Plazma Membranı PDF

PLAZMA MEMBRANI Doç. Dr. Gürkan YİĞİTTÜRK Plazma membranı Plazma membranının yapısı ve işlevleri Glikokaliks Membran transportu ve veziküler transport Plazma Membranı (Hücre membranı) Unit membran (birim zar) ~ 7,5 nm kalınlıkta Biyokimyasal/fizyolojik olarak bir bariyer Plazma membranının yapısı Si...

PLAZMA MEMBRANI Doç. Dr. Gürkan YİĞİTTÜRK Plazma membranı Plazma membranının yapısı ve işlevleri Glikokaliks Membran transportu ve veziküler transport Plazma Membranı (Hücre membranı) Unit membran (birim zar) ~ 7,5 nm kalınlıkta Biyokimyasal/fizyolojik olarak bir bariyer Plazma membranının yapısı Singer ve Nicolson, 1972 Çift tabaka (bilayer) fosfolipid yapı, proteinler lipidler içerisine dağılmış (mozaik) Glikoprotein ve glikolipidler Kolesterol Modifiye sıvı-mozaik zar modeli İ İ i P P "Figur 2–3 Plazma mebranının modifiye sıvı-mozaik modeli gösteren diyagramı, Michael H. Ross, Wojciech Pawlina, Histology-A Text and Atlas sixth Edition. P Aktif ve dinamik Amfipatik İntegral ve periferik proteinler Şekil 2–1 Hücre membranının ince yapısı ve moleküler organizasyonu, Basic Histology, Luiz Junqueira , José Carneiro, Basic Histology: Text & Atlas, 11th edition. Bloom and Fawcett, A Textbook of Histology, Chapman and Hall, N.Y., 12th edition, 1994, Figure 1-2. Lipid yığınları (sinyalleşme platformları) "Figur 2–3 Plazma mebranının modifiye sıvı-mozaik modeli gösteren diyagramı, Michael H. Ross, Wojciech Pawlina, Histology-A Text and Atlas sixth edition. Lipid yığınları (sinyalleşme platformları) Yüksek kolesterol miktarı Uzun yağ asidi zincirleri Sinyalleşme ilişkili integral/periferik proteinler Hızlı-etkin sinyalleşme Sinyal izolasyonu Şekil 2.5. Plazma membranının dondurup kırma yöntemiyle incelenmesi, Michael H. Ross, Wojciech Pawlina, Histology-A Text and Atlas sixth edition. Fonksiyonlarına göre membran proteinleri * Kategoriler birbirlerini dışlamazlar. Şekil 2.6. integral membran proteinlerinin değişik fonksiyonları, Michael H. Ross, Wojciech Pawlina, Histology-A Text and Atlas sixth Edition.. Glikokaliks Hücre yüzeyinde karbonhidrattan zengin bölge Glikoprotein, glikolipid ve proteoglikan (PAS boyama) Organel zarlarında bulunmaz İnce bağırsak ve proksimal böbrek tübüllerinde en kalın Ekstrasellüler yüzeyin glikoprotein, glikolipidleri ve proteoglikanları glikokaliksi oluşturur. Metabolizma Mikroçevre Hücre tanınma/yapışması Reseptör Mekanik/kimyasal koruma Şekil 2.2 Absorblif hüerelerin apikal yüzeylerinde bulunan mikrovillusların elektron mikrografları , Michael H. Ross, Wojciech Pawlina, Histology-A Text and Atlas sixth Edition. Figure 5 Proof of principle that the endothelial surface layer detected by AFM is the eGC. Nanomechanics of the Endothelial Glycocalyx in Experimental Sepsis Anne Wiesinger,Wladimir Peters,Daniel Chappell,Dominik Kentrup,Stefan Reuter,Hermann Pavenstädt,Hans Oberleithner,Philipp Kümpers Published: November 20, 2013 https://doi.org/10.1371/journal.pone.0080905 Plazma Membranının İşlevleri 1. Hücreye girecek/çıkacak madde kontrolü (seçici geçirgen) 2. Hücre içi ve dışı ortamların ayrılması (bölmelendirme) 3. Hücrede metabolik işlevlerin organizasyonu 4. Hücredeki uyarılma/cevap (sinyal aktarımı) 5. Hücreler arası