Hücre Zarları Nasıl Sentezlenir?

Hücrede, hücreyi dış ortamdan ayıran kendi dış zarına ek olarak, organellerin (hücrenin içerisinde farklı görevleri olan yapılar) çevresi de zarlarla çevrilidir. Organellerin çevresindeki zarların toplamına endomembran sistem denir. Endomembran sistem ilk defa 1800’lü yılların sonlarında Camillo Golgi tarafından keşfedildi. Golgi, hücre içerisindeki zarların birbirleriyle bağlantılı olduğunu düşündü. Fakat mikroskobik görüntülemede ve biyokimyasal çalışmalarda meydana gelen ilerlemeler, hücre içerisindeki zarların hepsinin birbirinden ayrı olduğunu ve farklı işlevleri olduğunu gösterdi. Bu zarlar özel bir transport sistemiyle molekülleri kendi aralarında değiş tokuş ederler.

Günümüzde, endomembran sistemin; endoplazmik retikulum, golgi aygıtı ve lizozom adındaki hücre organellerini içerdiği bilinmektedir. Endomembran sistem içerisindeki organeller birbirleriyle, vesikül adı verilen çevresi zar ile çevrili küçük keseler aracılığıyla madde alışverişi yapar. Vesiküller ayrıca, hücre zarıyla da etkileşime girer.

Zarlar ve onun yapıtaşı olan proteinler endoplazmik retikulumda (ER) şekil alırlar. Hücrede ribozom isimli organelde sentezlenen proteinler ER’a yapılarındaki daha ileri düzeyde değişikliklerin olması için gelirler. Ayrıca ER, zarların yapısında bulunan lipitlerin (yağ) senteziyle ilişkili enzimleri de içerir ve lipitler ER’da sentezlendikten sonra organelin kendi zarına yerleştirilir. Benzer şekilde transmembran proteinler (zarı boylu boyunca geçen proteinler) de sentezlenirken ER’nin kendi zarına entegre olurlar. ER zarındaki gelecek zar proteinleri bir çeşit amino asit dizisi olan bir sinyal dizisiyle işaretlenirler. Bu sinyal dizilerinin işlevi işaretlediği molekülün gideceği yeri belirlemektir. ER zarına yerleşen moleküller, ER zarından koparak vesikül yapısını oluştururlar ve gidecekleri yere yönlenirler. Gittikleri yerdeki zar yapısına katılırlar. Böylece yeni zar sentezi gerçekleşmiş olur.

Hücrenin dışarıya salgılacağı proteinler için de benzer süreç geçerlidir. Hücre tarafından ribozomda sentezlenen protein, sentezlendikten sonra ER’a yollanır. ER’da vesikül içerisine paketlenir ve vesikül hücre zarına gelir. Vesikülün zarı hücre zarına entegre olur ve vesikülün içeriği hücrenin dışına boşalır. İnsan insülüni ve eritropoietin de bu tarz vesiküller yoluyla hücre dışına salgılanan proteinlerdendir.

Zar lipitleri ve proteinleri endoplazmik retikulumda sentezlenir. Sentezlenen bu moleküller en son varış noktalarına vesiküller yoluyla ulaşırlar. Kargo taşıyan vesiküller birleşeceği diğer zara mikrotübüller adı verilen uzun protein yapılar aracılığıyla seyahat eder. ER’den yola çıkan vesiküller Golgi aygıtına gelir ve oradan lizozoma ya da hücre zarına gelir. ER’da sentezlenen proteinlerinin amino asit dizisinin bir kısmı proteinin nereye gideceğinin belirtildiği bir sinyal görevi görür.

Çözünebilir proteinler vesikülün içerindeki lümende taşınır. Lizozoma giden proteinler ise lizozomun içeriğine katılır. Hücrenin dışına sentezlenecek proteinlerin vesikülü lizozom yerine hücre zarına gelir.

Proteinler üzerinde daha ileri düzeyde işlemlerin gerektiği durumda proteinler, ER’dan vesiküller yoluyla golgi aygıtına gelir. Buradaki reaksiyonlar, proteinlere karbonhidrat gruplarının eklenmesi ve proteinlerin salgılanmasıdır. Proteinlere eklenen karbonhidratlar karmaşık yapılıdır ve sentezleri çok sayıda aşama gerektirir.

Elektron mikroskobunda golgi aygıtı basık bir kese gibi görünür. ER’den çıkan vesküller en yakın Golgi zarıyla birleşir. Golgi’nin bu kısmı cis-Golgi adını alır. Golgi’den ayrılacak moleküllerin vesikül içerisinde Golgi aygıtından ayrıldığı kısım trans-Golgi olarak adlandırılır. Golgi’nin içerisinde bulunan çeşitli enzimler her bir bölmede farklı reaksiyonları katalizlerler. Golgi’den sonra vesikül lizozoma, depo vesiküllerine ya da plazma zarına yönlenir.

Lizozomlar içerisinde çok güçlü parçalayıcı enzimler içerir ve lizozoma gelen makromolekülleri yapıtaşlarına ayırır. Proteinleri, nükleik asitleri, lipitleri ve kompleks karbonhidratları parçalayan hidrolaz isimli bir enzim içerir. Hücrenin içerisinde sürekli olarak moleküllerin parçalanması ve yeni moleküllerin sentezlenmesi reaksiyonları olur. Lizozomlar da parçalanması gereken molekülleri yapıtaşlarına ayırır, bu yapıtaşlarında ise yeni moleküller ve zarlar sentezlenir. Bu yolla lizozomlar hücrede geri dönüşümü sağlar. Lizozomun iç kısmı, sitoplazmadan daha asidiktir. Çünkü lizozomdaki enzimler asidik ortamda çalışabilir. Enzimler lizozomun zarı tarafından bu organele hapsolmuştur ve bu enzimler lizozomun zarından dışarı sızarsa bütün hücrenin içeriğini sindirebilecek güçtedir. Bitkilerde ve mantarlarda lizozomlar, asidik vakuoller olarak adlandırılır.

Trans golgiden türevlenen vesiküllerin birleşmesiyle lizozomlar oluşur. Lizozomların içeriğindeki parçalayıcı yapıdaki enzimler de ER’de üretilir ve Golgi aygıtında bazı işlemlerden geçtikten sonra lizozoma ulaşır.

Özetle; lizozom, ER ve Golgi aygıtı endomembran sisteminin üyeleridir. Bu sistemin üyeleri arasında zarların ve salgılanacak proteinlerin sentezinin yapılabilmesi için vesiküller aracılığıyla madde alışverişi olur. Sentezlenen proteinler ise, gidecekleri yeri belirleyen amino asit dizisi yapısında sinyal dizileri içerir.

Kaynakça:
https://www.nature.com/scitable/topicpage/endoplasmic-reticulum-golgi-apparatus-and-lysosomes-14053361

Yazar: Ayça Olcay

Yorum Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This div height required for enabling the sticky sidebar
Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views : Ad Clicks : Ad Views :