Hücre zarının en önemli görevlerinden biri de hücreye madde giriş ve çıkışlarını kontrol etmektir. Yapısındaki fosfolipitler, kanal ve taşıyıcı proteinler, glikolipit ve glikoproteinler sayesinde seçici geçirgen özelliğe sahip olan hücre zarı; bazı maddelerin geçişine imkan verir hatta bazı maddelerin geçişini kolaylaştırır. Buna karşılık bazı maddelerin de geçişini sınırlar veya engeller. Hücre zarından madde geçişleri farklı yollarla gerçekleşebilir. Molekül büyüklüğüne göre madde geçişleri şöyle gruplandırılır:
Canlıların yapısında yer alan hücrelerin yaşamsal faaliyetlerini yerine getirebilmeleri için ve canlılık özelliklerini sürdürebilmeleri için madde alış verişinde bulunmaları gerekmektedir. Bu madde geçişlerini sağlayan hücre kısmı ise hücre zarıdır. Hücre zarından maddelerin alınması ve atılması farklı olaylarla meydana gelmektedir. Bu yazımızda sizlere hücre zarında meydana gelen bu olayları başlıklar halinde kısaca anlatacağız.


HÜCRE ZARINDAN MADDE GEÇİŞLERİ

Küçük Moleküllerin Taşınması


1- PASİF TAŞIMA

Pasif taşıma moleküllerin çok yoğun ortamdan az yoğun ortama doğru seçici geçirgen zardan difüzyonudur. Taşıma yoğunluk farkına bağlı olarak hücre içinden dışına ya da hücre dışından içine doğru yoğunluklar eşitleninceye kadar devam eder ve molekül hareketi dengeye ulaşır. Pasif taşıma difüzyona bağlı olduğu için moleküllerin geçişi sırasında ATP harcanmaz. Bu nedenle pasif taşıma canlı hücrelerin yanı sıra ölü hücrelerde de (çok yıllık bitkilerin iletim demetinde yer alan ksilem gibi) gerçekleşir.
A- DİFÜZYON

Maddenin çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçişine difüzyon denilmektedir. Moleküller, yoğunlukları çok olan bölgeden, az olan diğer bölgeye doğru dağılırlar, ancak aradaki yoğunluk farkının azalması durumunda difüzyon durur. Difüzyon olayında enerji harcanmaz.
Difüzyon olayını bir örnek ile açıklayacak olursak;

Bir çay ve onun için attığınız küp şekeri düşünün, küp şeker çayın içine ilk koyulduğunda bardağın dibine düşer. Daha sonra hızla eriyen şeker çok yoğun olduğu için çay bardağının içerisinde yayılmaya başlar. Yani küp şeker çayın içerisinde difüze olur. Ancak burda dikkat çekmek istediğim bir başka konu ise difüzyonun sıcakken daha hızlı olduğudur. Çünkü soğuk çayda şeker daha yavaş difüze olmaktadır
Difüzyon Hızına Etki Eden Faktörler

  • Difüzyon hızı yoğunluk farkının çok olması ile doğru orantılıdır. Yani yoğunluk arttıkça difüzyon hızıda artmaktadır.
  • Difüzyonun gerçekleşeceği yüzey genişliği ne kadar çok artarsa difüzyon hızıda artar.
  • Çay örneğindeki gibi sıcaklık arttıkça difüzyon hızıda artmaktadır.
  • Difüzyon olan moleküllerin büyüklük oranı arttıkça difüzyon hızı yavaşlar.

Önemli Uyarı :
Bazı durumlarda difüzyon olayı meydana gelince hücre zarında bulunan taşıyıcı maddeler yardım eder. Hücre zarındak maddelerin yardımıyla meydana gelen bu tür difüzyonlara ise kolaylaştırılmış difüzyon denilmektedir. Ve kesinlik unutlmamalıdır ki, difüzyon hiçbir zaman enerji harcamaz. ÖSS ve LYS benzeri sınavlarda sık sık çıkan bir bilgidir.
B- Basit Difüzyon


Karbondioksit ve oksijen gibi gazlar, yağda çözünen moleküller (A,D,E,K gibi); zarın fosfolipit tabakasından zar proteinlerinin yardımı olmaksızın geçer. Moleküllerin fosfolipitten difüzyonuna basit difüzyon denir. Bu olay sırasında ATP harcanmaz.
C- Kolaylaştırılmış Difüzyon


Glikoz, aminoasit gibi polar moleküller ve suda çözünen kalsiyum, magnezyum, potasyum, klor gibi iyonlar fosfolipit tabakasından basit difüzyonla geçemez. Bu moleküllerin taşıyıcı proteinler (kanal proteinleri ve özgül taşıyıcı proteinler) sayesinde çok yoğun oldukları ortamdan az yoğun oldukları ortama doğru, ATP harcanmadan taşınmasına kolaylaştırılmış difüzyon denir
D- OSMOZ

Suyun yarı geçirgen bir zardan difüzyonuna osmoz denilmektedir. Daha geniş bir ifadeyle osmoz, su moleküllerinin yoğun olduğu bir ortamdan yarı geçirgen bir zar aracılığıyla az ortama doğru hareket etmesidir.Hücrelerin yapısının %60 ile %65’i sudan olması nedeniyle osmoz olayı tüm hücrelerde gerçekleşir.
Osmoz olayını da bir deney ile açıklayacak olursak,

