MEMBRANLARDAN MADDE
TRANSPORTU
MEMBRANLARIN GEÇİRGENLİĞİ
Membranlar, intrasellüler ve extrasellüler sıvılar
arasındaki farklılığı başlıca iki özellikleri ile
sağlarlar:
1. Seçici geçirgenlik
2. Bu geçirgenliğin değişebilirliği
PASİF TRANSPORT
SİSTEMLERİ
Enerji kullanmayan transport
mekanizmaları:
 basit difüzyon
 kolaylaştırılmış difüzyon
 filtrasyon
 osmoz
AKTİF TRANSPORT
SİSTEMLERİ
Enerji kullanan transport
mekanizmaları:
1. aktif transport
2. endositoz ve ekzositoz
DİFÜZYON
Bir kaba konan sıvı veya gaz
şeklindeki maddenin molekülleri,
kabın her yerine ortalama olarak
aynı konsantrasyonda dağılır.
Bir kaba aynı
maddenin ayrı
yoğunluktaki
solüsyonları
konduğunda,
moleküller çok
yoğun oldukları
bölgeden az
yoğun yere doğru
dağılarak
konsantrasyonu
eşitler.
DİFÜZYONUN YÖNÜ
 difüzyonda hareket tek yönlü değildir
moleküller devamlı hareket halinde
olduğundan, az yoğun ortamdan çok yoğun
ortama da bir miktar madde geçişi olur
 iki yöne doğru olan difüzyon akımları
arasındaki fark net geçişi verir
DİFÜZYONUN GÜCÜ
Difüzyon akımının büyüklüğü
çeşitli faktörlere bağlı olarak
değişir:
1. konsantrasyon farkı
2. sıcaklık
3. molekül kitlesi
4. yüzey alanı
5. ortam hali
DİFÜZYONUN HIZI
 moleküller düz bir çizgide çok uzağa
gidemezler
 dolayısıyla difüzyon süresi moleküllerin
difüze olacakları mesafenin karesiyle
orantılıdır
 organizmada dolaşım sistemi mesafeleri
kısaltıcı işlev görür
MEMBRANLARDAN DİFÜZYON
 hücre zarında difüzyon, aynı
molekülün sudaki difüzyonundan çok
daha yavaştır
 membranda difüzyonu sınırlayan esas
faktör lipid çift tabakadır
 polar ve iyonize moleküller ya hiç ya
da çok az difüze olur
 bir maddenin lipidlerde
eriyebilirliğinin yüksek olması
membranlardan daha kolay geçmesini
sağlar
PROTEİN KANALLAR
 sodyum, potasyum, klor ve kalsiyum
gibi iyonlar membran lipidlerindeki
son derece düşük erirliklerine rağmen
hızla difüze olurlar
 bu iyonların geçişi kanal vazifesi
gören integral proteinler yoluyla olur
 farklı hücreler, farklı iyonlara farklı
derecede geçirgendir
İYON KANALLARI
 kanalların kendilerine özel iyonlara
karşı spesifitesi vardır
bu seçicilik kanal çapına veya kanal
duvarını oluşturan proteinlerin
elektrik yüküne bağlı olabilir
 kanalın çapı, içerisinden geçecek iyona
göre hafifçe büyüktür
ELEKTROKİMYASAL
GRADYENT
 membranlardan iyonların geçişi yalnızca
konsantrasyon gradyentine göre olmaz
 plazma membranının dinlenim potansiyeli
gereği, pozitif iyonları içeri çekmeye,
negatif iyonları ise dışarı itmeye yönelen
bir kuvvet vardır
 konsantrasyon gradyenti ile elektriksel
çekim gücü arasındaki bileşke kuvvet ile
iyonun geçişi belirlenir
İYON PERMEABİLİTESİ
 iyon kanallarının açılıp kapanması ile
membran permeabilitesinde
değişiklik meydana gelir
 bu durum kanal proteini
konformasyonu üzerindeki
değişiklikler yoluyla sağlanır
İyon kanalının açılma frekansı ile
açık kalma süresi üzerinde etkili
başlıca 3 faktör vardır:
1. membrana bağlanan spesifik
kimyasal haberciler (ligand duyarlı
kanallar)
2. membran potansiyelinde
değişiklikler
(voltaj duyarlı kanallar)
3. membranın gerilmesi
(mekanosensitif kanallar)
ARACILI TRANSPORT
SİSTEMLERİ
 polaritesi fazla veya büyük
moleküllerin geçişi daha çok birtakım
taşıyıcı işlevi gören membran
proteinleri ile olur
farklı hücrelerde farklı tip ve sayıda
taşıyıcı bulunabilir
 bağlanma yine proteinin
konformasyonu üzerinde meydana
gelen değişiklik ile olur
Aracılı transportta geçiş hızını 3
faktör belirler:
1. taşıyıcının o madde için afinitesi
2. membrandaki taşıyıcı miktarı
3. taşıyıcı protein konformasyonunda
meydana gelen değişiklik hızı
KOLAYLAŞTIRILMIŞ
DİFÜZYON
 net akım konsantrasyon gradyenti
ile aynı yöndedir; iki taraf
konsantrasyonu eşitlendiğinde akım
durur
 enerji gerektirmez
 en güzel örnek glikozdur
Vander-Sherman-Luciano; Human Physiology, 2001.
