View
238
Download
5
Category
Preview:
Citation preview
V 1
BİYOLOJİKMEMBRANLAR
Prof.Dr. Kadir TURAN
K.TURAN-2016
V 2
Membranların genel yapısı►Non-kovalent etkileşimlerin bir arada tuttuğu lipid ve proteinlerin oluşturduğu ince bir film yapısındadır.►Membranlar durağan özellik göstermezler, dinamik ve akışkan yapıdadırlar►Çift katlı lipid yapısı membranın ana iskeletini oluşturur ve seçici geçirgen
özellik taşır.►Proteinler membranın tüm diğer işlevlerini yerine getirirler
MEMBRANLAR
MBC-IV.th edition
K.TURAN-2016
V 3
Karaciğer Hücresi KesitiNukleusMitokondrilerEndoplazmik RetikulumMBC-IV.th edition
Karaciğer Hücresi KesitiGolgiPlazma zarlarıLizozomMBC-IV.th edition
MEMBRANLAR
K.TURAN-2016
V 4
Membranların İşlevleri
► Hücre membranı hücrenin sınırlarını belirler
► Hücre organellerini sitosolden ayırır
► İyon gradiyenti oluşturur. Oluşan iyon gradiyentiATP sentezi ya da elektrik sinyallerininoluşturulması ve iletisinde kullanılır
► Yapısında taşınan proteinler farklı işlevlerüstlenirler (transport, sinyal iletimi vb.)
Membranların Yapısında Yer Alan Moleküller
LİPİDLER
PROTEİNLER
KARBOHİDRATLAR
K.TURAN-2016
V 5
Lipidler membranların ana iskeletini oluştururlar.Membranların yapısında yer alan tüm lipidler amfipatiközellik gösterir. Bir hidrofilik (polar, suya ilgisi fazla)ve bir hidrofobik (non-polar, apolar, sudan kaçan)grup taşırlar. Lipidlerin hidrofobik uçları çoğunluklayağ asidi molekülleridir.
Polar grup (hidrofilik)
Non-polar grup (hidrofobik)
LİPİDLER
K.TURAN-2016
V 6
LİPİDLER
Misel
Çift katlı Lipid Tabakası(Lipid bilayer)
Lipidler, amfipatik özellik göstermeleri nedeniyle suluortamlarda kendiliğinden çift katli lipid tabakası yada misel yapısı oluştururlar. Bu yapılarda dışta polariç kısımda ise non-polar gruplar ye alır.
Lipid molekülleri
Non-polar
Polar
Polar
K.TURAN-2016
V 7
Yapay olarak oluşturulan çift katli lipid tabakası suluortamlarda küresel vesiküller oluşturma eğilimindedir.Bu yapılara lipozom adı verilir.
LİPİDLER
Lipozom(Elektron mikrograf)
Lipozom(Model)
MBC-IV.th edition
K.TURAN-2016
V 8
MEMBRANLARIN YAPISINDA YER LİPİDLER
1.Gliserofosfolipidler*Fosfotidilkolin*Fosfotidiletanolamin*Fosfotidilserin*Fosfotidilinositol
2.Sfingofosfolipidler*Sfingomiyelin
3.Glikosfingolipidler* Serebrosidler* Gangliosidler* Globosidler
4.Kolesterol
GLİSERİN
SFİNGOSİN
SFİNGOSİN
STEROİD HALKA
K.TURAN-2016
V 9
Gliseridler (Yağlar) : Gliserin+Yağ asitleri
GLİSEROFOSFOLİPİDLER
CH2-OH
CH -OH
CH2-OH
OH
OH
OH CH3-(CH)n-COOH
Gliserin Yağ asitleri
Monogliserid Digliserid Trigliserid
O-C-R1
OH
O
OH
O-C-R1
OH
O
O-C-R2O
O-C-R1O
O-C-R2O
O-C-R3O
K.TURAN-2016
V 10
O-C-R1O
O-C-R2O
O-P-O-
O
O-
X
YAĞASİDİ
YAĞASİDİ
FOSFAT
GLİSERİN X
X = H -Fosfotidik asitX = Kolin -Fosfotidil kolinX = Etanolamin -FosfotidiletanolaminX = Serin -FosfotidilserinX = İnositol -Fosfotidilinositol
GLİSEROFOSFOLİPİDLER
KolinKolin EtanolaminEtanolaminSerinSerin İnositolİnositol
K.TURAN-2016
V 11
Sfingosin(amino alkol)
OH-CH2-CH-CH-CH=CH-(CH2)12-CH3
NH2
OH
OH
NH2
OH
SFİNGOFOSFOLİPİDLER
OH
NH2
OH R
Yağ asitleri
Fosfat+Alkol
Sfingofosfolipid
K.TURAN-2016
V 12
NH-
OH R
O-C-R1O
O-P-O-
O
O-
Kolin
NH-
OH R
O-C-R1O
O-P-O-
O
O-
Etanolamin
SFİNGOMİYELİN
SFİNGOFOSFOLİPİDLER
K.TURAN-2016
V 13
Seramid
GLİKOSFİNGOLİPİDLER
Şeker
NH-
OH R
O-C-R1O
OH
Glikosfingolipidler
OH
OH
NH
O
C=O
R1
yağ asidi
sfingosin
K.TURAN-2016
V 14
NH-
OH R
O-C-R1O
O- Galaktoz
Bir serebrozid
GLİKOSFİNGOLİPİDLER
NH-
OH R
O-C-R1O
O- X
X = Glu-Gal = Glu-Gal-NAc-Gal= Glu-Gal-NAc-Gal-Gal
Gangliosidler
K.TURAN-2016
V 15
KOLESTEROL
• Kolesterol uzun doymuş yağ asidizincirlerini içeren plazma membranı gibimembranlarda bol miktarlarda bulunur.Kolesterolün varlığı, fizyolojiksıcaklıklarda bu tip membranlardakristallenmeleri önler.
