Hücrede Biyofiziksel Olaylar PDF

BİYOFİZİK Hücrede Biyofiziksel Olaylar Dr. Aslınur Sırcan-Küçüksayan [email protected]  Bitki hücresi Hayvan hücresi 2 çeşittir...

BİYOFİZİK Hücrede Biyofiziksel Olaylar Dr. Aslınur Sırcan-Küçüksayan [email protected]  Bitki hücresi Hayvan hücresi 2 çeşittir Organizma Doku Organ Sistem Temel kısımları Hücrenin enerji santrali MİTOKONDRİ Hücre içindeki atık maddeleri parçalar LİZOZOM Protein sentezi yapar Hücre zarı Çekirdek Sitoplazma RİBOZOM Canlılık Hücre içi madde geçişi Hücreyi Hücreyi ENDOPLAZMİK RETİKULUM olayları korur yönetir gerçekleşir proteinleri işler ve iletir. GOLGİ AYGITI  Hücre Zarının Yapısı Her bir hücre, 5-10nm kalınlığında iki fosfolipid tabakadan oluşan hücre zarı ile çevrilidir. Fosfolipid tabaka amfipatik özelliğe sahiptir. Hücre Zarının Yapısı Fosfolipid tabaka hücre zarını oluştururken hidrofilik baş kısımları dışa, hidrofobik kuyruk kısımları birbirine bakacak şekilde dizilirler Hücre Zarının Yapısı Hücre zarları sadece lipid değil protein ve karbohidrat da içeren bir tabakadır Hücre türüne ve fonksiyonuna göre değişiklik göstermelerine karşın hücre membranında: Proteinler ………………………55% Lipidler ………………………… 41% − Fosfolipidler …… 25 % − Kolesterol …….…12 % − Glikolipidler …….. 4 % Karbohidratlar …………………. 3% Hücre Zarının Yapısı Akışkan Mozaik Model 1972 yılında hücre zarının yapısıyla ilgili olarak sıvı mozaik modeli tanımlanmıştır. Fosfolipid tabaka membranın akışkan bölümünü oluştururken, bu tabaka içine gömülü halde bulunan proteinler ise mozaik bölümünü oluştururlar. Membran hareketi hidrofobik kuyrukların birbirini itmesiyle gerçekleşir. Burada zarın daha gevşek veya daha sıkı paketlenmiş olması ve sıcaklık önemli bir etkendir. Kuyruklar gevşek paketlenmiş zarlarda birbirini kolayca iter ve süratle kayarlar. Daha sıkı paketlenmiş olan zarlar daha yavaş kayma hareketi yapar. Bu esnada kanda yer alan kollestrol hücre zarında hidrofobik kuyruklar arasına yerleşir. Bu da hücre zarının akışkanlığını azaltır Hücre membran proteinleri Yapısal olarak integral proteinler periferal proteinler Kanal proteinleri :İyon kanalları Fonksiyonel Taşıyıcı proteinler : Aktif veya pasif taşıma açıdan Reseptör proteinleri Enzim proteinleri Antijenik proteinler (glikoproteinler) İntegral proteinler Membran proteinlerinin % 70 kadarını oluştururlar. Membranın kalınlığı boyunca uzanır. Lipit çift tabakaya gömülmüş haldedir. POR yapısında olabilir ve bazı maddelerin karşı tarafa geçtiği kanalları oluşturur (transmembran proteinler) Bazıları aktif transportta rol alan taşıyıcı proteinlerdir. Bir kısım integral protein enzim olarak işlev görebilir. Bazı hormonlar için reseptör olarak da görev yapabilir. Periferal proteinler Membran proteinlerinin yaklaşık % 30 kadarını oluştururlar. Membranın iç ve dış yüzüne yerleşiktir. Genelde integral proteinlere nonkovalent olarak tutunmuştur. Genellikle enzim olarak işlev görebilirler. İntrasellüler fonksiyonları kontrol ederler. Porlar arasından madde geçişini kontrol ederler Kanal proteinleri Hücre zarlarındaki iyon seçici moleküler gözeneklere iyon kanalı denir Yüklü tanecikler (Na+, K+, Cl-, Ca++ ) zarı ancak integral proteinlerin oluşturduğu iyon kanallarından geçebilirler Kanalın iç çeperleri polar gruplarca sıvanmış içi su dolu gözeneklerden oluşur Bu gözenek genellikle bir iyondan daha geniştir. Ancak sınırlı bir bölgesinde atomik boyutlara kadar daralmakta bu dar bölge iyon seçici filtre olarak davranmaktadır. İyon kanalları İyon kanalları ✓ tüm hücrelerin hücre zarında bulunan, ✓ gözenek oluşturan, ✓ istirahat membran potansiyelini oluşturan, ✓ aksiyon potansiyelini şekillendiren ve diğer elektriksel sinyalleri ileten ✓ membran proteinleridir 1 kanal alanı, 2 - dış açıklık, 3 - seçici filtre, 4 - seçici filtre çapı, 5 - fosforilasyon bölgesi, 6 - hücre zarı İyon kanalları iyonların zardan diffüzyonu için polar bir çevre hazırlar İyon kanalları Transmembran oligomerik proteinler Çoğunlukla bir iyon için selektif Difüzyon hızına yakın hız: 106-107/s, doygunluk yok! Düzenlenebilir aktivite ! Voltaj (Na+ iyon k.) ve ligand (asetil kolin res.) kapılı Yüksek derecede korunmuş yapı Hücrelerin çoğunda Na+, K+, Ca2+, Cl- iyon kanalları Kodlayan genlerde mutasyon➔ hastalık ! Aktivitelerini bazı ilaçlar etkiler ! İyon Kanallarından Geçişler Kapısız kanal → Her koşulda açık  KAPILI KANALLAR Kapılı kanalları oluşturan makromoleküllerin açık ve kapalı gibi iki farklı konformasyonu vardır.Bir kapının kısmen açılması gibi ara bir durum yoktur. Kapının açılıp kapanması için gerekli konformasyon değişiklikleri, yüklü veya dipolar yapıdaki voltaj sensörüne etkiyen elektriksel kuvvetlerle veya nörotransmitter moleküllerin bağlanmasından doğan kimyasal kuvvetlerle yönetilir. Kanalların seçicilikleri oldukça yüksektir ancak bir kanal göreceli olarak zayıf da olsa birçok farklı türden iyonu geçirebilmektedir.  Sodyum ve Potasyum Kanallarının Bazı Katyonlara Karşı Bağıl Geçirgenlikleri (Kurbağa Ranvier Boğumu İçin) İyon Cinsi İyon Na kanalı K kanalı Yarıçapı Piyon/PNa Piyon/PK Sodyum 0,190 1,00