Hücre zarı bir duvar değil, kontrollü bir kapı. Kime izin verdiğine kendisi karar veriyor, hücreye kimlik kazandırıyor ve sürekli hareket hâlinde. Bu ünitede zarın yapısını moleküllerine kadar açıp çekirdeğe kadar iniyoruz.
Günümüzde hücre zarının yapısı akıcı-mozaik zar modeli ile açıklanır. 1972 yılında Seymour Jonathan Singer ve Garth L. Nicolson tarafından önerilen akıcı-mozaik zar modeline göre hücre zarı protein, lipit ve karbonhidrat moleküllerinden oluşmaktadır.
Organ nakli reddi, kan grubu uyuşmazlığı ve bağışıklık sisteminin mikrobu tanıması — üçünün de kaynağı zar yüzeyindeki glikoprotein ve glikolipitler. Bağışıklık hücresi bir hücreyle karşılaştığında ilk yaptığı şey yüzeyindeki bu molekülleri okumak: "benden mi, yabancı mı?" Cevap yabancıysa saldırıyor.
Baş kısmı suyu sever (hidrofilik): hücre içi ve dışındaki sıvı
çözeltilere dönük olacak şekilde zara yerleşir, çözeltilerle temas hâlindedir ve suda çözünür.
Kuyruk kısmı suyu sevmez (hidrofobik): sudan uzak olacak şekilde
zarın iç kısmında bulunur ve suda çözünmez.
Karbonhidratlar, zarda protein ve lipitlere bağlı olarak bulunur. Hücre zarının dışa bakan yüzeyinde proteinlere bağlanarak glikoproteinleri, lipitlere bağlanarak ise glikolipitleri oluşturur.
DİKKAT: Glikoproteinler ve glikolipitler uyarıları algılayan reseptör olarak görev yapar. Hücrelerin birbirini tanımasını sağlar. Hücre zarının seçici geçirgenliğini denetler. Bu moleküller her hücrede farklı miktar ve dağılımda bulunarak hücrenin özgüllüğünü sağlar, ayrıca kimliğini belirler ve hücreye antijenik özellik kazandırır.
Hücre zarını oluşturan iki sıralı fosfolipit tabaka; Golgi, lizozom, mitokondri ve kloroplast gibi organellerin zar yapısını da oluşturur.
Bitki, alg ve mantar hücreleri ile prokaryot canlıların hücre zarının dış kısmında hücre duvarı denilen yapı vardır.
Bakterilerde peptidoglikan, arkelerde pseudopeptidoglikan; bitkilerde ağırlıklı olarak selüloz; alg ve mantarlarda ise kitinden yapılmıştır.
KRİTİK BİLGİ: Bitki hücreleri yaşlandıkça hücre duvarları kalınlaşır.
Hücre duvarı tam geçirgendir — üzerindeki geçitlerden her şey geçebilir, ayrım yapmaz. Asıl seçimi bir alttaki hücre zarı yapar; o seçici-geçirgendir. Yani duvar kapıdaki demir parmaklık, zar ise kimin gireceğine karar veren görevli. Ahşabın sağlamlığı da odundaki kalınlaşmış selüloz duvarlardan geliyor.
Suyun yanı sıra proteinler, yağlar, karbonhidratlar, enzimler, hormonlar, vitaminler, mineraller, tuzlar, gazlar, boşaltım atıkları, ATP, nükleotitler ve RNA'lar bulunur.
DİKKAT: Sitoplazmanın hareketli olması hücre içinin homojen olmasını sağlar.
HATIRLAYALIM: Prokaryot hücrelerde metabolik olaylar genellikle sitoplazmadaki serbest enzimlerle; ökaryot hücrelerde ise bir kısmı serbest enzimlerle, bir kısmı da organellerle gerçekleştirilir.
KRİTİK BİLGİ: Hücre bölünmesi sırasında çekirdek bölünür ancak sitoplazma bölünmez ise hücre çok çekirdekli olur.
KRİTİK BİLGİ: Çekirdek zarı üzerindeki porlar, hücre zarındaki porlardan daha büyüktür ve bu porlar mRNA, protein, DNA üzerinden üretilen RNA'lar ve ATP gibi büyük moleküllerin sitoplazmaya geçmesini sağlar.
Ökaryot hücrelerde çekirdekte DNA'nın özel proteinlere sarılı hâline kromatin adı verilir.
Kalıtsal bilginin depolanıp aktarılması, büyüme, onarım, hücre bölünmesinin kontrolüdür.
Çekirdeği olmayan hücreler bölünemeyeceğinden uzun süre yaşayamaz ve ölür. Örneğin, insanın alyuvarları çekirdeğini kaybettikten sonra 120 gün kadar yaşarken, çekirdeğe sahip sinir hücreleri yıllarca yaşayabilir.
28 sorudan oluşan bu test ile "Hücre Zarı, Hücre Duvarı, Sitoplazma, Çekirdek" ünitesini ne kadar kavradığını gör.
1972'de Singer ve Nicolson tarafından önerilmiştir; hücre zarı protein, lipit ve karbonhidrat moleküllerinden oluşur. Zar seçici-geçirgendir, sürekli hareket hâlinde ve akıcıdır, esnektir, ince ve yarı saydamdır, dinamiktir.
Hücreyi dış çevreden ayırır, şekil ve bütünlük verir, kontrollü madde alışverişi ile uyarıların iletimini sağlar. Glikolipit ve glikoproteinler hücreye kimlik kazandırır; reseptörler sayesinde hücreleri ve mikroorganizmaları tanır, besin, hormon ve ilaçlara cevap verir.
Çift katlı fosfolipit tabakası; arasında gömülü proteinler; fosfolipit ya da proteinlere bağlı karbonhidratlar. Fosfolipitin baş kısmı hidrofilik (suyu sever, suda çözünür), kuyruk kısmı hidrofobiktir (sudan uzak, zarın iç kısmında). Hayvan hücre zarlarında bir steroit olan kolesterol bulunur; dayanıklılık, akışkanlık, geçirgenlik ve esneklik sağlar.
Proteinler zarı boydan boya katederek kanal proteinlerini oluşturur; açıklıklarına por denir. Porlar madde alışverişini sağlar ve sitoplazmanın homeostazisini düzenler. Karbonhidratlar dışa bakan yüzeyde proteinlere bağlanarak glikoprotein, lipitlere bağlanarak glikolipit oluşturur; reseptör görevi görür ve hücreye antijenik özellik kazandırır.
Bitki, alg, mantar ve prokaryotlarda bulunur; bakteride peptidoglikan, arkede pseudopeptidoglikan, bitkide selüloz, alg ve mantarda kitindendir. Kalın, dayanıklı, cansız ve geçitleri sayesinde tam geçirgendir. Sitoplazma yarı akışkandır, %70-90'ı sudur, organelleri ve hücre iskeletini içerir, sürekli hareket hâlindedir ve bu hareket hücre içinin homojen olmasını sağlar.
Yönetim ve kalıtım merkezidir; çekirdek zarı, çekirdek sıvısı, çekirdekçik ve kromatin olmak üzere dört kısımdan oluşur. Çekirdek zarı ER tarafından oluşturulur, çift katlıdır, dış zarında ribozom vardır, bölünmede kaybolup yeniden oluşur; porları hücre zarındakilerden büyüktür. Çekirdekçik zarsızdır ve rRNA ile ribozomun üretim yeridir. Olgun alyuvarda çekirdek yoktur; çekirdeksiz hücreler bölünemediğinden uzun yaşayamaz.