• Kolesterol içermeyen ya da çok düşükoranlarda içeren, mitokondri membranıgibi membranlar, bol miktarda bir ya dadaha fazla çifte bağ içeren, dolayısıyladaha düşük erime sıcaklığına sahip yağasitleri içeren lipidler taşırlar.MBC-IV.th editionMBC-IV.th edition
A B
C D1
2
3
45
6
7
89
10
11
12
13
14 15
16
17
18
19
Steroid Halka
A B
C D1
2
3
45
6
7
89
10
11
12
13
14 15
16
17
18
19
Steroid Halka
HO
HH
Kolesterol
HO
HH
Kolesterol
K.TURAN-2016
V 16
Farklı hücre membranlarında ortalama lipid oranlarıMBC-IV.th editionMBC-IV.th edition
K.TURAN-2016
V 17
Membran Proteinleri
I. İntegral membran proteinleri
a.Transmembran proteinleri amfipatic özellik gösterirler
– Membranın her iki tarafında kalan hidrofilik bölgeler suile; hidrofobik bölgeler ise membran fosfolipidlerininhidrofobik yağ asidi zincirleri ile etkileşim halindedir.
Çift katlı lipid tabakasıÇift katlı lipid tabakası
K.TURAN-2016
V 18
b. Sitosolik membran proteinleri
Membranın sitoplazma tarafında lokalize olmuşlardır
Membrana amfipatik yüzeysel bir heliks bölgesi ile bağlanırlar
Çift katlı lipid tabakasıÇift katlı lipid tabakası
K.TURAN-2016
V 19
II. Periferal membran proteinleri
Membranın her iki tarafında, integral membran proteinlerinin polarbölgeleri ile non-kovalent bağlar ile bağlı proteinlerdir. Periferalmembran proteinleri iyonik kuvvet ya da ortam pH’sı değiştirilerekmembran yapısı bozulmadan ayrıştırılabilirler
Çift katlı lipid tabakası
K.TURAN-2016
V 20
Membranların Geçirgenliği
Membranlar seçici geçirgen özellik taşırlar. Su, oksijen, azot, gliserolgibi küçük yüksüz moleküler membrandan geçebilmekte, buna karşıniyonlar ve daha büyük hidrofilik moleküllerin geçişi engellenmektedir.
Küçük yüksüz moleküller
Büyük hidrofilikmoleküller ve iyonlar
Küçük yüksüz moleküller
Büyük hidrofilikmoleküller ve iyonlar
The Cell:A Molecular ApproachG. M. Cooper - R. E. Hausman
K.TURAN-2016
V 21
Membranlardan Transport
Membranların ana iskeletini oluşturan lipid tabakalarından geçemeyenmoleküller, membran yapısında yer alan kanal proteinleri ya da taşıyıcıproteinler aracılığıyla hücre içerisine alınırlar.
KolaylaştırılmışTransport
AktifTransport
Taşıyıcı proteinler
Kanal proteinleri
K.TURAN-2016
V 22
Membranlardan Transport
Büyük partiküllerin hücre içerisinealınması endositoz olarak adlandırılanpartikülü çevreleyen membran bölgesininiçe çökmesi ve hücre membranındanayrılarak sitoplazmada serbest kalmasıolayı ile gerçekleştirilir. Endositozyoluyla katı bir partikülün hücreyealınması fagositoz, sıvı bir maddeninalınması ise pinisitoz olarak tanımlanır.
