HÜCRE BİYOLOJİSİ

Makrotransfer Ders: 7

Dr. Öğretim Üyesi Banu EREN • MAKRO TRANSFER: • Su, yağlar, mineral madde iyonlarının hücre zarında değişiklik olmaksızın osmoz, difüzyon gibi olaylar ile hücreye girişine mikrotransfer denir. • İri moleküllü proteinler, karbonhidratlar, nükleik asitler, büyük partiküller, bakteriler ve başkaları aynı yolla hücreye girip çıkamazlar. • Büyük moleküllerin taşınıması için hücre zarı tarafından özel yöntemler geliştirilmiştir.

2 • Sitozis; genel olarak plazma zarından makro moleküllerin geçişine denir. Kütle transportu olarakta tanımlayabiliriz. • Endositozis hücre içine doğru geçişlere, • Ekzositozis ise hücreler arası boşluğa veya dışarıya doğru olan çıkışlara denir.

3 • Endositoz alınan maddelerin katı yada sıvı oluşuna göre ikiye ayrılır. • Pinositoz ve Fagositoz. • Her iki olayda da gelen madde hücre zarında ki reseptörlere bağlanarak hücre içine alınır.

4 • Pinositoz: Moleküller ve kolloidal eriyiklerin, proteinler, karbonhidratlar, yağlar gibi küçük damlacıklar halinde alınmasıdır. • Böyle bir madde kütlesi reseptör aracılığı ile hücre zarına bağlanınca zar bu kısımda çukurlaşmaya başlar. • Gelen madde reseptör ile birlikte bu çukura yerleşir. • Zarın çukurlaşması gittikçe artar ve sonuda bu kısım içindeki maddeler ile birlikte hücre zarından koparak ufak bir kese halinde (pinositoz vesikülü) sitoplazma ya geçer.

5 • Şekillenen pinositoz keseciklerinin çapına göre pinositoz ikiye ayrılır. • 1-)Mikro pinositoz (=kesecikler 0,1mikron dan daha küçük ise) • 2-)Makro pinositoz (=kesecikler 0,1 ile 1 mikron arasında ise) • Makro pinositoz da kesecikler vakuol düzeyindedir. Işık mikroskobunda görülebilir. • Mikropinositoz dan farklı olarak gelen maddeyi kavramak üzere yalancı ayaklar meydana gelebilir.

6 • Pinositoz vezikülleri çabuk gelişir. • Hücre içinde veziküller 3 şekilde sonuca ulaşır;

7 1)Veziküller değişmeden hücreyi geçerler=

• Hücrede oluşan pinosotetik veziküller (pinosomlar) hücrelerin diğer tarafından tekrar hücreyi terk ederler.

•Buna sitopompis =transsitozis denir.

8 2) Litik enzimlerin etkisiyle vezikül zarları parçalanarak birbirleriyle birleşirler.

• Bu birleşme sonucu büyük vezikül ler oluşur. Bunlara endozom adı verilir. • Bu kesecikler lizozom ile birleşir ve böylece hücreye dışarıdan alınan maddeler alt birimlere ayrılır. (proteinler amino asitlere, polisakkaritler monosakkaritlere ayrılırlar.) • Bu alt birimler lizozomlardan sitosole verilirler ve burada hücre tarafından kullanılırlar.

9 • 3) Vezikül membranının çözülmesi ile vezikül hücre içine boşalır.

10 • Fagositoz: Katı haldeki maddelerin yani kolloidal partiküller, bakteriler, viruslar, yaşlanmış hücreler, ilaç gibi yapıların hücreye alınmasınıdır. • Pinositoza benzer. Hücre yüzeyi reseptörleri aracılık eder. Fakat alınan maddeler hem katı hem de iridir. • Şekillenen kesecikler daha büyüktür. (1 mikron ve yukarısı) Fagosite edilecek maddeye doğru yalancı ayaklar gönderilir. • Madde kütlesi yakalanır, hücre membranı kütle ile birlikte sitoplazma ya çöker. Bu kısım hücre membranın dan kopup ayrılır sitoplazma içinde fagositoz vakuolü şekillenmiş olur. • Bu tür vakuollere fagosom denir.