AKTİF TRANSPORT
 konsantrasyon gradyentine zıt yönde
bir taşınım söz konusudur
 iki tarafın konsantrasyonu eşitlense
de devam eder; taşınan madde için bir
kararlılık durumu vardır
 enerji gerektiren bir olaydır
ENERJİ;
1. ya taşıyıcı protein üzerindeki bağlanma
yerinin membranın bir tarafında diğer
tarafa göre daha yüksek bir afinite
göstermesini
2. ya da proteindeki bağlanma bölgesinin
membranın bir tarafından diğer tarafa
hareket etme hızını değiştirir
PRİMER AKTİF TRANSPORT
Taşıyıcı protein ATP’yi doğrudan
yıkarak kendini fosforilleyen bir
ATPaz’dır.
1. Na+
-K+
ATPaz
2. Ca+2
ATPaz
3. H+
ATPaz
4. H+
-K+
ATPaz
SEKONDER AKTİF TRANSPORT
 enerji olarak doğrudan ATP değil, iyon
konsantrasyon gradyentini kullanılır
 taşıyıcı protein üzerinde asıl taşınacak
madde haricinde bir de enerjiyi
sağlayacak olan iyonu bağlayan bölge
vardır
 bu iyon genellikle sodyumdur
SİMPORT - ANTİPORT TAŞINIM
 sekonder aktif transport ile taşınan
madde; sodyum iyonları ile aynı
yönde taşınıyorsa simport (sodyum
co-transportu),
 ters yönde taşınıyorsa antiport
(sodyum counter-transportu)
olarak anılır
 kural olarak transport mutlaka
konsantrasyon gradyentine zıt
yöndedir
NA+
-CA+2
ZIT TRANSPORT
PROTEİNİ
ÖZET
OSMOZ; SUYUN DİFÜZYONU
 su, polar bir molekül olmasına rağmen
hücre zarından hızla difüze olur
 geçiş iki taraf arası osmolarite farkına
göredir
 su, osmolaritesi düşük olan bölgeden
yüksek osmolariteye sahip tarafa geçer
OSMOTİK BASINÇ
 bir solüsyonun osmotik basıncı = “saf su
ile yanyana konduğunda, su
difüzyonunu önleyebilmek için
uygulanması gereken basınç”
 osmotik basıncı arttıkça osmolarite de
artar, su konsantrasyonu düşer
ORGANİZMADA OSMOLARİTE
 vücut sıvıları osmolaritesi
300mOsm/l’dir
 extrasellüler sıvıdaki partiküllerin %85
kadarı sodyum ve klor,
hücre içindekiler ise en çok potasyum
iyonları ile organik maddelerdir
 hücreler osmotik basıncı kendilerinden
daha yüksek bir ortama konduğunda
su kaybına uğrayarak büzüşür, osmotik
basıncı düşük ortamda ise su alıp
şişerler
izotonik solüsyon = membrandan geçebilen
mevcut madde konsantrasyonuna
bakılmaksızın, 300 mOsm/l geçemeyen
madde içeren solüsyon
hipertonik solüsyon = membrandan
geçebilen mevcut madde konsantrasyonuna
bakılmaksızın, 300 mOsm/l’den fazla
geçemeyen madde içeren solüsyon
hipotonik solüsyon = membrandan
geçebilen mevcut madde konsantrasyonuna
bakılmaksızın, 300 mOsm/l’den daha az
geçemeyen madde içeren solüsyon
ENDOSİTOZ
Pinositoz: hücre içine sıvı materyal
alınır (hücrenin içmesi)
Fagositoz: hücre içine hasara uğramış
doku artıkları veya bakteriler vb alınır