ilişki 6. Endositoz ve ekzositoz 7. Hücre içi pH’ nın düzenlenmesi 8. Biyoelektrik potansiyellerin oluşmasını ve ilerilmesi 9. Depolama Seçici Geçirgen Yüklü moleküllere (Na, Cl, K, Ca) Suda çözünen büyük moleküllere (proteinler, nükleik asitler, şekerler, nükleotitler) karşı geçirgen değil Hücre Membranı Hücre Zarından Taşıma (1) Membran transportu Küçük moleküllerin zarda yapısal değişim olmadan taşınması (2) Veziküler transport Makromolekülleri aktif zar hareketleri ile taşınması (1) Membran transportu Enerji kullanımına göre: i) Pasif taşıma ii) Aktif taşıma i) Pasif taşınma Maddenin çok yoğun olduğu ortamdan az yoğuna taşınımı Enerji gerektirmez. İki tip; a. Basit difüzyon b. kolaylaştırılmış difüzyon a. Basit difüzyon Enerji kullanılmaz Yüksekten düşük konsantrasyona Taşıyıcı protein yardımı yok Lipitte çözünen moleküller O2 / CO2 gibi yüksük apolar gazlar benzen gibi hidrofobik moleküller, gliserol, etanol ve üre gibi küçük yüksüz moleküller Su, düşük miktarda b. Kolaylaştırılmış difüzyon Enerji kullanılmaz Yüksekten düşük konsantrasyona Taşıyıcı veya kanal proteini aracılı Glukoz ve aminoasit taşınımı ii) Aktif taşınma Bir molekül ya da iyonun az yoğun ortamdan çok yoğuna taşınması (gradiente zıt) a. Primer aktif taşıma b. Sekonder aktif taşıma a. Primer aktif taşıma Zar boyunca taşınma için doğrudan kimyasal enerji kaynağı (ATP) kullanır. b. Sekonder aktif taşıma Direkt ATP kullanılmaz. Enerji başka bir iyonun oluşturduğu gradientten sağlanır. Na+/K+ pompasının yarattığı hücre dışı Na+ yoğunluğu ile glukoz, aminoasit ve iyonlar hücre içerisine alınır. Membran transport proteinleri I. II. Taşıyıcı proteinler (pasif-aktif) Kanal proteinleri (pasif) Zarı difüzyonla geçemeyen moleküller transmembran proteinleri ! Şekil 2.7. Moleküllerin plazma membranının bir yanından diğer yanına hareketleri , Michael H. Ross, Wojciech Pawlina, Histology-A Text and Atlas sixth Edition. I. Taşıyıcı proteinler Genellikle zarı birkaç kez kat eder Suda çözünen küçük molekül ve iyonlar Tek tip molekül taşıma (Seçici) Taşıyıcı protein konformasyon değişimi Na+ /K + , H+ pompası= aktif transport Glukoz taşıyıcılar= pasif taşıma (kolaylaştırılmış difüzyon) II. Kanal proteinleri Suda çözünebilen küçük moleküller ve iyonlar Kanal periferi hidrofobik, iç hidrofilik polar koridor Hidrofilik kanal oluşumu, hidrofilik porlar (iyon kanalı) Kolaylaştırılmış difüzyon Pasif taşıma yaparlar. "0306 Facilitated Diffusion Carrier Protein" by OpenStax is licensed under CC BY 4.0 Figure 2–11 Types of transport. Textbook of Histology Fourth Edition, International Edition, Leslie P. Gartner PhD Por bölgesi=iyon seçici filtre Çok azı tek iyona spesifik Çoğu kanal kapılı yalnız birkaçı kapısız Kapıyı açmak için gerekli kontrol mekanizması? "0306 Facilitated Diffusion Carrier Protein" by OpenStax is licensed under CC BY 4.0 I. Kapılı kanallar a. Voltaj kapılı kanallar b. Ligand kapılı kanallar c. Mekanik kapılı kanallar II. Kapısız kanallar a. Sızıntı kanalları (leakage channels) I. Kapılı kanallar a.Voltaj kapılı kanallar Sinir iletiminde depolarizasyona bağlı açılma ve kapanma (sodyum kanalı) "Na+ influx via voltage-gated ion channels during depolarization" by EredLuin is licensed under CC BY-SA 