11 • Ekzositoz: Maddelerin makro moleküler, veziküler oluşumlar veya granüller halinde hücrelerden atılmasıdır. • Makromoleküler düzeyde olanlar fagosite edilmiş maddelere ait artıklardır. • Veziküller ile granüller ise hücrede salgılanıp dışarı verilen oluşumlardır.

12 Madde Alış Verişine Yardımcı Olan Morfolojik Değişmeler 1) Mikrovilus lar: • Hücre ile dış ortam arası alış veriş oranı hücre membranı nın genişliği ile doğru orantılıdır. Hücre yüzeyi ne kadar geniş olursa alış veriş miktarı o kadar fazla olur. • Sıvıları ve bunlarda erimiş halde bulunan maddeleri almakla görevli hücreler hücre hacmini değiştirmeksizin madde alış verişini kolaylaştırmak, alış kapasitesini artırmak amacıyla özel farklılaşmalar geliştirilmiştir. 13 2- Basal katlantılar:

• Hücre membranı nın içe kıvrılması (=invaginasyon) ile oluşurlar. • Hücreler madde alış verişini artırmak için sadece serbest yüzeylerini değiştirmekle kalmayıp basal yüzleri de bu amaçla kullanabilirler. • Örneğin; böbrek proksimal tübüllerinde hücrelerin hem apikal yüzeyinde mikrovilus lar hem de basal yüzlerinde çok derin girintiler vardır.

14 3- Lateral katlantılar:

• Yan yana gelen hücrelerin plasma zarları hücrelerin birbirlerine bağlanmasını sağlayan katlantılar yaparlar aynı zamanda yan yüzeylerinide genişletmiş olurlar. • Bunlar S veya Z şeklinde olabilirler. Hücreler bu şekille birbirlerine daha iyi ve daha sıkı tutunurlar.

15 • B-Hareket Sağlayan Değişmeler: • 1) Yalancı ayaklar: Topluluk halinde olmayan bağımsız hücrelerde rastlanır. Kalıcı oluşumlar değillerdir. Hücreler bu yolla yerlerini değiştirirler. Tek hücrelilerden amiplerde (protozoa) çok belirgindirler. • Bu harekete Ameboid hareket denir. Aynı zamanda beslenmelerini sağlarlar. • Çok hücreli organizmalarda savunmada görev alan hücrelerde bu harekete rastlanır. • (Nötrofil lerin kan dokudan bağ dokuya geçtiğinde yalancı ayaklarının oluşması, makrofaj ların savunma amaçlı yalancı ayak oluşumu gibi.)

16 • 2) Titrek tüyler: (Kinosilyum) • Bunlar yalancı ayaklardan farklı olarak kalıcı oluşumlardır. Bir birlik içinde bulunan hareketsiz hücrelerin lümene bakan yüzlerinde bulunurlar. • Bunlar da mikroviluslar gibi sitoplazmanın çıkıntılaşması=evaginasyon ile meydana gelirler. Ancak daha kalın (0.2) ve daha uzundurlar. • Bir hücre yüzeyinde düzgün sıralar halinde 250 veya daha fazla sayıda bulunabilirler. Tek silyumlu hücreler vardır.

17 • 3) Kamçılar: (Flagellum) Kamçılar titrek tüyler gibi kalıcı ve hareketli olan sitoplazmik oluşumlardır. • Kinosilyumlar ile aynı yapıyı gösterirler, fakat çok daha uzundurlar. • Memelilerde en güzel örnek spermatozoonun 40—50mikron uzunluğundaki kuyruğudur. Kamçılara daha çok tek hücrelilerde rastlanır.