(hücrenin yemesi)
endositoz sırasında hücre membranı
bir parçasını kaybeder
bu kayıp ekzositoz ile yerine konur
FAGOSİTOZ
Hücreye alınanHücreye alınan
endositik vezikülendositik vezikül
2 çeşit akıbete2 çeşit akıbete
uğrayabilir:uğrayabilir:
1.1. sitoplazmayı boydansitoplazmayı boydan
boya geçip karşıboya geçip karşı
taraftan ekzositoz iletaraftan ekzositoz ile
dışarı çıkabilirdışarı çıkabilir
2.2. lizozomlarlalizozomlarla
kaynaşarakkaynaşarak
içeriklerininiçeriklerinin
sindirilmesini sağlarsindirilmesini sağlar
EKZOSİTOZ
Başlıca 2 fonksiyonu vardır:
1. hücrelerde sentezlenip de membranı
geçemeyen moleküllerin
salgılanması
2. endositoz ile kaybolan membranın
yerine konması
Ekzositoz olayı çoğu hücrede
kalsiyum iyonları tarafından
tetiklenir.
EPİTELYAL
TRANSPORT
PARASELLÜLER YOL: komşu epitel
hücreleri arasından difüzyon ile
geçiş (yalnızca su ve bazı küçük
moleküller)
TRANSSELLÜLER YOL: membranın
bir tarafından hücre içine geçiş,
sitozol boyunca difüzyon ve diğer
taraf zardan hücre dışına çıkış
1.sınıf1h transport
1.sınıf1h transport
1.sınıf1h transport

1.sınıf1h transport

  • 1.
  • 2.
    MEMBRANLARIN GEÇİRGENLİĞİ Membranlar, intrasellülerve extrasellüler sıvılar arasındaki farklılığı başlıca iki özellikleri ile sağlarlar: 1. Seçici geçirgenlik 2. Bu geçirgenliğin değişebilirliği
  • 3.
    PASİF TRANSPORT SİSTEMLERİ Enerji kullanmayantransport mekanizmaları:  basit difüzyon  kolaylaştırılmış difüzyon  filtrasyon  osmoz
  • 4.
    AKTİF TRANSPORT SİSTEMLERİ Enerji kullanantransport mekanizmaları: 1. aktif transport 2. endositoz ve ekzositoz
  • 5.
    DİFÜZYON Bir kaba konansıvı veya gaz şeklindeki maddenin molekülleri, kabın her yerine ortalama olarak aynı konsantrasyonda dağılır.
  • 7.
    Bir kaba aynı maddeninayrı yoğunluktaki solüsyonları konduğunda, moleküller çok yoğun oldukları bölgeden az yoğun yere doğru dağılarak konsantrasyonu eşitler.
  • 8.
    DİFÜZYONUN YÖNÜ  difüzyondahareket tek yönlü değildir moleküller devamlı hareket halinde olduğundan, az yoğun ortamdan çok yoğun ortama da bir miktar madde geçişi olur  iki yöne doğru olan difüzyon akımları arasındaki fark net geçişi verir
  • 11.
    DİFÜZYONUN GÜCÜ Difüzyon akımınınbüyüklüğü çeşitli faktörlere bağlı olarak değişir: 1. konsantrasyon farkı 2. sıcaklık 3. molekül kitlesi 4. yüzey alanı 5. ortam hali
  • 12.
    DİFÜZYONUN HIZI  moleküllerdüz bir çizgide çok uzağa gidemezler  dolayısıyla difüzyon süresi moleküllerin difüze olacakları mesafenin karesiyle orantılıdır  organizmada dolaşım sistemi mesafeleri kısaltıcı işlev görür
  • 13.
