12 Aralık 2010 Pazar

hücre biyokimyası;DNA,RNA,ribozom,koful,golgi,endoplazmik retikulum,mitokondri,glikoprotein,sitozol,mitoz,amitoz

HÜCRENIN BIYOKIMYASI
Tüm canlilar, küçük birimlerden ya da hücrelerden olusmustur. Ökaryotik canlilarda hassas bir membran ile çevrili ve bir nukleus
içeren proplazmik kitleye hücre denir. Ökaryotlarda hücreler benzer alt birimler içerirler. Hücre membrani, nukleus, hücresel
organeller ve sitosol tüm ökaryotlarda bulunur.
Hücre Alt Birimlerinin Moleküler Yapilari ve Islevleri:
Hücre Membrani: Hücrelerin içi ve disi arasinda bazi bilesenlerin geçisine olanak saglayan yari geçirgen özellikteki bir bariyerdir.
Tüm hücrelerin membranlari proteinler, lipidler ve karbohidratlardan olusur (Sekil 1). Hücre türüne ve fonksiyonuna göre
degisiklik göstermelerine karsin hücre membraninda,
% 50-60 oraninda protein
% 40-80 oraninda lipid
% 5 oraninda karbohidrat bulunur
çiiÖÖçsiÜüBimoleküler lipid tabakasindaki lipidlerin özellikleri incelendiginde bu lipidlerin polar bir hidrofil uç ve non-polar bir hidrofob
uçtan meydana geldikleri görülür. Hücre membrani yapisinda yer alan lipidler, fosfolipidleri, nötral lipidleri ve glikolipidleri
içerir. Fosfolipidler (sfingomyelin, fosfatidil kolin, fosfatidil inositol, fosfatidil etanolamin) plazma lipidlerinin % 62’sini
içerir. Fosfogliseridler, gliserol, 2 yag asidi ve bir fosforik asitten olusur. Yag asitleri gliserolun hidroksil gruplarinin her ikisine
ester köprüleri ile baglidir. Gliserolün üçüncü hidroksil grubu fosforik asit ile esterlenir. Hidrofobik bas kismin yapisinda kolin,
etanolamin, serin ya da inositol olabilir. hidrofobik kuyruk kisminda ise yag asitleri bulunur. sfingolipidlerde ise hidrofilik bas fosforik
asit ve kolinden, hidrofobik kuyruk sfingozin ve yag asidinden olusur. Hem hidrofilik hem de hidrofobik gruplar içerdigi için
fosfolipidler amfipatik özellik gösterirler. Bu amfipatik özellikleri dolayisiyla fosfolipidler hem sulu hem de sulu olmayan fazlarin
her ikisiyle de reaksiyona girebilir ve böylece hücre ile onun çevresi arasinda bir bag olusturmaya hizmet eder. Fosfolipidlerin en
önemli görevi yari geçirgen membran yapisini olusturmaktir.
Glikolipidler, molekülün basinda bir polar hidrofilik karbohidrat molekülüne sahip oluslari ile ayirt edilirler. Bu karbohidrat
molekülleri genellikle D-glukoz ya da D-galaktoz’dur. Bu bilesiklerin iki önemli örneginden biri olan serebrozidler, özellikle
sinir dokusunun myelin kilifinda yer alirlar. Gangliosidler ise sinir hücrelerinin plazma membraninin dis kisminda bulunurlar ve
bagisiklik reaksiyonlarinda rol alirlar. Gangliosidlerde polar bas grubu olarak bir monosakkarit kalintisi yerine bir polisakkarit
kalintisi yer alir. Serebrozidlerde ise bas grubunda galaktoz yer alir. Her iki glikolipidin hidrofobik kuyrugu seramid yapisi (yag asidi ile birlikte sfingozin zinciri) içerir.
Nötral lipidlerden olan kolesterolün diger lipidlere oranla farkli olarak dört halkadan olusan bir yapi gösterirler. Steroller serbest
alkoller veya uzun zincirli yag asidi esterleri seklinde olusan steroidlerdir. En yaygin steroid, kolesteroldür. Kolesterol, yag
asitlerinin doymamislik derecesi ile birlikte membran akiskanligini ve esnekligini etkiler.
Hücre membranindaki lipidlerMembran LipidleriHidrofobik BirimHidrofilik Birim FosfogliseridlerYag asidi zinciriFosforil alkol (gliserol) + Kolin, etanolamin, serin, inositolSfingomyelinSfingozin + Yag asidi zinciri (seramid)Fosforil kolinGlikolipidSfingozin + Yag asidi zinciri (seramid)Bir ya da daha fazla sekerKolesterolOH grubu3. C atomundaki OH grubu disinda kalan tüm molekülHücre membranlarinda yer alan proteinler membranin bir yüzü ile iliskide (periferik) ya da iki yüzü ile iliskide (integral) olabilir.
Membran proteinlerinin yapisal, katalitik, tasima, reseptör, enerji nakli gibi çesitli görevleri vardir.