18 • Stereosilyum: • Yapı olarak mikroviluslara benzer fakat uzunluk açısından silyumlara benzer. • Mikrotubulus ve basal cisimcik taşımaz ,hareketli değillerdir. • Aktin flaman ları içerir. Daha uzundurlar. Dallanma gösterirler. • Mikroviluslar gibi madde alış verişinde görevlidirler. • Stereosilyumlara organizmada sadece erkek genital sisteminde epididimis kanalını örten yüksek prizmatik epitel hücrelerinin apikal bölgesinde rastlanır.

19 C-Hücreyi Birbirine Bağlayan Değişimler:

20 • Bazı hücre türleri hücre örtüsü ile birlikte değişik yapı ve özellikte olan hücre bağlantılarına sahiptirler. • Bağlanma işleminin yanı sıra maddelerin hücrelerden içe veya dışa geçişlerini sağlarlar. Komşu hücreler arasında madde iletimini gerçekleştirmede önemli rolleri vardır. Belli başlıları şunlardır;

21 • *Zonula Ocludens (Z.O.) (taç tabaka) • *Zonula Adherens (Z.A.) (yapıştırıcı tabaka) • *Makula Adherens M.A. yapıştırıcı düğme Desmozom apikale yakın yerde bulunur. • *Hemidesmozom (H.D.) Basal bölümde yer alırlar. • *Gap Juction (Neksus) (N) • *Lateral Katlantılar (L.K.)

22 • Işık mikroskobu ile örtü epitel hücrelerini incelersek komşu hücrelerin apikal uçları arasında koyu birer çizgi bulunduğunu görürüz. • Bu kısma Terminal Bar denir. • Elektron mikroskobunda ise daha kompleks bir yapı gösterir. • Bağlayıcı kompleksler denir iki yada üç bağlantı türü yer alır. • En güzel tek katlı prizmatik epitelde gözlenir.

23 • Hücre arası bağlantılar yapı ve işlevlerine göre üçe ayrılır; • 1-Geçirgenliği engelleyen bağlantılar:Z.O.

• 2-Hücrelerin birbirine yapışmasını sağlayan bağlantılar: Z A.- MA.- H D. • • 3-Hücrelerin ara iletimini sağlayan bağlantılar: Neksus. – Kimyasal sinaps

24 • Zonula Ocludens(Z.O.): Epitel hücreleri arasında glikokaliks (hücre örtüsü) içeren bir açıklık bulunur. • Apikal bölümde uçlarında daralmalar ve kaynaşmalar olur. • Aralık tamamen kapanır.

• Terminal barın en yüzeyindeki bu kısmına zonula ocludens denir. • Sıkı bir şekilde kaynaştıklarından sıkı bağlantı () adı da verilebilir.

25 • Komşu iki membrandaki iri integral molekülleri karşılıklı çıkıntılar yaparlar. • Bu simetrik çıkıntılar fermuar gibi birbirlerinin aralarına girerek iki membranı birbirine sıkıca bağlarlar. (klaudin ve okludin proteinler) • Hücreler arası mesafeyi lümene kapalı tutarlar. Maddeler lümenden hücre arasına geçemezler. • Bu nedenle apikal yüzeyi kullanırlar. Bulundukları hücreleri kemer gibi sararlar.

26 • Zonula Adherens(Z.A.): Z.O. in hemen altında bulunurlar. Bunlarda hücreyi kemer gibi sararlar. Yalnız hücre membranları birbiri ile kaynaşmaz. • Aralarında 200Ao luk bir mesafe kalır. Glikokaliks bu bölgede daha da yoğundur. Siyalik asitçe zengindir. • Apikal bölgedeki terminal ağdan gelen aktin mikroflamanları hücrelerin birbirine tutunmasını sağlar. • Gelen flamanlar zonula adherens bölgesine dirsek yaparak dönerler. (kancalanırlar). Üretilen gücün bitişik hücreye geçmesini sağlarlar.

27 • Transmembran yapışma proteinleri kadherinler aracılığıyla birbirine tutunur.

