Hücre Zarının Moleküler Yapısı
Hücre zarının moleküler yapısı hakkında bilgiler, kimyasal analizlerden, yaşayan hücrelerin yüzey gerilimi, elektrik ve geçirgenlik özellikleri gibi farklı fizikokimyasal özelliklerinden, antijenik özelliklerinden, polarizasyon, X-ışını difraksiyonu ve elektron mikroskobu gözlemlerinden elde edilmiştir.
Elektron mikroskobuyla yapılan çalışmalarda, hücre zarlarının ortada açık renk bir tabakayla ayrılan iki koyu tabaka olmak üzere üç tabakalı bir yapı olduğu gösterilmiştir.
Bu yapı, Danielli-Davson ve Robertson tarafından bildirilen modellere uygundur. Bu modelde, fosfolipit tabakalarının hidrofilik başları zarın yüzeyine doğru, hidrofobik kuyrukları ise, içe doğru sıralanır, proteinler zarın hem iç, hem dış yüzeyinde mozaik şekilde dağılırlar ve devamlı bir tabaka meydana getirmezler. Akışkan zar modelinde zar hareketsiz değildir, birbirine zayıf bağlarla bağlı olan bireysel lipit molekülleri lateral olarak hareket edebilirler. Buna göre, herhangi bir molekül belli bir zamanda belli bir pozisyonda bulunurken, birkaç saat sonra tamamen farklı bir pozisyonda bulunabilir. Lipitlerin hareketi en fazla kolesterol içermeyen zarlarda görülür. Proteinler de belli sınırlar içinde lateral olarak hareket edebilirler. Fakat proteinlerin hareketi lipitlerinkinden daha azdır. Lipit yapraklarını baştan başa kat eden, iki yüze de açılan zar proteinleri şekillerine göre kabaca ikiye ayrılır. Bunlar; çubuk şeklinde ve küre şeklinde zar proteinleridir. Bu proteinler hücre dışı moleküller olarak reseptör görevinde ve bağışıklık sisteminde yabancı maddeleri tanımada rol oynarlar.
Hücre zarında bulunan zar proteinleri; yağ tabakasının her iki yüzünde olan ekstrinsik proteinler, yağ tabakasının içine gömülmüş olanlar ise; intrinsik proteinler olarak bilinir. İntrinsik proteinler, karanlıkta 1/3’ü oranında, aydınlıkta ise, ½’si oranında zar içine gömülüdür. Ekstrinsik proteinler sulu ortamla temas halinde bulundukları için, hidrofilik aminoasitleri, intrinsik proteinler ise bir tarafları yağ tabakasına gömülü olduğu için bu kısımlarına hidrofobik aminoasitleri, sulu ortamla temas halinde olan diğer taraflarında ise, hidrofilik aminoasitleri taşırlar.
Hücre zarında, çekirdek zarında bulunan porlar bulunmaz. Hücreye giren besinleri ve hücreden çıkan atık maddeleri; zar geçirgenliği, üç tabakalı moleküler diziliş ve özellikle proteinden oluşmuş almaçlar (reseptör) ile elektriksel yükün de önemi olduğu düşünülmektedir. Bir hücre zarından zardan her türlü madde geçebiliyorsa bunlara geçirgen (permeabl), hiçbir maddeyi geçirmiyorsa geçirgen olmayan (impermeabl) ya da geçirimsiz, bazılarını geçiriyor ve bazılarını geçirmiyorsa da seçici geçirgen (semipermeabl) hücre zarı denir.
Tekhücreli bir canlıdaki hücre zarında bir yara oluşursa, bu yara yeni bir zarla hemen kapatılır, bu yeni zara plazmalemma denir.
Yan yana duran iki hücrenin sitoplazma zarları arasında 150-200 Å (angstrom) genişliğinde
hücrelerarası bir alan vardır. Bu alan, hücreleri birbirine yapıştıran bir madde ile doludur. Hücre zarı girintili çıkıntılıdır. Bu yapı hücreler arasında adezyonu ve aynı zamanda hücreler arasındaki dokunma yüzeyini artırır.
Plazma zarının sitoplazmaya bakan yüzünde zar elemanları bulundukları noktalara demirleyen sitoiskelet elemanları yer alır. Sitoiskeleti oluşturan elemanlar şunlardır:
- Mikrofilamenteler
- Kalın filamentler
- Mikrotübüller
Mikrofilamentler ve mikrotübüller reseptörlerin kontrolünde iş görürler. Mikrofilamentler kasılarak reseptörlerin hareketini idare ederler. Mikrotübüller ise, demirleme elemanlarıdır. Reseptörleri tutarlar veya serbest bırakırlar.
