If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Bağlandığınız bilgisayar bir web filtresi kullanıyorsa, *.kastatic.org ve *.kasandbox.org adreslerinin engellerini kaldırmayı unutmayın.

Ana içerik

Hücreler Arası İletişim

Hücrelerinizin kısa ve uzun mesafeli sinyaller kullanarak birbiriyle nasıl iletişim kurduklarını öğrenin.

Giriş

Hücrelerinizin tıpkı duvardaki tuğlalar gibi bilinçsiz, sabit ve basit yapılar olduğunu mu düşünüyorsunuz? Cevabınız evet ise, tekrar düşünün! Hücreler çevrelerinde olup biten her şeyi fark eder; çevrelerinden ve komşu hücrelerden gelen çağrılara cevap verir. İşte tam da bu anlarda; hücreleriniz kimyasal sinyal molekülleri halinde dolaşan milyonlarca mesaj alır ve gönderir!
Bu makalede hücrelerin birbiriyle iletişim kurmasını sağlayan temel ilkeleri inceleyeceğiz. Önce hücreler arası sinyal iletiminin nasıl işlediğini, daha sonra ise vücutlarımızda bulunan kısa ve uzun mesafeli sinyal iletimi çeşitlerini inceleyeceğiz.

Hücreler arası sinyal iletimine genel bir bakış

Hücreler genellikle kimyasal sinyaller kullanarak iletişim kurarlar. Bir gönderen hücre tarafından üretilen, protein ya da diğer moleküllerden oluşan bu kimyasal sinyaller, genellikle hücre tarafından salgılanır ve hücre dışı (ekstraselüler) boşluğa bırakılır. Sinyaller bu boşlukta şişedeki mektuplar gibi yüzerek komşu hücrelere ulaşırlar.
Gönderen hücre: bu hücre, bir ligand salgılar.
Hedef hücre: bu hücrenin liganda bağlanabilen bir reseptörü bulunur. Ligand, reseptöre bağlanır, hücrenin içinde bir dizi sinyali ardı ardına tetikler ve en sonunda bir cevap oluşturulur.
Hedef olmayan hücre: bu hücrenin ligand için bir reseptörü yoktur (ancak farklı reseptörlere sahip olabilir). Hücre ligandı algılayamadığı için ona karşı cevap da oluşturamaz.
Belirli bir kimyasal mesajı her hücre "duyamaz". Komşu hücrenin bir sinyali fark etmesi (yani bir hedef hücre olabilmesi) için bu hücrenin o sinyal için doğru bir reseptöre (alıcıya) sahip olması gerekir. Bir sinyal molekülü reseptörüne bağlandığında bu reseptörün şeklini veya yapısını değiştirerek hücre içindeki değişiklikleri de tetiklemiş olur. Sinyal molekülleri genellikle ligandlar olarak adlandırılır. Ligand terimi reseptörler gibi diğer moleküllere belirli bir şekilde bağlanan moleküller için kullanılan bir terimdir.
Bir ligand tarafından taşınan mesajlar, hücre içinde genellikle bir kimyasal haberci zinciriyle aktarılır. Nihayetinde ise hücre içinde değişikliklere neden olurlar. Bu değişikliklere örnek olarak bir genin etkinliğini değiştirmeyi ve hatta hücre bölünmesi gibi bütün bir süreci tetiklemeyi verebiliriz. Bu da, interselüler (hücreler arası) sinyalin, bir tepkiyi tetikleyen intraselüler (hücre içi) sinyale dönüştüğü anlamına gelir.
Ligand ve reseptörler, sinyalin hücrelere gönderimi, ve bir sinyale verilen tepki makalelerinde bu konularla ilgili daha fazla bilgi bulabilirsiniz.

Sinyal şekilleri

Hücreler arası sinyal iletimi, sinyalin gönderen bir hücreden reseptör (alıcı) bir hücreye aktarılması sürecidir. Bununla birlikte, tüm gönderen ve reseptör hücreler kapı komşusu olmadığı gibi bütün hücre çiftleri aynı şekilde sinyal alışverişi de yapmazlar.
Çok hücreli organizmalarda bulunan kimyasal sinyal iletimi yolları dört kategoriye ayrılabilir: parakrin sinyal iletimi, otokrin sinyal iletimi, endokrin sinyal iletimi ve doğrudan temas ile sinyal iletimi. Bu sinyal çeşitleri arasındaki en temel fark, hedef hücreye ulaşmak için organizma içerisinde katettikleri mesafenin uzunluğudur.