Karbohidratlar, membranda oligosakkaritler seklinde proteinlere kovalent olarak baglanarak glikoproteinleri, sfingolipidlerle
birleserek glikolipidleri olustururlar. Plazma membranlarinin bu kismina Glikokaliks adi verilir.Oligosakkaritler disinda heksozlar
(glukoz, galaktoz, mannoz, fukoz), pentozlar (arabinoz ve ksiloz) ve türev sekerler (glikozamin, galatozamin ve sialik asit)
membran yapisinda yer alir. Karbohidratlar, hücreler arasi tanima olaylarinda antijenik bilesenler olarak görev yapar. Eritrositlerin
yüzeyinde bulunan kan grubu (A, B ve 0) antijenleri birer karbohidrat yapisi tasimaktadir.
Membranin Görevleri:
- Çesitli çift yönlü tasima olaylarinda rol alirlar. Örnegin kas hücreleri emilim sonrasinda plazmadan amino asitleri alirken
açlikta ise plazmaya amino asitleri verirler. Bu çift yönlü mekanizma insülin gibi hormonlar ile kontrol edilir.
- Yari geçirgen bir bariyer oldugu için hücreye gerekli metabolitleri alirken istenmeyen bilesikleri de hücre disina birakir.
- Glikoproteinleri ve glikolipidleri araciligi ile diger hücrelerle iletisim kurulmasina ve hücrelerin birbirleri ile etkilesmesine
olanak saglar. Böylece hücreler bir doku organizasyonu saglamis olur.
- Hücre membrani hormonlar gibi bazi hücre disi sinyalleri tanir. Insülin gibi bir çok hormonun hücre membraninda reseptör
proteini bulunmaktadir. Reseptör protein kendisine özgü hormonu tanir ve hücre içine sinyal gönderir.
- Bagisiklik sistemi hücrelerin membranlarinda yer alan yabanci bileseni taniyan reseptörleri ile vücudun savunmasinda rol alir.
- Eritrositlerin membranlarindaki karbohidrat antijenleri kisinin kan grubu özelligini belirler.
Sitosol: Hücrenin tüm iç ortamini dolduran ve total hücre hacminin % 50-60 kadarini olusturan sitosol, tüm hücresel organeller ile
iliskili oldugu için metabolitlerin organeller arasinda tasinmasinda önemli bir araçtir. Sitosol, hücre seklinin olusumunda ve
motilitesinde önemli olan yüksek viskositeli bir jel özelligi tasir. Hücre iskeletini olusturan sitosol, mikrotübül ve mikrofilament adi
verilen iplikçiklerden olusmus bir ag yapisi gösterir. Çesitli enzimler, proteinler, metabolitler ve inorganik bilesikler içeren
sitosolde, karbohidrat, amino asit, yag asidi ve nukleotid metabolizmasinin önemli basamaklari gerçeklesir.
Lizozomlar: Bazi hücre ve dokularda digerlerine göre çok fazla sayida bulunan lizozomlar, primer, sekonder ve tersiyer bir yasam
döngüsü gösterir. Organizmanin hastaliklarla savas mekanizmalarinda makrofajlardaki lizozomlarin önemli rolleri
bulunmaktadir. Genellikle C-O, C-N veya C-C gibi kovalent baglari hidrolize eden hizozomal enzimler, hidrolitik enzimler ya da
hidrolazlar olarak adlandirilirlar. Bu enzimlerin pH degeri asit bölgede (pH 4.0-5.0) yer alir. Lizozomlarin dokularda çesitli görevleri
vardir. Tüm dokularda lizozomlar otolitik görev yapar. Ölen hücrelerde (glikoliz sirasinda meydana gelen pürivik asidin O2
yetersizligi sonucu laktik aside dönüsmesi ile) olusan asit ortamda aktive olan lizozom membrani, içerdigi enzimleri sitosole verir.
Hücrenin tüm alt birimlerinin sindirilerek dolasima verilmesi ile fonksiyonunu yitiren ya da ölen hücre ortadan kaldirilir. Dalak ve timus
gibi lenfoid dokularda makrofajlar yabanci proteinler ile dolasimdaki diger yabanci artik maddeleri, yipranan organizma hücrelerini,
dalakta hasarli veya yaslanmis eritrositleri lizozomlar yardimiyla parçalayarak ortadan kaldirirlar. Lizozomlar merkezi sinir
sistemi hücrelerinde hasarli proteinlerin ve organellerin ortadan kaldirilmasinda, kemiklerde hücrelerin yeniden sekillenmesinde
görev yapmaktadir. Lizozomlar bazi patolojik olaylara neden olabilir: Artritte eklemlerdeki hasar özellikle katepsin ve hyaluronidaz
gibi lizozomal enzimlerden kaynaklanir. Glikojen depo hastaligi, Hurler sendromu gibi genetik anomalilerde lizozomal enzimlerde bir
defekt vardir.
