Hücre Zarından Maddelerin Geçişleri

Hücre zarından küçük moleküllerin geçişi hücrenin enerji (ATP) kullanıp kullanmamasına göre pasif ve aktif taşıma olarak iki şekilde gerçekleşir. Büyük moleküllerin hücre içine ya da hücre dışına geçişleri ise endositoz ve ekzositoz olmak üzere iki şekilde gerçekleşir.

A. PASİF TAŞIMA

Her molekülün kendine ait bir kinetik (hareket) enerjisi vardır. Bundan dolayı moleküller sürekli hareket halindedir. Bir molekülün çok yoğun olduğu ortamdan az yoğun olduğu ortama kendine ait kinetik enerjisini kullanarak geçmesine pasif taşıma denir.

NOT: Pasif taşımada ATP kullanılmadığından, canlı ve cansız tüm hücrelerde gerçekleşebilir. Pasif taşıma sonucunda bulunduğu ortamla madde yoğunluğu eşitlenen bir hücrede madde alış verişi durmaz. Maddenin hücre içine giriş ve çıkış hızı eşitlenir.

Pasif taşıma difüzyon ve osmoz olmak üzere iki farklı biçimde gerçekleşir.

B. AKTİF TAŞIMA

Bir maddenin yoğunluğunun düşük olduğu ortamdan, yüksek olduğu ortama doğru ATP harcanarak taşınmasına denir. Bu olay sırasında hücre zarındaki enzimler ve taşıyıcı proteinler görev yapar. Aktif taşımada taşınacak madde zarın bir tarafında protein yapılı taşıyıcıya bağlanır. ATP’ den sağlanan enerji ile taşıyıcı proteinde şekil değişikliği olur. Bu şekilde zarı geçen madde az yoğun olduğu ortamdan çok yoğun olduğu ortama doğru taşınmış olur.

Aktif taşımada enerji harcanır. Bu nedenle enerji yetersizliğinden aktif taşıma durur, pasif taşıma devam eder. Hücre içi ve dışı arasında yoğunluk farkı ortadan kalkar ve hücrenin faaliyetleri durur.

NOT: Aktif taşımanın mekanizması kolaylaştırılmış difüzyona benzer. Fakat ATP harcanımı ve moleküllerin az yoğun ortamdan çok yoğun ortama taşınması ile kolaylaştırılmış difüzyondan farklılık gösterir. Bir hücrenin izotonik ortamdan madde alması aktif taşıma ile gerçekleşir. Hücre zarından geçebilen maddenin hücre içi ve dışındaki yoğunluğu farklı olup, bu farkın devam etmesi hücrenin aktif taşıma yaptığını kanıtlar.

Aşağıda pasif ve aktif taşıma olayları karşılaştırılmıştır.

C. ENDOSİTOZ

Pasif ve aktif taşıma ile hücre, fosfolipit tabaka ya da porlardan geçebilen moleküllerin taşınımını sağlar. Hücre zarından geçemeyen büyük moleküllerin koful oluşturularak hücre içine alınmasına endositoz denir.

NOT: Endositoz olayında hücre zarının bir kısmı kopup, koful oluşumuna katıldığı için hücrenin yüzey alanı azalır. Endositoz olayı sırasında ATP harcanır. Fakat bu olay bir aktif taşıma biçimi değildir.

Endositoz hayvan hücrelerinde gerçekleşirken bitki hücrelerinde gerçekleşmez. Alınan maddenin katı ya da sıvı olmasına göre endositoz iki şekilde gerçekleşir.

a. Fagositoz

Büyük moleküllü katı maddelerin hücre içine alınmasıdır. Katı madde, hücre zarından oluşan yalancı ayaklar ile sarılır. Daha sonra bu ayaklar birleşerek zardan kopar ve besin kofulu olarak sitoplazmaya geçer. Besin kofulu, lizozomla birleşir ve koful içindeki besin sindirilir. Oluşan monomerler difüzyonla sitoplazmaya geçerken, sindirilemeyen atıklar ekzositoz ile hücre dışına atılır. Amip ve öglena gibi tek hücreli canlıların beslenme şekli, akyuvarların mikropları yutması fagositoza örnek olarak verilebilir.

b. Pinositoz

Büyük moleküllü sıvı maddelerin hücre içine alınması olayıdır. Sıvı moleküllerin zara değmesiyle, hücre zarı içe doğru çökerek pinositoz cebini oluşturur. Sıvı moleküller bu cebe dolar ve hücre zarının boğumlanmasıyla oluşan besin kofulu sitoplazmaya geçer ve pinositik koful oluşur.

D. EKZOSİTOZ

Hücredeki makromoleküllerin hücre dışına atılması olayına ekzositoz denir. Bu olay sırasında da ATP harcanır. Ekzositozda hücre dışına atılmak istenen makromoleküller koful içinde hücre zarına taşınır. Koful zarı ile hücre zarı birleşir ve oluşan açıklıktan makromoleküller hücre dışına gönderilir. Hücre içinde üretilen enzim ve hormon gibi salgı maddeleri bu yöntemle hücre dışına gönderilir.

NOT: Ekzositoz olayında, koful zarı hücre zarı ile birleştiğinden hücrenin yüzey alanı artar.

Aşağıda endositoz ve ekzositoz olayları karşılaştırılmıştır.