HÜCRE ORGANİZMA VE METABOLİZMA (HÜCRENİN KEŞFİ VE HÜCRE ZARI) Konu süresi: 4 Ders saati

Hedefler Hücrenin keşif çalışmalarını öğrenmek. Günümüzdeki Hücre çalışmalarını açıklamak. Hücre zarının yapısını anlamak. Hücre zarındaki madde geçişmelerini kavramak.

Temel kavram Mikroskobun keşfi sayesinde hücrenin yapısı aydınlatılmıştır.

Kavramlar Difüzyon Ozmoz Aktif taşıma Pinositoz Fagositoz Plazmoliz Deplazmoliz Turgor

İnsan vücudu yaklaşık 10 trilyon hücreden meydana gelir. İnsan vücudundaki 200 farklı hücre çeşidi tek bir hücreden meydana gelmiştir.

Ünlü fizikçi Stephan Hawking motor nöron hastalığından müzdariptir. Bu hastalıkta kas hücre zarlarında protein kanal bozukluğu vardır ve sinir hücrelerinden gelen uyarıları alamamaktadır böylece kaslar kasılma görevini yerine getirememektedir. Hücre zarında bulunan kanal proteinlerinin insan yaşamında ne kadar önemli olduğuna bu hastalık bir örnektir.

Hücre ilk olarak 1665 de Robert Hook tarafından keşfedilmiştir.

Hücre Görüşü Yaşayan bütün canlılar bir ya da birçok hücreden meydana gelmiştir. Yaşayan tüm canlıların temel ve organize olmuş yapı birimleridir. Hücreler kendilerinden bir önceki hücre tarafından oluşturulurlar.Genetik maddelerini (DNA) bir sonraki kuşağa bölünerek aktarırlar.

1 santimetre(cm)=10 metre(m) 1 milimetre(mm) = 10 m 1 mikrometre(um)=10 mm=10 m 1 nanometre(nm)=10 um=10 m -2 -3 -3 -6 -9 -3

Prokaryotlar Zarla çevrili çekirdek ve birçok organeli bulunmayan hücrelerdir.Örnek Bakteri ve arkeler.

Ökaryot Gelişmiş yapılı canlıların hücre yapılarıdır. Protist, Mantar,Bitki ve hayvan hücreleri bu yapıya örnektirler. Zarla çevrili çekirdek ve organelleri vardır.

Hücre zarı

Hücre zarının yapısı

Hücre zarının özellikleri Akıcı mozayik zar yapısında bir çift sıra fosfolipit ve protein moleküllerinden meydana gelmiştir. Hücre zarı seçici geçirgendir.Yağda çözünen moleküller (A,D,E,K vitaminleri , alkol,eter)daha kolay hücre zarından geçer. Nötr maddeler iyonlara göre daha kolay geçer.

Difüzyon 5 dakika sonra 10 dakika sonra Difüzyon maddelerin çok bulunduğu ortamdan az bulunduğu ortama doğru enerji harcanmaksızın kendiliğinden geçişmesi olayıdır. Pasif taşınma olarak adlandırılır.Cansız ortamlarda da gerçekleşir.Ortam sıcaklığı arttıkça difüzyon hızı artar.

Pastane ve Fırınlardan yayılan koku difüzyon olayına bir örnektir. Difüzyon ortamdaki madde yoğunluğu eşitleninceye kadar sürer.

Kolaylaştırılmış difüzyon Hücre zarından maddelerin taşıyıcı bir protein yardımıyla difüzyonuna kolaylaştırılmış difüzyon denir. Enerji harcanmaz. Glikoz, galaktoz ve birçok amino asit bu yolla difüzyona uğrar.

Difüzyon çeşitleri Kanal protein Taşıyıcı protein Hücre dışı Hücre zarı Yoğunluk farkı Hücre içi Kanal proteinler yardımıyla kolaylaştırılmış difüzyon Taşıyıcı proteinler yardımıyla kolaylaştırılmış difüzyon Suyun difüzyonu Suyun difüzyonunda ve kolaylaştırılmış difüzyon olayları enerji gerektirmeyen pasif taşımadır. Hücre zarında bulunan bazı proteinler maddelerin kendiliğinden taşınmasını sağlar.

Ozmoz Suyun en belirgin özelliği çok iyi bir çözücü olmasıdır.Su yarı geçirgen zarı geçebilirken şeker geçemez. Suyun şeker moleküllerinin yoğun olduğu ortama doğru hücre zarından yaptığı harekete ozmoz denir. Ozmoz pasif bir taşıma şeklidir.

