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

İç Zar (Endomembran) Sistemi

Endoplazmik retikulum (ER), golgi aygıtı, lizozomlar ve kofullar. Bölümler arasında vezikül değişimi.

Giriş

Şimdi, bir pankreas hücresi olduğunuzu hayal edelim. Sizin göreviniz, ince bağırsağa doğru yolculuk eden ve besinlerin sindirilmesinde görevli olan sindirim enzimlerini salgılamak. Bu işi gerçekleştirmek için, bu enzimleri hücrenin içinde sentezlendikleri yerden alıp hücre dışında etki edecekleri yere taşımanız gerekir.
Bunun gerçekleşmesini nasıl sağlayacaksınız? Kargo servisini bile aramayı düşündüğünüz bir anlık panik sürecinin ardından, bir iç zar (endomembran) sistemine sahip olduğunuz aklınıza gelir ve rahatlarsınız.

Hücre iç zar sistemi nedir?

İç zar sistemi (endo- = “iç kısım”) ökaryot hücrelerde, proteinleri ve yağları değiştirme, paketleme ve taşıma görevlerini birlikte çalışarak gerçekleştiren zarlar ve organeller grubudur. İç zar sistemi, önceden bahsettiğimiz çekirdek zarı ve lizozomun dışında, birazdan ele alacağımız endoplazmik retikulum ve golgi cisimciği gibi birçok organeli içerir.
Teknik olarak hücrenin içinde yer almasa da, hücre zarı da iç zar sisteminin bir parçasıdır. Birazdan göreceğimiz gibi, hücre zarı, iç zar sisteminin diğer organelleri ile etkileşim içindedir ve salgılanan proteinlerin (giriş bölümündeki pankreas enzimleri örneğinde olduğu gibi) hüce dışına atıldığı yerdir. Önemli bir not olarak, iç zar sisteminin mitokondri, kloroplast ve peroksizomları kapsamadığını söyleyebiliriz.
Şimdi, iç zar sistemine dahil olan bölümleri ve bunların, protein ve yağların taşınmasında nasıl rol aldıklarını daha ayrıntılı bir şekilde inceleyelim.

Endoplazmik retikulum

Endoplazmik Retikulum (ER), proteinlerin modifikasyonunda ve yağ sentezinde ana rol oynar. Zarsı ağ yapısındaki tübül ve yassı keseciklerden oluşur. Bu tubüllerin ve keseciklerin içleri oyuktur ve burada bulunan boşluğa lümen adı verilir.

Granüllü Endoplazmik Retikulum

Granüllü endoplazmik retikulum (granüllü ER) ismini, sitoplazma yüzeyine bağlı bulunan çıkıntılı ribozomlardan alır. Ribozomlar, protein üretirlerken, yeni oluşan protein zincirlerini lümene doğru yönlendirirler. Bazıları ER boşluğuna aktarılıp burada yüzerken, bazıları ise endoplazmik retikulumun zarına bağlıdır.
Proteinler, ER'nin içinde, birbiri üstüne katlanarak; karbonhidrat yan zincirlerinin bağlanması gibi bazı modifikasyonlara uğrarlar. Modifikasyona uğramış bu proteinler, ER veya başka organellerin hücre zarının yapısına katılır veya hücre tarafından dışarıya salgılanır.
Modifikasyona uğramış bu proteinler, ER içinde kalmayacaklarsa, veziküller veya başka bir deyişle madde taşınmasında görevli olan küçük ve zardan yapılmış keselerin içinde paketlenir ve golgi cisimciğine gönderilir. Granüllü ER, aynı zamanda diğer hücre zarları için de fosfolipitler üretir. Veziküllerin oluşmasıyla bu fosfolipitler diğer hücrelere aktarılır.
Endoplazmik Retikulumun mikroskobik mikrografi resmi ve şeması. Mikrografi resmi granüllü endoplazmik retikulumu, çekirdeğin etrafını saran zar katmanları şeklinde gösteriyor. Şema ise granüllü ve granülsüz endoplazmik retikulumların hücre çekirdeğiyle birlikte üç boyutlu gösterimini veriyor.
_Görsel hakları: solda, "İç zar sistemi ve proteinler: Şekil 2," OpenStax College, Biology (CC BY 3,0), Lousia Howard'ın çalışmasının uyarlaması; sağda, uyarlama "Hayvan hücresinin yapısı," Mariana Ruiz (herkese açık kullanım)._
Granüllü ER, hücreden salgılanacak olan proteinleri modifikasyona (değişime) uğratmaya yardımcı olduğundan; karaciğer hücreleri gibi görevi fazla miktarda enzim ve protein salgılamak olan hücreler, çok miktarda granüllü ER’ye sahiptirler.