Parakrin sinyal iletimi

Birbirine yakın olan hücreler genellikle kimyasal haberciler (hücreler arasındaki boşlukta yayılabilen ligandlar) yoluyla iletişim kurarlar. Hücrelerin daha kısa mesafeler içerisinde iletişim kurduğu bu sinyal iletimi, parakrin sinyal iletimi olarak adlandırılır.
Parakrin sinyal iletimi, hücrelerin komşu hücreleriyle birlikte gerçekleştirdikleri aktivitelerini koordine etmelerini sağlar. Parakrin sinyaller, çok farklı dokularda ve durumlarda kullanılsalar da; özellikle gelişim evresinde çok önemli bir rol oynarlar ve bu evrede bir grup hücrenin başka bir grup hücreye kimlik edinimi konusunda rehberlik etmesine yardımcı olurlar.

Sinaptik sinyal iletimi

Parakrin sinyal iletimi örneklerinden biri sinaptik sinyal iletimidir. Sinaptik sinyal iletiminde, sinir hücreleri sinyal gönderirler. Bu işleme sinaps adı verilmiştir. Sinaps iki sinir hücresi arasındaki kesişme boşluğuna denir, sinyal iletimi bu bölgede gerçekleşir.
Gönderici nöron ateşlendiğinde, elektriksel impuls hücre boyunca hızlıca hareket eder, akson denilen uzun, lif benzeri bir eklenti üzerinden geçer. İmpuls, sinapsa ulaştığında nörotransmitter denilen ligandların salınımı tetikler ve bunlar sinir hücreleri arasındaki boşluğu hızlıca geçerler. Nörotransmitterler reseptör hücreye ulaştıklarında reseptörlere bağlanarak hücre içinde genellikle, iyon kanallarının açılması ve hücre zarı boyunca elektriksel potansiyelin değişmesi gibi, kimyasal bir değişim oluşmasına neden olurlar.
Sinaptik sinyal iletimi. Nörotransmitter maddeler gönderici hücrenin aksonunun son kısmından veziküller içinde salınırlar. Gönderici ve hedef nöronların arasında bulunan küçük boşluğu geçerek hedef hücrenin reseptörlerine bağlanırlar.
Görselin uyarlandığı kaynak: "Signaling molecules and cellular receptors: Figure 2," OpenStax College, Biology (CC BY 3,0).
Kimyasal sinapsa salınan nörotransmitterler, çabucak bozulurlar ya da gönderici hücre tarafından geri alınırlar. Bu, sistemi “yenileyerek” bir sonraki sinyal için sinapsın hazır olmasını ve hızlıca cevap oluşturulmasını sağlar.
Parakrin sinyal iletimi: bir hücre, yakınındaki bir hücreyi (ara bağlantılar ile bağlı olmayan) hedef olarak belirler. Resim, bir hücre tarafından oluşturulan sinyal verici molekülün komşu hücreyle arasındaki kısa mesafeden geçişini gösteriyor.
Otokrin sinyal iletimi: hücre kendisini hedef olarak belirler ve kendi yüzeyindeki reseptörlere bağlanacak sinyaller salgılar.
Görselin uyarlandığı kaynak: "Signaling molecules and cellular receptors: Figure 1," OpenStax College, Biology (CC BY 3,0).

Otokrin sinyal iletimi

Otokrin sinyal iletiminde, hücre, kendi yüzeyinde bulunan reseptörlere (ya da sinyalin türüne bağlı olarak hücre içindeki reseptörlere) bağlanacak ligandlar salgılayarak kendisine sinyal yollar. Bu bir hücre için kulağa garip geliyor olabilir fakat otokrin sinyal iletimi birçok süreçte çok önemli roller üstlenmektedir.
Örneğin, otokrin sinyal iletimi gelişimde, hücrelerin doğru kimlikleri bulmasında ve bunları geliştirmesinde önemlidir. Otokrin sinyal iletiminin, tıbbi açıdan metastaz olayında (kanserin, bulunduğu bölgeden diğer vücut organlarına yayılması) anahtar bir rol oynadığı düşünülmekte olduğundan kanser söz konusu olduğunda da önemli olduğu söylenebilir6. Bir sinyalin, birçok durumda hem otokrin hem de parakrin etkileri olabilir; başka bir deyişle, hem gönderici hücreye hem de bölgedeki benzer diğer hücrelere bağlanabilir.