4.0 b. Ligand kapılı kanallar Nörotransmitter, nükleotid ve G protein bağımlı kanallar "Version 8.25 from the Textbook OpenStax Anatomy and Physiology" by OpenStax is licensed under CC BY 4.0 c. Mekanik kapılı kanallar İç kulakta tüy hücrelerindeki stereosilya uyarımı, hücre için katyon girişi depolarizasyon- beyne impuls "Version 8.25 from the Textbook OpenStax Anatomy and Physiology" by OpenStax is licensed under CC BY 4.0 I. Kapısız kanallar a. Sızıntı kanalları (leakage channels) Potasyum sızdırıcı kanallar ve aquaporinler Sürekli açıktır. "Version 8.25 from the Textbook OpenStax Anatomy and Physiology" by OpenStax is licensed under CC BY 4.0 Aquaporinler (Su kanalları) Pasif difüzyondan çok daha hızlı taşıma (saatte 20L) Aquaporin ailesi gliserol ve üre taşıyabilir. "Illustration from Anatomy & Physiology, Connexions Web site. http://cnx.org/content/col11496/1.6/, Jun 19, 2013" by OpenStax college is licensed under CC BY 3.0 (2) Veziküler transport i) Endositoz; veziküler transport ile hücre içine alım a. Pinositoz b. Fagositoz c. Reseptör aracılı endositoz ii) Ekzositoz; veziküler transport ile hücre dışına çıkarma a. Konstitütif yolak (temel, yapısal yolak) b. Düzenlenmiş salgı yolağı *Membran bütünlüğü devamı ve kompartmanlar arası transfer Şekil 2.8 Endositoz ve ekzositoz vezilküler transportun iki ana formudur., Michael H. Ross, Wojciech Pawlina, Histology-A Text and Atlas sixth Edition.. i) Endositoz a. Pinositoz (hücrenin içmesi) Sıvı ve 150 nm’den küçük proteinler Seçici değil Sürekli Klatrin bağımsız endositoz Şekil 2.9 Pinositoz, Michael H. Ross, Wojciech Pawlina, Histology-A Text and Atlas sixth Edition. b. Fagositoz (hücrenin yemesi) Hücre yıkıntıları, bakteriler ve yabancı maddeler Pseudopodlar > fagozom oluşumu 250 nm den büyük moleküller Genellikle reseptör tanıma (Seçicilik?) Mononükleer fagositik sisteme ait özelleşmiş hücreler Klatrin bağımsız endositoz (aktin bağımlı endositoz) Şekil 2.10 Fagositoz, Michael H. Ross, Wojciech Pawlina, Histology-A Text and Atlas sixth Edition. c. Reseptör aracılı endositoz Klatrin bağımlı endositoz Seçici (spesifik molekül) Kargo reseptörleri Kaplı çukurlar Klatrin/Adaptin/Dinamin Şekil 2.11 Reseptör aracılı endositoz, Michael H. Ross, Wojciech Pawlina, Histology-A Text and Atlas sixth Edition. Şekil 2.11 Reseptör aracılı endositoz, Michael H. Ross, Wojciech Pawlina, Histology-A Text and Atlas sixth Edition. "File:88-Clathrin-1xi4-composite.png" David Goodsell is licensed under CC BY 3.0 ii) Ekzositoz a. Konstitütif yolak (Temel-yapısal yolak) Tüm hücrelerde Dışarı verilecek maddelerin direkt salınımı Plazma hücresi > Ig, Fibroblast > prokolajen b. Düzenlenmiş salgı yolağı Endokrin/ekzokrin hücre ve nöron, uyaro ile* Salgı veziküllerinde geçici depolama (konsantre) Şekil 2.13 ekzositoza ait iki yolağı gösteren diagram. Michael H. Ross, Wojciech Pawlina, Histology-A Text and Atlas sixth Edition. Referanslar  Michael H. Ross, Wojciech Pawlina, Gordon I. Kaye, Histology: A Text and Atlas: With Correlated Cell and Molecular Biology 6th edition  Leslie P. Gartner, Textbook of Histology 4th Edition, International Edition.  Basic Histology, Luiz Junqueira , José Carneiro, Basic Histology: Text & Atlas, 11th edition.