Endositozun aksine, hücre içerisindekiartıkların, atık maddeyi çevreleyenmembran ile hücre membranının füzyonuile dışarı atılmasına ekzositoz adı verilir.The Cell:A Molecular Approach
G. M. Cooper - R. E. Hausman
K.TURAN-2016
V 23
Lizozomlar:Lizozom terimi Yunanca “lysis” (erime)kelimesinden türetilmişidir. Lizozomlarökaryotik hücrelerde bulunan 0.5-1 µmçapında sitoplazmik organellerdir. Temelişlevleri hücre içi ya da hücre dışı kaynaklımateryallerin sindirimidir.
Düz Yüzlü E.R. Nukleus Lizozomlar
5 µm Peroksizom Mitokondri
MBC-IV.th edition
Lizozom ve Peroksizom
Peroksizomlar:Yapı ve büyüklük olarak lizozomlara benzeyenorganellerdir. Peroksizomlar katalaz ve üratoksidaz gibi çeşitli oksidasyon-redüksiyonreaksiyonlarını kataliz eden enzimler taşırlar.Bu enzimler hücre için toksik olan H2O2 ve üregibi moleküllerin de-toksifikasyonu açısındanbüyük önem taşır. Bu işlemler sırasındamoleküler oksijen kullanılır. Dolayısıylaperoksizomlar mitokondrilerde olduğu gibi enfazla moleküler oksijenin kullanıldığıorganellerden biridir.
RH2 + O2 R + H2O2
peroksidazH2O2 + RH2 R + 2H2O
katalazH2O2+ H2O2 2H2O + O2
K.TURAN-2016
V 24
Lizozomların Otofajik Fonksyonu
Lizozomlar hücre içerisinde patolojik ve bazı fizyolojik koşullarda,bozulmuş, işlevini tamamlamış ya da yaşlanmış organellerin ortadankaldırılmasında da işlev grürler. Lizozomların hücre içi yapılarıortadan kaldırması otofaji olarak tanımlanır.
Hasar görmüş iki organeli içeren lizozom
1 µm
Peroksizom
Mitokondri
MBC-IV.th edition
K.TURAN-2016
V 25
Endoplazmik Retikulum:Membran ve Membran Proteinlerinin Sentezi
• Endoplazmik retikulum sito-plazma içerisinde hücremembranına benzer memb-ranlardan oluşan tüpsü birağ yapısıdır.
• E. R. membranlarının birkısmına ribozomlar bağlan-mıştır. Granüllü E.R olarakadlandırılan bu bölgelerdeözellikle membranlara bağlıproteinler ve salgı protein-leri sentez edilir.
• Membranların gliserofos-folipid komponentleri E.R.membranlarının sitosolikyüzeyinde sentez edilerekyapının büyümesi sağlanır.
The Cell:A Molecular ApproachG. M. Cooper - R. E. Hausman
Granüllüendoplazmik
retikulum
Düz yüzlüendoplazmikretikulum
K.TURAN-2016
V 26
Granüllü Endoplazmik Retikulum’a Bağlı Ribozomlarda Protein Sentezi
The Cell:A Molecular ApproachG. M. Cooper - R. E. HausmanK.TURAN-2016
V 27
Golgi Kompleksi:Protein Modifikasyonları ve Membran Sentezi
The Cell:A Molecular ApproachG. M. Cooper - R. E. Hausman
• Endoplazmik retikulumdantransfer edilen proteinlergerekli modifikasyonlardan(çeşitli karbohidrat mole-külleri eklenmesi gb.) sonraendozom, lizozom ya dahücre membranı gibi hedeforganellere ulaştırılır.
• Membranların yapısında yer alan sfingomiyelin ve glikolipidler Golgi komplek-sinde sentez edilerek membrana katılır.
Plazma membranı, sekresyon (salgı), endozom, lizozom
Endoplazmikretikulum
E.R.-Golgi arakompatment
Golgi ve Golgivesikülleri
Er-golgi.mov
K.TURAN-2016
V 28
MitokondrilerOksidatif Fosforilasyon: ATP sentszi
GLUKOZ
2 PİRUVİK ASİT ETANOL
LAKTİK ASİT
Anaerobik koşullar
Aerobik koşullar
The Cell:A Molecular ApproachG. M. Cooper - R. E. Hausman
Matriks Krista
İç membranDış membran
Membranlar arası alan
Piruvat Yağ asitleri
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O
V 29
Mitokondri İç Membranı:Elektron Transport Zinciri Proteinleri
Matriks
Mitokondri diş membranı
Mitokondri iç membranı
Sitoplazma
The Cell:A Molecular ApproachG. M. Cooper - R. E. Hausman
Elektron Transport Zinciri Proteinleri
K.TURAN-2016
V 30
Matriks
Mitokondri diş membranı
Mitokondri iç membranı
Sitoplazma
Mitokondri İç Membranı: Elektron Transport Zinciri Proteinleri
The Cell:A Molecular ApproachG. M. Cooper - R. E. Hausman
Elektron Transport Zinciri Proteinleri
K.TURAN-2016
Recommended