Endokrin sinyal iletimi

Hücrelerin uzak mesafelere sinyal göndermesi gerektiğinde gönderdikleri mesajların dağıtımı için genellikle dolaşım sistemini kullanırlar. Uzak mesafeli endokrin sinyal iletiminde özelleşmiş hücreler sinyal üretir ve sinyaller kan dolaşımına aktarılarak vücudun uzak bölgelerinde yer alan hedef hücrelere iletilir. Vücudun bir kısmında üretilen ve dolaşım sistemi aracılığıyla çok uzaktaki hedeflere doğru yol alan sinyallere hormon adı verilir.
İnsanlarda; tiroid, hipotalamus, hipofiz, pankreas ve eşeysel bezler (testis ve yumurtalıklar) hormon salgılayan endokrin bezleridir. Her bir endokrin bez, gelişimde ve fizyolojide düzenleyici olan bir veya iki tip hormon salgılar.
Örneğin hipofiz, özellikle kemik ve kıkırdak dokusunun büyümesini destekleyen büyüme hormonu (GH) salgılar. Diğer hormonlar gibi GH da vücuttaki farklı türlerdeki hücrelere etki eder. Kıkırdak doku hücreleri, GH'ın nasıl çalıştığına dair özel bir örnek teşkil ederler: GH, bu hücrelerin yüzeyindeki reseptörlere bağlanarak onların bölünmelerini teşvik eder7.
Endokrin sinyal iletimi: bir hücre, dolaşım sistemi yoluyla uzaktaki bir hücreyi hedefler. Hücre tarafından salgılanan sinyal verici molekül, dolaşım sistemi boyunca yol katederek vücudun başka bir yerindeki hedef hücrenin reseptörlerine bağlanır.
Görselin uyarlandığı kaynak: "Signaling molecules and cellular receptors: Figure 2," OpenStax College, Biology (CC BY 3,0).

Hücre-hücre teması ile sinyal iletimi

Hayvan hücrelerindeki ara bağlantılar ve bitki hücrelerindeki plasmodesmatalar, komşu hücrelere bağlanan küçük kanallardır. Su dolu bu kanallar, intraselüler (hücre içi) mediatör denilen sinyal verici moleküllerin iki hücre arasında geçiş yapmasına imkan sağlar. Kalsiyum iyonları (Ca2+) gibi küçük moleküller iki hücre arasında geçiş yapabilirler fakat protein ve DNA gibi büyük moleküller özel bir destek olmadan bu kanallardan geçemezler.
Sinyal verici moleküller, bir hücrenin mevcut durumunu komşu hücreye iletirler. Bu, içlerinden bir tanesinin sinyali alması durumunda bir grup hücrenin aynı cevabı vermesini sağlar. Bitkilerde, hemen hemen her hücrenin arasında plasmodesmata olur ve bu, bütün bir bitkiyi koca bir iletişim ağına dönüştürür.
Arabağlantılar arası sinyal iletimi. Hücre, ara bağlantılar ile bağlı olduğu komşu hücreyi hedefler. Sinyaller, ara bağlantıyı geçerek bir hücreden diğerine aktarılır.
Görselin uyarlandığı kaynak: "Signaling molecules and cellular receptors: Figure 1," OpenStax College, Biology (CC BY 3,0).
Doğrudan sinyal iletiminin bir diğer biçiminde, yüzeylerinde birbirini tamamlayıcı proteinler taşıyan iki hücre birbirine bağlanabilir. Proteinler birbirine bağlandığında bu etkileşim, birinin veya her ikisinin şekillerini değiştirerek sinyalin iletilmesini sağlar. Bağışıklık hücreleri, “öz” hücrelerini (vücudun kendi hücreleri) tanıyabilmek için yüzeyindeki işaretleri kullandığından bu sinyal iletim türü özellikle bağışıklık sistemi için son derece önemlidir9.
_Görselin uyarlandığı kaynak: "Adaptive immune response: Figure 7," OpenStax College, Biology (CC BY 3,0)._

Tartışmaya katılmak ister misiniz?

Henüz gönderi yok.
İngilizce biliyor musunuz? Khan Academy'nin İngilizce sitesinde neler olduğunu görmek için buraya tıklayın.