İzotonik ortam Hücre içi ve hücre dışı çözünen madde yoğunluğu birbirine eşit olduğu durumlardaki ortama izotonik ortam denir. Böyle ortamlarda hücreler esas şekillerini korurlar ve su geçişleri birbirlerine eşittir.

Hipertonik ortam Bir hücre kendi iç ortamında çözünen madde miktarından daha yoğun bir ortama koyulursa(Hipertonik) hücre suyunu kaybederek büzülür.Bu olaya plazmoliz denir. Suyunu kaybetmiş bir hücrenin suyu emme kuvveti büyüktür.Bu kuvvet Ozmotik basınç olarak adlandırılır.

Hipotonik ortam Bir hücre kendi içindeki çözünen madde yoğunluğundan daha az yoğu bir ortama koyulursa(Hipotonik) hücre su alarak şişer.Bu olaya deplazmoliz denir.Suyun hücre zarına içten yaptığı basınca da Turgor basıncı adı verilir. Hayvan hücreleri hipotonik ortamlarda parçalanabilirken bitki hücrelerinde bulunan selüloz hücre duvarı bu basınca karşı koyabilir.

Aktif Taşıma Maddelerin az bulundukları ortamdan hücre tarafından enerji harcanarak çok bulundukları ortama doğru taşınmasına aktif taşıma denir. Hayvan hücrelerinde bulunan Sodyum potasyum pompası aktif taşımaya bir örnektir. Canlı hücreler hücre dışı iyonların yoğunluğu ile hücre içi iyonları yoğunluğu arasında bir fark oluşturur.Sinir hücreleri bu sayede impulsları iletirler.

Hücre dışında sodyum iyonu daha fazladır. Hücre içinde ise potasyum iyonu fazladır. Canlı bir hücre sodyumu dışarı atabilmek için enerji harcamalıdır.Çünkü dış ortamda daha fazladır. Taşıma proteinine başlangıçta üç sodyum bağlanır ve ATP enerjisi kullanılarak hücre dışına atılır.Daha sonra kanal proteinine hücre dışından iki potasyum bağlanır ve hücre içine alınırlar.

AKTİF TAŞIMA

Birlikte Taşınım Hücre dışına atılan sodyum iyonları hücre dışındaki glikozun hücre içine alınmasını sağlar.Bu olayı meydana getiren kanal proteini iki maddeyi de aynı anda taşıyabilir. Bu olay sırasında enerji harcanmaz. Glikozun hücre içine alınmasını sağlayan güç sodyumların hücre dışında fazla birikmesi ve kendili- ğinden bir difüzyon gücü oluşturmasıdır.

ENDOSİTOZ VE EKZOSİTOZ Hücre zarından geçemeyecek kadar büyük moleküllerin hücre içerisine alınmasına endositoz hücre dışarısına atılmasına ise ekzositoz denir. Endositoz iki yolla gerçekleşir.Büyük ve katı moleküllerin yalancı ayaklar yardımıyla sarılarak hücre içerisine alınmasına fagositoz denir. Büyük ve sıvı moleküllerin hücre zarında oluşan bir cep yardımıyla hücre içerisine alınmasına ise pinositoz denir. Bu olaylar sırasında enerji harcanır.

Maddelerin hücre dışarısına atılabilmesi için salgı granülleri hücre zarına yaklaşır ve onla birleşerek hücre dışına atılırlar.Enzimler , hormonlar ve atık maddeler daha çok bu yolla hücre dışına atılır.

Paramesyum tatlı su kaynaklarında yaşar ve hücre içerisine giren su kontraktıl(kasılabilen) kofullarla hücre dışarısına pompalanır.

Sonuç: Canlı hücreler hücre iç ortamlarını değişmez bir yapıda tutmak zorundadırlar.Denge (Homeostasis) durumunda kalabilmek için pasif ya da aktif taşıma yaparlar.

Kavram haritası Aşağıdaki kavramları kullanarak bir kavram haritası hazırlayınız. Pasif taşıma Difüzyon Ozmoz Aktif taşıma Pinositoz Fagositoz Plazmoliz Deplazmoliz Turgor Birlikte taşınım Hücre zarı

Değerlendirme Hücresel madde taşıma yollarını listeleyerek açıklayınız. Hücre zarı hücre içi ve dışı ortam arasındaki madde geçişini nasıl kontrol eder ? Hücre içi %23 tuz yoğunluğuna sahip bir hücreyi %76 lık tuz içeren bir ortama koyarsak nasıl bir durum gözlenir? Kolaylaştırılmış difüzyon ile aktif taşıma arasındaki fark nedir?