Granülsüz Endoplazmik Retikulum

Granülsüz endoplazmik retikulum (granülsüz ER), granüllü ER’nin devamında yer alır fakat sitoplazmik yüzeyindeki ribozom sayısı çok daha azdır veya hiç yoktur. Granülsüz ER’nin görevleri arasında:
  • Karbonhidrat, yağ ve steroid hormonlarının sentezi
  • İlaçların ve zehirlerin detoksifikasyonu (zehrinin alınması)
  • Kalsiyum iyonlarının depolanması, bulunur.
Kas hücrelerindeki, granülsüz ER’nin özel bir türü olan sarkoplazmik retikulum, kas hücrelerinin düzenli olarak kasılması için gerekli olan kalsiyum iyonlarının depolanmasından sorumludur.
Granüllü ER’nin içinde bulunan küçük “granülsüz” ER parçaları da vardır. Bu parçalar, granüllü ER’den tomurcuklanan veziküller için çıkış yeridir ve transisyonel endoplazmik retikulum olarak adlandırılırlarstart superscript, 1, end superscript.

Golgi Cisimciği

Veziküller endoplazmik retikulumdan tomurcuklanarak ayrılınca nereye giderler? Son duraklarına uğramadan önce taşıyıcı veziküllerinin içindeki yağların ve proteinlerin sınıflandırılması, paketlenmesi ve etiketlenmesi gerekir, böylece doğru yolu bulabilirler. Bu sınıflandırma, paketleme, etiketleme ve dağıtım işlemleri, yassı zar disklerinden meydana gelen bir organel olan Golgi cisimciğinde (Golgi aygıtı) meydana gelir.
Golgi cisimciğinin mikrografi görüntüsü. Bir dizi yassı zar disklerinin enine kesiti gösteriliyor.
_Görsel hakları: "İç zar sistemi ve proteinler: Şekil 3," OpenStax College, Biology (CC BY 3,0), uyarlama çalışması: Lousia Howard._
Golgi cisimciğinin alıcı kısmına cis yüzü ve tam karşısında bulunan kısma da trans yüz adı verilir. Endoplazmik retikulumdan çıkan taşıyıcı veziküller ilk olarak cis yüzüne gelir ve burada kaynaşarak içeriğini golgi cisimciğinin lümenine aktarır.
Proteinler ve lipitler golginin içinden geçerken daha ileri düzeyde modifikasyonlara uğrarlar. Kısa zincirli şeker molekülleri eklenebilir, çıkarılabilir veya fosfat grupları etiket olarak bağlanabilir. Şemada proteine bağlı mor karbonhidrat grubundaki dalların eklenmesi ve çıkarılması şeklince, bir karbonhidrat işlenmesi gösterilmiştir.
Resim, bir zar proteininin granüllü endoplazmik retikulumdan Golgi'ye ve oradan da hücre zarına olan yolculuğunu gösteriyor. Protein, ilk olarak granüllü endoplazmik retikulumun içinde, dallanmış karbonhidrat zincirlerinin eklenmesiyle modifikasyona uğrar. Daha sonra bu zincirler geri alınır ve Golgi cisimciğinde dallanmış diğer zincirlerle değiştirilir. Karbonhidrat zincirlerinin son halini aldığı protein, taşıyıcı veziküllerin içinde hücre zarına aktarılır. Vezikülün hücre zarıyla kaynaşmasıyla, içinde bulundurduğu yağlar ve proteinler zarın bir parçası hâline gelir.
_Görselin uyarlandığı kaynak: "İç zar sistemi ve proteinler: Şekil 1", OpenStax College, Biology (CC BY 3,0), Magnus Manske'nin çalışmasının uyarlamasıdır._
Modifikasyona uğramış proteinler en sonunda sınıflandırılır (amino asit dizileri ve kimyasal etiketler gibi işaretlere dayanılarak), veziküller içinde paketlenir ve Golgi’nin trans yüzünden tomurcuklanarak ayrılırlar. Bu veziküllerin bazıları içeriklerini kullanılmak üzere lizozom ve koful gibi hücrenin diğer bölümlerine iletir. Diğer veziküller ise hücre zarı ile kaynaşır, zara bağlanacak ve hücrenin bu kısmında işlev görecek olan proteinleri buraya ileterek hücreden salgılanacak olan proteinleri de hücrenin dışına bırakır.
Sindirim enzimleri salgılayan tükürük bezi hücreleri veya bağışıklık sisteminin antikor salgılayan hücreleri gibi, protein salgılayan hücreler çok sayıda Golgi kümesine sahiptir. Bitki hücrelerinde, Golgi cisimciği polisakkaritler (uzun karbonhidrat zincirleri) de üretir ve bunlardan bazıları hücre duvarının yapısına katılır.

