A, D, E ve K vitaminleri gibi)

6. Moleküllerin ağı eritebilmesi

Yağı eritebilen maddeler de yağda çözünebilen maddeler gibi hücre zarının herhangi bir bölgesinden geçiş yapabilirler.

7. Sıcaklık

Difüzyonda moleküllerin kinetik enerjisi kullanılır. Sıcaklık artışı moleküllerin kinetik enerjisini artıracağından difüzyonu hızlandırır.

8. Basınç farkı

Bazı ortamlardaki basınçlar difüzyon hızını etkiler. Örneğin kan basıncı, kanda çözünen maddelerin dokulara geçişini kolaylaştırır.

Kolaylaştırılmış Difüzyon

Hücre zarından geçebilecek özellikteki bazı moleküllerin hücre içine alınması sürecinde zarda bulunan özel taşıyıcı proteinler görev yaparlar.

Kolaylaştırılmış difüzyonda porlardan geçebilen maddeler yüksek konsantrasyonlu bölgeden daha düşük konsantrasyonlu bölgeye taşınır. Taşınacak madde enzimler yardımıyla taşıyıcı proteine bağlanır. Bu olayda ATP harcanmaz. Glikoz, fruktoz ve amino asitlerin çoğu bu yolla hücre zarından geçerler.

2-) Ozmoz

Suyun oranın çok olduğu ortamdan oranın az olduğu ortama doğru geçişine ozmoz denir. Ozmoz kısaca suyun difüzyonudur.

Su moleküleri hücre zarındaki kanal proteinleri arasından geçiş yaparlar.

Hücrelerin normal olarak yaşayabileceği yoğunluğa sahip ortamlara izotonik ortam denir. İzotonik çözeltilerde, çözelti içindeki madde yoğunluğu hücrenin madde yoğunluğuna eşittir.

İzotonik ortamlarda hücrenin şekli değişikliğe uğramaz. Bir hücre kendisinden farklı yoğunluğa sahip bir çözelti içerisine konulacak olursa aşağıdaki durumlar ortaya çıkabilir.

Plazmoliz

Hücrenin kendisinden daha yoğun (hipertonik) bir ortama konulduğunda su kaybederek büzülmesidir.

Hipertonik çözeltilerde, çözelti içindeki madde yoğunluğu hücrenin madde yoğunluğundan fazladır.

Deplazmoliz

Hücrenin kendisinden daha az yoğun (hipotonik) bir ortama konulduğunda su almasına denir.

Hipotonik çözeltilerde, çözelti içindeki madde yoğunluğu hücrenin madde yoğunluğundan daha azdır.

Turgor durumu

Bir bitki hücresinin çok fazla su alarak gerginleşmesi durumudur.

Bitki hücrelerinde çeper bulunduğundan hücre içindeki fazla su hücre zarının çepere dayamasına neden olur ancak hücreyi patlatmaz.

Turgor durumu bitkilere desteklik sağlar ve bazı bitkisel hareketlerde etkili olur.

Bitkiler stomaların açılıp kapanmasında da etkilidir.

Hemoliz

Bir hücrenin çok fazla su alarak patlaması olayıdır.

Ozmotik Kuvvetler

1. Ozmotik basınç  

Hücre içerisinde bulunan çözünmüş maddelerin oluşturduğu yoğunluğa bağlı olarak hücre dışındaki suyun hücre zarına yaptığı basınca ozmotik basınç denir.

Ozmotik basınç hücre içi madde yoğunluğu ile doğru, hücre içi su oranı ile ters orantılıdır.

2. Turgor basıncı

Hücre içerisindeki suyun hücre zarına dolayısıyla hücre çeperine yaptığı basınçtır.

Turgor basıncı değeri hücre içerisindeki su miktarı ile doğru orantılıdır.

Bitki hücrelerindeki selüloz çeper hücreyi turgor basıncının olumsuz etkisinden korur. Bu nedenle turgor basıncı artan hayvan hücreleri parçalanırken bitki hücreleri parçalanmaz.