• Kadherinler hücre içi uzantıları aktin filamentlerine bağlanan kateninler, vinkulin ve alfa-aktinin gibi hücre içi kenetlenme proteinlerine tutunur.

• Ör. Aktinlerin belirli bir bölgede kasılması ile her bir hücrenin apikali daralır.

28 • Makula Adherens(M.A.)(=Desmozom) Z.A. Z.O. in hemen altında yer alır. Bunlardan ayrı olarak ta bulunabilir. Örneğin; epidermisin strasum spinosum hücrelerinde çok görülür. • Desmozomlar hücrelerin çevresini tamamen sarmazlar. Hücreler arası aralık daha geniştir. Ortasında çizgi halinde daha yoğun bir bölge vardır. • Hücre membranının sitoplazma ya bakan yüzünde de yoğun bir maddeden oluşmuş plak vardır.

29 • Bu plakalar ve adı verilen hücre içi kenetlenme proteinlerinden oluşur. • Desmoglen ve desmokolin (kaderin ailesi) transmembran yapışma proteinlerinin hücreiçi uzantıları bu kenetlenme proteinlerine (sitoplazmik yoğun plaka) bağlanırken, hücre dışı uzantıları diğer hücreye ait uzantılarla etkileşip komşu zarları sıkıca bir arada tutar. • flamentleri (tonoflamanlar) plakoglobin ve desmoplakin aracılığıyla desmoglen ve desmokoline tutunur. • Kontraktil olmayan tonoflaman lar yoğun plakaya kancalanır. • Desmozomlar hücreleri birbirine bağladığı gibi iskeleti oluşturan flamanlara da tutunma yeri sağlar. Işık mikroskobunda tonoflamanlar tonofibril olarak görülürler.

30 • Hemidesmozomlar: Desmozomların yarısına benzerler. Basaldaki hücreler alttaki basal laminaya hemidesmozom lar aracılığı ile tutunurlar. Yoğun bir madde aracılığı ile tonoflamanlar membrana tutunur ve geri dönerler. • • Tutunma plakası desmozomda plektindir. • Hemidesmozom lar hücre iskeletinin basal da ki tutunma yerleridir.

• Transmembran yapışma proteini integrinin hücre dışı uzantısı bazal laminadaki ile bağlanırken, hücre içi uzantası kenetlenme proteini olan plektine tutunur. • Ara filamentler ise plektinde sonlanır.

31 • Fokal bağlantılar:

• : Hücreler arası haberleşme ve ulaşım merkezleridir. • Desmozom lar da olduğu gibi odaklar halinde yer alır. • Hücre membranı birbirine yaklaşır ama kaynaşmaz. 20-40Ao luk aralık kalır.

32 • İntegral protein molekülleri özel bir organizasyon gösterir. Konnekson adı verilen sıralar halinde ve silindir biçimde olan bir çok geçiş yeri (=por) oluşur.

• Her konneksan 6 protein molekülünden meydana gelir.Konneksan lar hücreler arası bölüme çıkıntılar yaparlar. İki konneksan karşı karşıya gelir(=ağızlaşır). • Bir neksusta iki konnekzon vardır. Hücreden hücreye ulaşan kapalı kanallar biçiminde 15 Ao çapında geçit bölgeleri ortaya çıkar. • İnorganik iyon, şeker, aa, nükleotid, vitamin, steroid hormon gibi küçük moleküller geçebilir.

33 • Elektriksel sinapsta denir. • Ör. Sinir hücrelerinde aksiyon potansiyeli bir hücreden diğerine hızlı bir şekilde aktarılır.

34 • Geçit bölgeleri bazı dokularda gerekince şekillenir. Daha sonra kaybolur. Örneğin; Doğum sırasında uterus düz kaslarında olduğu gibi. • Gap junction ların geçirgenlik derecesini Ca++ iyonları ayarlar. Fazla ise kanallar kapanır, az ise açılır.