    MEMBRANLARDAN DİFÜZYON  hücrezarında difüzyon, aynı molekülün sudaki difüzyonundan çok daha yavaştır  membranda difüzyonu sınırlayan esas faktör lipid çift tabakadır  polar ve iyonize moleküller ya hiç ya da çok az difüze olur  bir maddenin lipidlerde eriyebilirliğinin yüksek olması membranlardan daha kolay geçmesini sağlar
  • 16.
    PROTEİN KANALLAR  sodyum,potasyum, klor ve kalsiyum gibi iyonlar membran lipidlerindeki son derece düşük erirliklerine rağmen hızla difüze olurlar  bu iyonların geçişi kanal vazifesi gören integral proteinler yoluyla olur  farklı hücreler, farklı iyonlara farklı derecede geçirgendir
  • 17.
    İYON KANALLARI  kanallarınkendilerine özel iyonlara karşı spesifitesi vardır bu seçicilik kanal çapına veya kanal duvarını oluşturan proteinlerin elektrik yüküne bağlı olabilir  kanalın çapı, içerisinden geçecek iyona göre hafifçe büyüktür
  • 20.
    ELEKTROKİMYASAL GRADYENT  membranlardan iyonlarıngeçişi yalnızca konsantrasyon gradyentine göre olmaz  plazma membranının dinlenim potansiyeli gereği, pozitif iyonları içeri çekmeye, negatif iyonları ise dışarı itmeye yönelen bir kuvvet vardır  konsantrasyon gradyenti ile elektriksel çekim gücü arasındaki bileşke kuvvet ile iyonun geçişi belirlenir
  • 21.
    İYON PERMEABİLİTESİ  iyonkanallarının açılıp kapanması ile membran permeabilitesinde değişiklik meydana gelir  bu durum kanal proteini konformasyonu üzerindeki değişiklikler yoluyla sağlanır
  • 22.
    İyon kanalının açılmafrekansı ile açık kalma süresi üzerinde etkili başlıca 3 faktör vardır: 1. membrana bağlanan spesifik kimyasal haberciler (ligand duyarlı kanallar) 2. membran potansiyelinde değişiklikler (voltaj duyarlı kanallar) 3. membranın gerilmesi (mekanosensitif kanallar)
  • 23.
    ARACILI TRANSPORT SİSTEMLERİ  polaritesifazla veya büyük moleküllerin geçişi daha çok birtakım taşıyıcı işlevi gören membran proteinleri ile olur farklı hücrelerde farklı tip ve sayıda taşıyıcı bulunabilir  bağlanma yine proteinin konformasyonu üzerinde meydana gelen değişiklik ile olur
  • 24.
    Aracılı transportta geçişhızını 3 faktör belirler: 1. taşıyıcının o madde için afinitesi 2. membrandaki taşıyıcı miktarı 3. taşıyıcı protein konformasyonunda meydana gelen değişiklik hızı
  • 25.
    KOLAYLAŞTIRILMIŞ DİFÜZYON  net akımkonsantrasyon gradyenti ile aynı yöndedir; iki taraf konsantrasyonu eşitlendiğinde akım durur  enerji gerektirmez  en güzel örnek glikozdur
  • 26.
  • 27.
    AKTİF TRANSPORT  konsantrasyongradyentine zıt yönde bir taşınım söz konusudur  iki tarafın konsantrasyonu eşitlense de devam eder; taşınan madde için bir kararlılık durumu vardır  enerji gerektiren bir olaydır
  • 28.
    ENERJİ; 1. ya taşıyıcıprotein üzerindeki bağlanma yerinin membranın bir tarafında diğer tarafa göre daha yüksek bir afinite göstermesini 2. ya da proteindeki bağlanma bölgesinin membranın bir tarafından diğer tarafa hareket etme hızını değiştirir
  • 30.
    PRİMER AKTİF TRANSPORT Taşıyıcıprotein ATP’yi doğrudan yıkarak kendini fosforilleyen bir ATPaz’dır. 1. Na+ -K+ ATPaz 2. Ca+2 ATPaz 3. H+ ATPaz 4. H+ -K+ ATPaz
  • 31.