Saf su dolu bir kabın ağzını yarı geçirgen zar özelliği bulunan bir bağırsak parçası takalmış. Daha sonra içerisinde şekerli su bulunan bir cam huniyi kabın içerisine koymuşlar ve sonuç olarak suyun çoktan aza doğru yani kaptan huniye doğru su geçişi olduğu gözlenmiş. Ve bu işlem ortamlar arasındaki denge eşit oluncaya kadar devam etmiş.
Yukarıda görüldüğü gibi yarı geçirgen bir zardan farklı yoğunluktaki iki sıvıdan, yoğunluğu fazla olan, yoğunluğu az olandan su çekmektedir. Suyun daha az sulu ortama geçebilmek için zara uyguladığı bu basınca osmotik basınç denilmektedir.
Hücrelerin içinde bulundukları çözeltiler, içlerindeki sıvılarda çözünmüş maddelerin yoğunluklarına göre hipotonik, izotonik ve hipertonik olmak üzere üçe ayrılmaktadır.
Çözelti Çeşitleri:


Hipotonik Çözelti; Çözünmüş maddelerin derişiminin hücreden az, su miktarının fazla olduğu çözeltilere denilmektedir. Diğer bir deyişle hipotonik çözelti hücreye oranla çözücünün az olduğu, çözünenin fazla olduğu çözeltidir.
İzotonik Çözelti; Çözünmüş madde derişimi hücredeki su derişimine eşit olmasıdır.
Hipertonik Çözelti; Çözünmüş maddenin derişimi hücreye oranla fazla olmasına hipertonik çözelti denilmektedir. Yani diğer bir deyişle hücreye göre çözücüsü az çözüneni fazla olan ortamdır.
Plazmoliz : Hipertonik bir ortama konulan bir hücre su kaybeder ve büzülmeye başlar. Yaşana bu olaya ise plazmoliz denilmektedir. Çünkü hipertonik ortamda su miktarı az ve derişimi fazladır. Bu nedenle hücre hipertonik ortamda su kabederek büzülür.

Deplazmoliz : Plazmolize uğramış olan bir hücre hipotonik bir ortama girmesi durumunda su alarak eski haline döner. bu olaya ise deplazmoliz denilmektedir.

Turgor Basıncı : Bir hücrenin hipotonik bir ortama koyulması durumunda hücre su alarak şişer. Buna turgor denilmektedir. Bu şişme ile birlikte hücre içinde hücre dışına doğru bir bqasınç artar bu basınca ise turgor basıncı denilmektedir.

Turgor basıncının yararları ise, bitkiye dirençlik, diklik sağlamasının yanı sıra stomaların açılmasını sağlamaktadır.
Hayvan hücrelerinin bitki hücreleri gibi hücre çeperi bulunmamaktadır. Bu nedenle hayvan hücreleri turgor basıncına fazla dayanamaz ve patlarlar. Hayvan hücrelerinde bu olay genellikle alyuvarlarda meydana gelir ve bu olay hemoliz olarak adlandırılmaktadır.
2- AKTİF TAŞIMA

Hücre zarından geçebilecek büyüklükteki moleküllerin az yoğun ortamdan, çok yoğun oldukları ortama enzimlerin ve taşıyıcı moleküllerin yardımıyla geçmesine aktif taşıma denilmektedir. Aktif taşımada gerçekleşen bu madde alışverişinde enerji harcanmaktadır.
ÖNEMLİ NOTLAR
:

  • Aktif taşıma olayı hücre zarından geçecek maddelerin, hücre dış ve iç yoğunluk farkının artış göstermesi durumunda gerçekleşen bir olaydır.
  • Yani hücre içindeki ve hücre dışındaki maddelerin yoğunluk farkı eğer artış gösteriyorsa aktif taşıma gerçekleşiyor demektir.
  • Ayrıca sadece canlı hücreler aktif taşıma işlemini gerçekleştirmektedir.
  • Unutulmamalıdır ki, aktif taşımanın geçiş yönü difüzyon olayının tersidir.

Büyük Moleküllerin Geçişleri

1- ENDOSİTOZ
Hücre içine alınmayacak büyüklükteki moleküllerin koful oluşturarak hücre içine alınmasına endositoz denilmektedir.
Endositoz İki Şekilde Gerçekleşir; Bunlar,
Fagositoz: Hücre içine alınmayacak büyüklükteki katı moleküllerin, yalancı ayakların yardımıyla hücre içine alınmasına fagositoz denilmektedir. Hücre içine alınacak olan besin yalancı ayaklar ile etrafı sarılır ve oluşturulan koful ile hücre içine taşınır. Bu maddeler koful içerisinde sindirilip monomerleri sitoplazma içine dağılır.

Pinositoz: Hücre içine alınmayacak büyüklükteki sıvı moleküllerin pinositoz cebi oluşturmasıyla hücre için alınmasına pinositoz denilmektedir. Sıvı moleküller hücre zarına değdiği an hücre içine doğru pinositik bir koful yani pinositoz cebi oluşur ve böylece sıvı moleküller hücre içine alınır. Pinositozda oluşan koful fagositozda oluşan kofula oranla daha küçüktür. Hormonlar ve antikorlar hücre içine pinositoz ile alınırlar.
2- EKZOSİTOZ
Hücrede meydana gelen reaksiyonlar sonucu sindirilemeyen atıkların veya salgılanacak olan bir maddenin kaful oluşturarak hücre dışına atılmasına ekzositoz denilmektedir. Ekzositoz için hücre içinde meydana gelen kofulda golgi büyük bir rol almaktadır. Golgi ile oluşturulan koful hücre zarına temas ettiği noktada açılır ve artık maddeler hücre dışına bırakılır.
ÖNEMLİ NOT:
Hücre yapısında yada etrafında hücre çeperi bulunduran hücreler fagositoz olayını meydana getiremezler. ve unutmayalım ki, hücre zarnın yüzeyi endositoz olayı ile küçülürken, ekzositoz olayı ile büyümektedir.