Lizozomlar

Lizozom, sindirim enzimleri içeren ve hayvan hücresindeki organellerin geri dönüşüm tesisi olarak görev yapan bir organeldir. Lizozom yaşlı ve gerekli olmayan yapıları, moleküllerinin tekrar kullanılabilmesi amacıyla parçalar. Lizozomlar iç zar sisteminin bir parçasıdır ve Golgi'den ayrılan bazı veziküller lizozoma ulaşır.
Lizozom, hücreye dışarıdan gelen yabancı maddeleri de sindirir. Örneğin, makrofaj denilen akyuvar hücresi grubunu ele alalım, bunlar insan bağışıklık sisteminin bir parçasıdır. Fagositoz olarak bilinen olayda bir patojeni hücre içine almak için, aşağıda gösterildiği gibi, makrofaj zarının bir bölümü içeriye doğru kıvrılır.
Bir parçacığın yutulmasıyla oluşan fagozomun lizozom ile kaynaşarak, parçacığın sindirildiği fagositoza ait şema.
_Görselin uyarlandığı kaynak: "İç zar sistemi ve proteinler: Şekil 4", OpenStax College, Biology (CC BY 3,0)_
Kıvrılan bölüm, patojenin içeri alınmasıyla birlikte fagozom adı verilen bir yapı oluşturarak hücre zarından ayrılır. Fagozom, daha sonra lizozom ile birleşerek sindirim enzimlerinin patojeni parçaladığı birleşik bir bölme oluşturur.

Kofullar

Bitki hücrelerinin lizozomu yoktur. Bunun yerine, koful adı verilen başka bir organel türüne sahiptirler. Büyük merkezi koful su depolar, atıkları yok eder, zararlı maddeleri izole eder ve tıpkı lizozomda olduğu gibi makromolekülleri ve hücresel yapıları parçalayabilecek enzimleri vardırcubed. Bitki kofulları, ayrıca, su dengesini sağlamak için de işlev görür ve toksin ve pigment (renkli parçacıklar) gibi bileşikleri depolamak amacıyla da kullanılabilirstart superscript, 4, end superscript.

Lizozomlar ve Peroksizomlar

Lizozomların ve peroksizomların arasındaki fark, kafa karıştırıcı olabilir. İkisi de, molekülleri parçalara ayırmada ve tehlikeleri etkisizleştirmek görevlerini üstlenmişlerdir. Ayrıca ikisi de, şemalarda küçük, yuvarlak damlalar olarak gösterilir.
Ancak peroksizomlar, kendilerine özgü özellikleri ve hücre içindeki rolleriyle diğer organellerden ayrılırlar. İçinde, yan ürün olarak hidrojen peroksit (start text, H, end text, start subscript, 2, end subscript, start text, O, end text, start subscript, 2, end subscript) üreten ve yükseltgenme tepkimelerinde rol alan enzimleri barındırırlar. Enzimler yağ asitlerini ve aminoasitleri parçalarlar, ayrıca vücuda giren bazı maddelerin zehrini alarak toksin etkisini giderirler. Örneğin, karaciğer hücrelerinde bulunan peroksizomlar, alkolün zehrini alırlar.
Ve daha da önemlisi, lizozomların aksine, peroksizomlar iç zar sisteminin bir parçası değillerdir. Bu, Golgi cisimciğinden vezikül almadıkları anlamına gelir. Proteinlerin peroksizomlara nasıl ulaştıkları hakkında protein hedeflenmesi makalesinden daha fazla bilgi edinebilirsiniz.