3. Emme basıncı (Emme kuvveti)

Hücrenin ozmotik basıncının oluşturduğu ve suyu hücre içine doğru çeken kuvvettir.

Genel olarak emme kuvveti, bir hücrenin ozmotik basıncı ile turgor basıncı arasındaki farka eşittir.

Diyaliz

Kandaki bazı çözünmüş maddelerin, seçici geçirgen zar sistemiyle ve difüzyon kurallarına göre arındırılmasına diyaliz denir. Böylece kandan bir kısım zararlı maddeler ayrılmış olur. Bu prensip suni böbrek aletinde kullanılır.

B-) Aktif Geçiş Olayları

Enerji harcanarak meydana gelebilen madde alışverişi olaylarına aktif geçiş denir.

Aktif geçiş olayları enerji gerektirdiği için ancak canlı ortamlarda gerçekleşebilir. Aktif geçişin üç çeşidi bulunur.

1. Aktif Taşıma

Hücre zarından geçebilecek özellikteki küçük maddelerin az yoğun ortamdan çok yoğun ortama doğru taşınmasına denir.

Aktif taşımanın başlıca özellikleri şunlardır:

  • Madde geçişi sırasında solunumla üretilen ATP enerjisi kullanılır.
  • Glikoz, aminoasit, Na+ ve K+ iyonları gibi hücre zarından geçebilecek özellikteki küçük moleküller taşınır.
  • Hücre zarında bulunan enzimler ve taşıyıcı proteinler aracılığı ile gerçekleşir. Bu nedenle aktif taşıma olayı sıcaklık, pH, kimyasal maddeler gibi çevresel faktörlerden etkilenir.
  • Aktif taşımanın yönü az yoğun ortamdan çok yoğun ortama doğrudur.
  • Aktif taşıma hücrenin ihtiyacına ve taşınan maddenin yoğunluğuna bağlı olarak hücre ile dış ortam arasında çift yönlü olarak gerçekleşebilir.

2. Endositoz

Hücre zarından doğrudan geçemeyen büyük moleküllerin koful oluşturularak hücre içine alınmasıdır.

Endositoz sırasında maddelerin taşınma yönü daima hücre dışından hücre içine doğrudur.

Endositoz ile madde alımı yoğunluk farkından etkilenmez.

Endositoz sırasında enerji harcanır ve  enzimler kullanılır.

Endositoz olayı alınan maddelerin katı veya sıvı olmasına göre iki şekilde gerçekleşir.

1. Fagositoz

Büyük moleküllü katı maddelerin hücre içine alınmasıdır.

Amip, paramesyum gibi çeper taşımayan heterotrof tek hücreli canlıların beslenmesi, akyuvarların mikropları içine alarak etkisiz hale getirmesi olayları fagositoza örnek olarak verilebilir.

2. Pinositoz

Sıvı yapıdaki büyük moleküllerin hücre içine alınmasıdır. Sıvı moleküller hücre zarı tarafından oluşturulan bir cep aracılığı ile hücre içersine alınır.

Sıvı yağların hücre içerisine alınması pinositoza örnek olarak verilebilir.

3. Ekzositoz

Hücre zarından doğrudan geçemeyecek büyüklükteki moleküllerin hücre içnden hücre dışına atılmasıdır.

Ekzositoz olayı da endositoz gibi ortamlar arası yoğunluk farkından etkilenmez ve tek yönlü olarak gerçekleşir.

Ekzositoz sırasında enerji harcanır, enzimler kullanılır ve hücre zarı yüzeyi bir miktar artar.

Endositoz olayından farklı olarak çeperi olan hücrelerde de görülebilir.

Hücre içerisinde oluşturulan ve hücre dışına verilecek olan çeşitli salgı maddelerinin hücre dışına atılması, boşaltım kofullarında bulunan hücre içi sindirim artıklarının hücreden uzaklaştırılması, hormonların kana verilmesi ekzositoz ile sağlanır. Dolayısıyla ekzositoz, hücrelerdeki salgılama veya boşaltım olayları sırasında görülebilir.

6 comments

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir