HÜCRESEL TAŞINIM VE SİNDİRİM
Doç. Dr. Işık Didem KARAGÖZ
HÜCRESEL TAŞINIM VE SİNDİRİM
ENDOPLAZMİK RETİKULUM
GOLGİ AYGITI LİZOZOMLAR
ENDOPLAZMİK RETİKULUM
• Olgun alyuvarlar, trombositler ve bakteriler hariç, bütün ökaryotik hücrelerin sitoplazmasında bulunan, zarla kaplı yassı kesecik ve kanalcık şeklindeki yapılara Endoplazmik Retikulum denir.
• Endoplazmik retikulum hücrede hücre zarı ile çekirdek arasında madde taşıyan sitoplazmada çeşitli yönlere dağılarak birbiriyle kaynaşan ince kanalcıklardır ve bu kanalcıkların her tarafı zarla kaplıdır.
• 1945 yılında Porter, elektron mikroskobu ile yaptığı çalışmalarda, hücre sitoplazmasının dantel şeklinde bir ağ manzarası görünümünde olduğunu saptamıştır.
• Bu ağ yapı hücrenin ektoplazmasında görülmediği için Porter ve arkadaşları buna Endoplazmik retikulum (plazma içi ağı) adını vermişlerdir.
ENDOPLAZMİK RETİKULUM
ENDOPLAZMİK RETİKULUM
• Yapılan daha derin çalışmalar endoplazmik retikulum'un sitoplazmada bulunan bir vakuol sistemi olduğu ve bu sistemin bir zarla çevrilmiş bulunduğu saptanmıştır.
• Vakuol sisteminin dışında yani vakuoller arasında kalan alanı matriks yapısı doldurur.
• Endoplazmik retikulumun membranı 50-60 A° kadardır.
Kalınlığı hücre zarından az olduğu halde aynı yapıyı gösterir.
ENDOPLAZMİK RETİKULUM
• Hücre sitoplazması, sentez işlevlerinin yürütülmesinde çok büyük bir önemi olan ve endoplazmik retikulum (ER) denen kanalcıklar ve borucuklarla donatılmıştır (endo = Yunanca iç; retikulum = Latince küçük ağ demektir).
• Bu sisteme "Ergastoplazma" da denir.
ENDOPLAZMİK RETİKULUM
• Kanallar (sisternalar); hücre içi madde dağıtımını ve taşınımını, hücrede asidik ve bazik tepkimelerin birbirini etkilemeden bir çeşit odacıklar içinde oluşmasını ve hücrenin mekanik etkilere karşı daha dayanıklı olmasını sağlar.
ENDOPLAZMİK RETİKULUM
• Kanalcıklar sistemi sabit değildir, gelişim ve işlev durumuna göre yapısı hızla değişebilir.
• Hücre bölünürken kaybolur, daha sonra yeniden oluşur.
• Hücre yaşlandıkça ER'un işlevleri ve kanalcıkların birbiriyle ilişkisi azalır.
• iki tip endoplazmik retikulum ayırt edilir.
Bunlar;
-Granüllü Endoplazmik Retikulum (GER)
-Granülsüz (Düz) Endoplazmik Retikulum (DER)
• 1. Çekirdek zarı
• 2. Por (gözenek)
• 3. Granüllü endoplazmik retikulum
• 4. Granülsüz endoplazmik retikulum
• 5. Ribozom
• 6. Makromoleküller
• 7. Taşınım araçları
• 8. Golgi aygıtı
• 9. Golginin cis tarafı
• 10. Golginin trans tarafı
• 11. Golginin sisternası
Granüllü Endoplazmik Retikulum
• Endoplazmik retikulum ağsı yapısı üzerinde ribozom taşıyan tiplerine granüllü endoplazmik retikulum denir. Bu tip endoplazmik retikulumlar protein sentezinde görevlidirler.
• Sentezledikleri proteinleri küçük veziküllere yüklenip Golgi aygıtına taşınırlar. Protein sentezinde görevli olan hücrelerde daha fazla görülürler.
Granülsüz Endoplazmik Retikulum
• Granülsüz endoplazmik retikulum, lipid sentezinde görevli hücrelerde bulunur. Membran üzerinde ribozomlar bulunmaz.
• Granüllü ER’ye göre daha çok kanalcıklı bir yapı gösterir.
• Oluşumları sırasında Granüllü ER’ye bağımlıdırlar.
ENDOPLAZMİK RETİKULUM
• Bir nevi taşıma görevi üstlenen bu organel bazı maddelerin hücre içinde dağılmasını sağlar.
-Birçok metabolik reaksiyonda,
-karaciğerdeki metabolik reaksiyonlarda, -steroid yapılı hormonların sentezinde, -fosfolipid sentezinde,
-lipid taşımasında,
-karaciğerdeki metabolik reaksiyonlarda görev alır.
ENDOPLAZMİK RETİKULUM
• Karbonhidrat ve lipit sentezi yapan hücrelerde daha çok bulunur.
• Granülsüz endoplazmik retikulum özellikle kas hücrelerinde kalsiyum depolar.
Sarkoplazmik retikulum:
• Sarkoplazmik retikulum düz ve çizgili kaslarda bulunan özel bir tip granülsüz endoplazmik retikulumdur.
• Aradaki fark, sarkoplazmik retikulumda (SR) bulunan proteinlerin kalsiyum depolamaya ve pompalamaya yaramalarıdır.
• Kas uyarılınca SR'de depolanan kalsiyum salınır, bu da kasın kasılmasına neden olur.
ENDOPLAZMİK RETİKULUM
HÜCRESEL TAŞINIM VE SİNDİRİM
ENDOPLAZMİK RETİKULUM
GOLGİ AYGITI
LİZOZOMLAR
GOLGİ KOMPLEKSİ
• İlk kez 1898 yılında, Camillo Golgi adlı araştırmacı tarafından tanımlanmış ve bu nedenle bulan kişinin adıyla anılmıştır.
Camillo Golgi
GOLGİ AYGITI
GOLGİ AYGITI
• Golgi organeli;
-Hücre tarafından sentezlenen ürünlerin translasyon sonrasında değişimlerini gerçekleştiren,
-onları paketleyerek gidecekleri yerlere ulaşmalarını sağlayan
karışık yapılı bir organeldir.
• Golgi, üzerinde herhangi bir granül taşımayan düz zarla kaplı 3 farklı alt birimden oluşur.
• Birinci ve en belirgin kısım, 3-10 adet hafif kıvrılmış yassı keseciklerden oluşan bölümdür.
• İkinci kısım, bu yassı keseciklerin etrafındaki bir çok küçük salgı granülleridir.
• Üçüncüsü ise genellikle bir tarafında bulunan birkaç adet vakuoldür.
GOLGİ AYGITI
GOLGİ AYGITI
• Bu yapılar, golgide az ya da çok sayıda bulunabilir.
• Boyları ve sayıları hücrenin tipine ve salgı aktivitesine göre değişir.
• Golginin oluşmasını sağlayan bu alt birimlere diktiyozom denir.
• Bir hücrede birden fazla diktiyozom varsa, o zaman bu yapıya Golgi Kompleksi adı verilir.
GOLGİ AYGITI
Eğimli konumda
bulunan yassı keselerin (sarnıçların) çekirdeğe bakan konveks yüzüne proksimal yüz (dış
yüz) ya da cis, diğer konkav yüzüne distal yüz (iç yüz) yada trans adı verilir.
GOLGİ AYGITI
• Granüllü endoplazmik retikulumdan kopan taşıyıcı veziküller, Golgi kompleksinin proksimal olan konveks yüzü ile kaynaşır. Kaynaşmanın olduğu bu yüze, şekillenme yüzü (forming face) adı verilir.
• Golgi kompleksi içinde işlemden geçirilmiş ve olgunlaştırılmış olan salgı vezikülleri ve yeni oluşan primer lizozomlar distal yüzden koparak ayrılırlar. Bu nedenle, bu yüze olgunlaşma yüzü (maturation face) adı verilir.
• 1. Çekirdek zarı
• 2. Por (gözenek)
• 3. Granüllü endoplazmik retikulum
• 4.Granülsüz endoplazmik retikulum
• 5. Ribozom
• 6. Makromoleküller
• 7. Taşınım araçları
• 8. Golgi aygıtı
• 9. Golginin cis tarafı
• 10. Golginin trans tarafı
• 11. Golginin sisternası
GOLGİ AYGITI
• Prokaryotlarda ve alyuvarlarda Golgi bulunmaz.
• Ökaryotların farklı çeşit hücrelerinde farklı büyüklükte olur.
Örneğin; sinir hücrelerinde, plazma hücrelerinde, bazı salgı bezi hücrelerinde ve bazı kan hücrelerinde büyük; kas, epidermis, lenfosit ve bazı tümör hücrelerinde küçüktür.
• Ayrıca genç hücrelerde büyük olan Golgi, yaşlı hücrelerde hücre etkinliğinin azalmasına paralel olarak küçülür.
Golgi kompleksi'nin bilinen görevleri
• 1- Salgının konsantre edilmesi, paketlenmesi ve salgılanması
• 2- Hücre zarı proteinlerinin ve glikokaliksin biyosentezi
• 3- Bazı proteinlerin sülfatlandırılması
• 4-Lizozom yapımının gerçekleştirilmesi
• 5- Lipoproteinlerin paketlenmesi
• 6- Ekzositozda
rol oynar.
GOLGİ AYGITI
HÜCRESEL TAŞINIM VE SİNDİRİM
ENDOPLAZMİK RETİKULUM GOLGİ AYGITI
LİZOZOMLAR
LİZOZOMLAR
• Memeli alyuvarları hariç tüm ökaryotik hücrelerde bulunan zarla çevrilmiş küçük kürecikler şeklindeki organellerdir.
• İçinde asit pH’da (~4,7) aktif olan hidrolitik enzimleri taşıdığından (yunanca lysis
“eriyik”, soma “vücut, tanecik”) bu isim verilmiştir.
• Esas işlevleri sitoplazma içi sindirim olan lizozomlar, özellikle makrofaj ve nötrofil lökosit gibi fagositik aktivitesi yüksek hücrelerde çok bol miktarda bulunur.
LİZOZOMLAR
• Hücrenin sindirim ve geri dönüşüm organeli olan lizozomlar sadece yıkılması gereken büyük moleküllerin parçalandığı yer değil, aynı zamanda bakteriler gibi davetsiz misafirlerin de etkisiz hale getirildiği son duraktır.
• Bitki hücrelerinde ise lizozomlar yerine vakuol denen yapılar bulunur. Her hücrede çok sayıda (ortalama 300 kadar) lizozom vardır.
• Lizozom diğer hücre içi organeller gibi bir zarla çevrelenmiştir.
Sitoplazma içinde koruma altındadır. Bu koruma kalkanı özellikle hücre için yaşamsal öneme sahiptir.
Çünkü, lizozomlar hücrenin tüm
bileşenlerini parçalayabilen enzimlerle
doludur.
LİZOZOMLAR
• Lizozom zarı hücre zarına benzer.
• Ancak zarın lipid (yağ) ve karbonhidrat (şeker) yapısında bazı farklılıklar vardır;
-iç kısmı özel karbonhidrat birimleriyle kaplı olduğu için asit ve enzimlerin olumsuz etkisinden korunur.
LİZOZOMLAR
Sindirim homeostazın bir parçasıdır…
• Sindirim, organizmanın olduğu kadar hücrenin de en temel işlevlerinden biridir.
• Sentez kadar yıkım da yaşamsal bir olaydır.
Hücre içi proteinlerin çoğu, hücrenin yaşam süresine göre daha kısa ömürlüdür.
LİZOZOMLAR
• Yanlış sentezlenen, normal işlevleri sırasında hasar gören ve görevleri tamamlanan proteinlerin yıkılması (temel yapıtaşlarına ayrıştırılması) gerekir.
• Bu proteinler genellikle lizozomlar yerine hücre içinde, özel protein yıkım birimleri olan ubikuitin proteozom sisteminde yıkılır.
• Hemoglobin gibi bazı proteinler ise hücrenin yaşamı boyunca yıkılmaz.
• Uzun ömürlü proteinler, zar proteinleri ve hücre dışı proteinler ise lizozomlarda yıkılır.
LİZOZOMLAR
• Yıkılacak materyaller özel paketler içinde lizozoma gönderilir. Bu paketlere vezikül denir.
• Veziküller zarla çevrili küçük baloncuklardır, özellikle hücre içi taşımada önemli işlevleri vardır. Yıkım için lizozomlarda özel bir ortam oluşturulmuştur.
• Lizozom 50’den fazla farklı enzim içerir. Bunlar, lizozomların büyük molekülleri parçalamak için kullandığı özel araçlardır, tıpkı bir kasabın kullandığı kesici aletler gibi.
LİZOZOMLAR
• Proteinleri parçalayan proteazlar, lipidleri parçalayan lipazlar ve fosfolipazlar, karbonhidratları parçalayan glikozidazlar ve daha pek çok enzim…
• Bunlara genel olarak asit hidrolazlar denir.
• Hepsinin ortak özelliği asidik ortamda makromolekülleri parçalayabilmeleridir.
LİZOZOMLAR
LİZOZOMLAR
• Lizozom enzimleri endoplazmik retikulumda sentezlendikten sonra golgi kompleksine gönderilir.
• Golgi kompleksinde proteinler gidecekleri yere göre paketlenir ve öyle gönderilir.
• Lizozom enzimleri de mannoz 6-fosfat adlı bileşik ile işaretlenir
• Lizozomlar kendi iç pH düzeylerini düşük tutabilmek için özel pompalar kullanır.
• Lizozom zarında bulunan bu pompalar sitoplazmadan lizozom içine proton
pompalayarak (hidrojen iyonu, H+) pH değerini düşük tutmaya çalışır.
• Kuşkusuz bunun bir bedeli de vardır. Bu bedel yüksek enerjili bir bileşik olan ATP harcanarak ödenir.
LİZOZOMLAR
• Yıkılacak maddeler öncelikle hücre içine alınmalıdır.
• Bu amaçla hücre zarının belirli bir kısmı hücreye alınacak maddeleri sararak cep şeklinde içe doğru tomurcuklanır.
• Sonraki aşamada bu yapı hücre zarından kopar ve endozom adı verilen bir keseciğe dönüşür. Bu olaya endositoz denir.
• Endozomların görevi, dışarıdan aldıkları maddeleri lizozomlara aktarmaktır.
• Endositozun FAGOSİTOZ ve PİNOSİTOZ olarak iki farklı çeşidi vardır.
Yıkım Nasıl Yapılır?..
LİZOZOMLAR
• Fagositoz: Büyük, katı moleküllerin hücre içine alınmasıdır.
• Pinositoz: İçinde çözünmüş büyük moleküllerle birlikte bir miktar sıvının hücre içine alınmasıdır. Pinositozla alınacak moleküller zara değdiğinde hücre zarında bir çöküntü oluşur. Bu çöküntüye pinositoz cebi adı verilir.
LİZOZOMLAR
LİZOZOMLAR
• Lizozomlar sadece endozomların ve fagozomların değil gerektiğinde hücre içi organellerin yıkımını da sağlar. Hücre içi organellerin yıkımı yani hücrenin kendini yemesi otofaji olarak bilinir.
• Otofaji kendi kendini (auto) yeme (phagy) anlamına gelen bir sözcüktür.
• Organizmanın bütünlüğü ve sağlığı için vazgeçilmez bir işlevdir.
• Hücre içi organellerin ve büyük moleküllerin lizozomlarda parçalanmasını sağlayan bir mekanizmadır.
LİZOZOMLAR
Lizozom Bunları Niye Yaptı?
• Lizozomlarda makromoleküllerin yıkımıyla elde edilen temel yapıtaşları sitoplazmaya geçerek hücrede yeni moleküllerin sentezinde kullanılır.
• Bu açıdan bakıldığında lizozomlar sadece yıkımı gerçekleştiren organeller değil aynı zamanda çok etkili birer geri dönüşüm ünitesidir.
LİZOZOMLAR