    SEKONDER AKTİF TRANSPORT enerji olarak doğrudan ATP değil, iyon konsantrasyon gradyentini kullanılır  taşıyıcı protein üzerinde asıl taşınacak madde haricinde bir de enerjiyi sağlayacak olan iyonu bağlayan bölge vardır  bu iyon genellikle sodyumdur
  • 33.
    SİMPORT - ANTİPORTTAŞINIM  sekonder aktif transport ile taşınan madde; sodyum iyonları ile aynı yönde taşınıyorsa simport (sodyum co-transportu),  ters yönde taşınıyorsa antiport (sodyum counter-transportu) olarak anılır  kural olarak transport mutlaka konsantrasyon gradyentine zıt yöndedir
  • 35.
  • 36.
  • 38.
    OSMOZ; SUYUN DİFÜZYONU su, polar bir molekül olmasına rağmen hücre zarından hızla difüze olur  geçiş iki taraf arası osmolarite farkına göredir  su, osmolaritesi düşük olan bölgeden yüksek osmolariteye sahip tarafa geçer
  • 40.
    OSMOTİK BASINÇ  birsolüsyonun osmotik basıncı = “saf su ile yanyana konduğunda, su difüzyonunu önleyebilmek için uygulanması gereken basınç”  osmotik basıncı arttıkça osmolarite de artar, su konsantrasyonu düşer
  • 41.
    ORGANİZMADA OSMOLARİTE  vücutsıvıları osmolaritesi 300mOsm/l’dir  extrasellüler sıvıdaki partiküllerin %85 kadarı sodyum ve klor, hücre içindekiler ise en çok potasyum iyonları ile organik maddelerdir  hücreler osmotik basıncı kendilerinden daha yüksek bir ortama konduğunda su kaybına uğrayarak büzüşür, osmotik basıncı düşük ortamda ise su alıp şişerler
  • 43.
    izotonik solüsyon =membrandan geçebilen mevcut madde konsantrasyonuna bakılmaksızın, 300 mOsm/l geçemeyen madde içeren solüsyon hipertonik solüsyon = membrandan geçebilen mevcut madde konsantrasyonuna bakılmaksızın, 300 mOsm/l’den fazla geçemeyen madde içeren solüsyon hipotonik solüsyon = membrandan geçebilen mevcut madde konsantrasyonuna bakılmaksızın, 300 mOsm/l’den daha az geçemeyen madde içeren solüsyon
  • 45.
    ENDOSİTOZ Pinositoz: hücre içinesıvı materyal alınır (hücrenin içmesi) Fagositoz: hücre içine hasara uğramış doku artıkları veya bakteriler vb alınır (hücrenin yemesi) endositoz sırasında hücre membranı bir parçasını kaybeder bu kayıp ekzositoz ile yerine konur
  • 47.
  • 48.
    Hücreye alınanHücreye alınan endositikvezikülendositik vezikül 2 çeşit akıbete2 çeşit akıbete uğrayabilir:uğrayabilir: 1.1. sitoplazmayı boydansitoplazmayı boydan boya geçip karşıboya geçip karşı taraftan ekzositoz iletaraftan ekzositoz ile dışarı çıkabilirdışarı çıkabilir 2.2. lizozomlarlalizozomlarla kaynaşarakkaynaşarak içeriklerininiçeriklerinin sindirilmesini sağlarsindirilmesini sağlar
  • 49.
    EKZOSİTOZ Başlıca 2 fonksiyonuvardır: 1. hücrelerde sentezlenip de membranı geçemeyen moleküllerin salgılanması 2. endositoz ile kaybolan membranın yerine konması Ekzositoz olayı çoğu hücrede kalsiyum iyonları tarafından tetiklenir.
  • 51.
    EPİTELYAL TRANSPORT PARASELLÜLER YOL: komşuepitel hücreleri arasından difüzyon ile geçiş (yalnızca su ve bazı küçük moleküller) TRANSSELLÜLER YOL: membranın bir tarafından hücre içine geçiş, sitozol boyunca difüzyon ve diğer taraf zardan hücre dışına çıkış