Mitokondriler: Çogu kez sosis ya da küre seklinde olan ve kendine ait DNA içeren mitokondriler bir dis membranla
çevrilmislerdir. Iç membran ise mitokndri içine krista adi verilen uzantilar seklinde girerek iç boslugu bölümlere ayirir
Iç membranda kolesterol hiç bulunmaz, bunun yerine kardiolipin (difosfatidil gliserol) bulunur. Mitokondrilerin dis
ve iç membranlari ile membranlar arasi bosluk ve matrikslerinde özel islevleri olan enzim sistemleri bulunur. Dis membran küçük
moleküller için geçirgendir ve transferazlar, fosfatazlar ve fosfolipazlar gibi enzimleri içerir. Membranlar arasi boslukta adenilat
kinaz, nukleozit monofosfat kinaz ve nukleozid difosfat kinazlar ve kreatin kinaz gibi daha çok nukleotid metabolizmasi ile ilgili
enzimler yer alir. Metabolitlerin giris ve çikisinin düzenlendigi tasima sistemlerinin bulundugu iç membranin kivrimlarinda elektron
tasima zinciri ve oksidatif fosforilasyon enzimleri yer alir. Matriks, trikarboksilik asit döngüsü, yag asitlerinin b oksidasyonu,
mitokondriyal DNA replikasyonu ve mitokondriyal proteinlerin biyosentezinde rol alan enzimleri tasir. Mitokondrilerin biyokimyasal
açidan önemli görevleri vardir:
- Sitrat döngüsünde NADH gibi indirgen esdegerler üretimi
- b oksidasyon ile asetil CoA, indirgenmis flavoproteinler ve NADH eldesi
- Elektron tasinimi ile NADH yükseltgenmesi ve buna bagli olarak ATP sentezi
- Ca++ gibi katyonlarin biriktirilmesi
çiiÖÖçsiÜüEndoplazmik Retikulum: Hücre içindeki membranlar toplulugudur. Hücre membrani ile nukleus membrani arasinda madde geçisi
saglar. Çesitli salgi proteinlerinin, enzimlerin, lipidlerin ve steroid hormonlarin sentezi ile iliskilidir. Proteinlere karbohidrat
eklenmesi (glikozilasyon) endoplazmik retikulum lümenlerinde gerçeklesir. Iki tip endoplazmik retikulum (ER) vardir: Granüllü
ER (ribozom bagli ER) protein sentezleyen hücrelerde çok, Düz-granülsüz ER (ribozom bagli olmayan ER) lipiit sentezleyen
hücrelerde çoktur. ER zarinin moleküler organizasyonu hücre zarina benzer, en çok fosfolipidler bulunur. Membran fosfolipidlerinde
en çok doymamis yag asitleri (linoleik asit, arasidonik asit ...) bulunur. Bu bilesenler, membran yapisal seklinin düzgünlügü ve
membrana bagli enzimlerin etkin çalismasi açisindan önemlidir.
Golgi Apereyi: Granülsüz endoplazmik retikulum zarlar toplulugudur. Salgilarin ve endoplazmik retikulumda
sentezlenmis makromoleküllerin paketlenmesi ve olgunlasmasinda rol oynar. Polisakkarit olusturmak için sekerleri katalize eden
glikozil transferaz enzimi Golgi’de boldur. Endoplazmik retikulumda baslayan proteinlere karbohidrat eklenmesi Golgi’de son
bulur. Golgi’de meydana gelen glikozilasyonda oksijene bagli oligosakkaritler eklenir. Oksijene bagli oligosakkaritler proteinde
serin, treonin veya tirozin amino asitlerine ait kalintilarin yan zincirlerinde OH gruplarina kovalent olarak baglanirlar.
Salgi glikoproteinlerinin paketlenmesi, GER’de sentezlenen proteinlerin islenmesi, bazi polisakkarit ve glikoproteinlerin
sentezlenmesi ve hücre membrani için yeni zar elemanlarinin olusturulmasi Golgi’nin görevleri arasindadir.
Ribozomlar: Ribozomal RNA ile protein içeren küçük ribonukleoproteinlerdir. Hücrelerde protein sentezinin yapildigi yerlerdir.
Çekirdek: Ökaryotik hücrelerin kontrol merkzidir. Çift zarla çevrili bir yapi olup içerisinde DNA, RNA, lipidler ve proteinler bulunur.
DNA, kromozomlarin yapisinda, RNA ise nukleoplazma ve çekirdekçikte bulunur.Lipidler (çogunlukla fosfolipidler) çekirdek
kilifinin yapisinda yer alir. Proteinler, histonlar ve protamin gibi yapilar DNA ile birleserek kromatini olustururlar.
Çekirdekçik, nukleoplazma ile sarili, fakat bir zarla ayrilmamis, ribozomal RNA’larin sentezlendigi, öncü ribozom alt birimlerinin bir
araya geldigi yerdir.

Hiç yorum yok:

Yorum Gönder