35 • Lateral uzantılar: • Tek katlı yassı epitel, endotel, mezotel hücreleri karşılıklı sitoplazma uzantıları göndererek birbirlerine sıkı bir şekilde bağlanırlar. • Aynı zamanda hücre yüzeyinin genişlemesini de sağlarlar. • Madde alış verişinin kuvvetli olduğu hücrelerde çoktur. • Ör.Barsak epiteli, böbrek tubullerinde olduğu gibi.

36 • Kimyasal sinapslar:

• Delik geçit bölgeleri ile hücre-hücre ilişkisi doğrudan sağlanır. • Kimyasal sinapslarda ise dolaylı bir şekilde sağlanır. İki sinir hücresinin birbiri ile ilişki kurdukları yere sinaps denir. • Presinaptik nöron-kimyasal sinyali (materyali) gönderen hücre • Postsinaptik nöron-bu uyarıyı alan hücredir. • İkisinin arasında sinaptik yarık bulunur. • Presinaptik nörondan salınan kiyasal madde post sinaptik nöron tarafından alınır. Böylece mesaj aktarılmış olur. Kimyasal sinapslar daha yavaştır. Elektriksel sinapslat daha hızlıdır.

37 • Basal membran: Epitel hücrelerinin büyük çoğunluğu bağ dokusu üzerine oturur. Basal membran bu iki dokuyu birbirinden ayırır. İki ana katmandan oluşur; • 1-; a-) lamina rara b-) lamina densa • 2-Retiküler lamina

38 • Basal lamina Epitel hücrelerine komşu olan bölümdedir. • Retiküler Lamina bağ dokusuna komşu olan bölümdür. • Basal Lamina ikiye ayrılır • Lamina Rara epitel tarafındaki bölüm, Lamina Densa retiküler lamina tarafında bulunan bölüm. (Daha yoğundur)

39 • Basal Lamina glikoproteinler den oluşmuştur. • Laminin ve Fibronektrin gibi maddelerin yapıştırıcı özelliği vardır. • Laminin epitel hücrelerini, fibronektrin retiküler laminayı lamina densaya bağlar. • Basal lamina da Tip-4 kollojen bulunur. Ağsı yapı oluşturur. • Elektron mikroskobunda zor görülür. Lamina densa retiküler lamina tarafında yoğun bir bölge olarak görülür.

40 • Retiküler lamina;

• Bağ dokusuna komşu olan bölümdedir. Retiküler ipliklerden yani Tip—3 kollojen den oluşmuştur. • Retiküler lamina her zaman bulunmayabilir. Sadece basal lamina olabilir. • Basal membran geçirgendir. Damarsız epitel ile damardan zengin bağ dokusu arasında madde alış verişini sağlar. • Işık mikroskobunda uygun boyamalarda çizgi şeklinde görülür. Epitel hücrelerinde, kas ve yağ hücrelerinin çevresinde görülür. • Periyodik asit schiff ile kırmızı renkte görülür. (Glikoprotein ve proteoglikan moleküllerinde ki CH lardan açığa çıkan aldehit grupları reaksiyona girer) • Gümüşleme ile siyah (retikulum lifleri boyanır) olarak görülür.

41 • Hücre Moleküler Yaklaşım, G.M. Cooper, R.E. Hausman, İzmir Tıp Kitapevi, ISBN: 9944-5148-0-2 • Hücre Biyolojisi, S. Karol, C. Ayvalı, Z. Suludere, ISBN: 975- 95520-1-9 • Tıbbi Hücre Biyolojisi, S.R. Goodman, Nobel Tıp Kitapevi, ISBN: 978-975-420-833-7 • Temel Histoloji, L.C. Junqueira, J. Carneiro, Nobel Tıp Kitabevleri, ISBN: 975-420-467-5 • Histoloji ve Hücre Biyolojisi, A.L. Kierszenbaum, Palme Yayıncılık, ISBN: 9944-341-02-9 • http://www.meddean.luc.edu/lumen/MedEd/Histo/frames/histo_fra mes.html

42