Hücre İskeleti Hücreler Arası Bağlantılar Yrd.Doç.Dr.Sevda Söker

Hücre İskeleti Hücreler Arası Bağlantılar

Yrd.Doç.Dr.Sevda Söker

Hücre yüzey özelleşmeleri

Hücre membranında hücrenin fonksiyonuna göre bazı özel farklılaşmalar görülür.

1-Madde alışverişini gerçekleştirmek,2-Hücreye hareket kazandırmak,3-Hücrelerin birbirlerine bağlanmalarını sağlamak.

EPİTEL HÜCRELERİNDE YÜZLER veYÜZEY ÖZELLEŞMELERİ

Apikal yüz

Bazal membran (lamina)

Lateral (yan) yüz

Bazal yüz

Epitel hücrelerikutuplaşma gösterirler.Üç yüzeye sahiptirler

1-Apikal yüzey2-Lateral yüzey3-Bazal yüzey

EPİTEL HÜCRELERİNDE YÜZEY ÖZELLEŞMELERİ

Apikal:MikrovillusSilyaStereosilyaFlagellum

Yan (Lateral):

Zonula okludens (tight junction)Zonula adherensMakula adherens (DEZMOZOM)Gap junction (neksus)

Bazal:Bazal lamina (bazal membran)Bazal membran kıvrımlarıHemidezmozom

APİKAL YÜZÖZELLEŞMELERİ

•Mikrovillus•Silya

•Stereosilya•Flagellum

Mikrovillus: Hareketsiz, yüzey alanını arttıran uzantılardır. Silya ya da kinosilya: Hareketli uzantılardır.Stereosilya: Hareketsiz, dallanmış, yüzey alanını arttıran uzantılardır (epididimis, bazı kanallar) Flagellum: Hareketli ve daha uzun olan uzantılardır. SPERM hücresinde bulunur.

Hücre yüzeylerinde, madde alış – verişini sağlayan bazı özel yapılar ve değişimler mevcuttur.

MİKROVİLLUS

Plazma membranıyla çevrili parmakşeklindeki silindirik sitoplazmik uzantılardır.

Bir hücrede çok sayıdadırlar.

•Hücre yüzeyini artırırlar.•İntestinal absorbtif hücrelerde

çizgili kenar,böbrek proksimal tubul hücrelerinde

fırçamsı kenarolarak adlandırılırlar.Majör fonksiyonu; absorbsiyon ve

transportu kolaylaştırmaktır.Bağırsak epitel hücrelerinde çok sayıdadırlar.

2- Hücreye hareket sağlayan değişimler:

Hücreye hareketlilik kazandıran zar değişimleri arasında ise,

Silya veya kinosilyum (titrek tüy) ve flagellum (kamçı) vardır.

B) Titrek tüyler(kinosillium): Mikrovilluslar gibi sitoplazmanın çıkıntılaşması ile meydana gelir.

Hareketlidir. Solunum yolları,tuba uterina, epididiymisde bulunur.

SİLYA Tüy biçimli uzantılardır. Çatısını 9+2 mikrotübül sistemi

(çevrede 9 çift, merkezde 2 tek) oluşturur ve hareketi sağlar.

Bazal cisimlerden (9 üçlü tübül) başlayarak uzanır.

Aksonem içindeki 9 + 2‟lik mikrotübülüs düzeni, bunların bazal cisimciğe bağlanmış olduğu taban bölümü dışında, silyum uzunluğunun büyük bölümünde sürer.

Bazal cisimciğin yapısı, 9 üçlüden oluşması ve tekli içermemesi yönüyle bir sentriyolunkine benzer.

Sentriyol ve Sentrozom Sentriyoller ışık mikroskobunda bir çift çubuk benzeri

sitoplazmik silindir şeklinde görülür ve üçlü mikrotübüllerden oluşmuştur.

Sentriyolun İşlevi: - Silya ve flagellum için gerekli olan bazal cisimciği sağlar- Bazal cisimcikler çoklu prosentriyolleri, sentriyollerin bölünmesiyle ortaya çıkarırlar. - Her prosentriyol, hücre yüzeyine göç ederek bazal cisimciği oluşturur. - Mikrotübüller, bazal cisimcikten dışarı doğru hücre zarını iter ve olgun silyumun şekillenmesini sağlar.

Sterosilya İnsan vücudunda, duktus epididimisde ve iç kulakta (kohleanın duyu kıl hücreleri üzerinde) bulunan uzun ve

hareketsiz uzantılardır.

Silyumlardan farklı olarak, içerdikleri aktin filamentİ dolayısıyla, oldukça serttirler.

Sterosilyalar, epididimiste yüzey alanını artırırlar ve testiküler sıvının emilmesini patolojik spermlerin fagosite edilmesini sağlarlar. İç kulağın kıl hücrelerinde ise, sinyal oluşturmada görev alırlar.

C-Flagellum(kamçılar):

Kinosillum gibi hareketli sitoplazmik uzantılardır.

FLAGELLUM

•Yapısı silya ile aynıdır (9+2=Aksonem).•Silya’lardan çok daha uzundurlar.•Bir hücrede yalnızca bir tane bulunurlar.•Hareketlidirler.

İnsanda erkek üreme hücresi olanspermiumlarda bulunurlar.

Spermiumun hareketinden sorumludurlar.

FLAGELLUM

HÜCRE BAĞLANTILARI

Hücrenin lateral yüze aitözelleşmeleri

Zonula okludens (Sıkı bağlantı) Zonula adherens Makula adherens (desmozom) Hemidesmozom Gap junction Lateral uzantılar

Yan yüz bağlantı kompleksleri fonksiyonelolarak;•Tutucu (sabitleyici) bağlantı

Zonula adherensMakula adherens (desmozom, hemidesmozom)

•Geçirgen olmayan(engelleyici)bağlantılarZonula okludens

•İletişim sağlayan bağlantılarGap junction

şeklinde sınıflandırılır.

1-Zonula ocludens(Sıkı bağlantı):

Epitel hücrelerin yan yüzlerinin en üst kısmındaki bağlaşmadır.

Hücrelerin yan yüz zarlarının dış yüzleri kaynaşmıştır.

Hücreler arası aralık yoktur. Sıkı bağlantıların iki işlevi

vardır:1- Zar proteinlerinin apikalden bazolateral bölüme hareketini önler2- Suda çözünen moleküllerin hücreler arasından geçişini önler.

Zonula adherens(Ara bağlantı):

Sıkı bağlantıların hemen bazalinde yerleşmiş bağlaşmalardır.

Sıkı bağlantılar gibi hücreyi çevrelerler.

Hücre zarlarını birbirine bağlamakla kalmaz, aynı zamanda da transmembran bağlayıcı proteinler aracılığıyla iki hücrenin iskeletini bağlar.

Zonula adherensin yapısında, (transmembran) adezyon molekülü olan E – kadherin .

E – kadherinin bir ucu, sitoplazmik tarafta katenin denilen bir başka moleküle bağlanır.

Kadherinle katenin arasındaki bu bağlantı neticesinde meydana gelen kompleks,

daha sonra vinküline ve alfa aktinine bağlanır ve bu bağlantı, kadherin moleküllerinin hücre iskeletinin yapısında bulunan aktin filamentleriyle olan etkileşimi için gereklidir.

E – kadherin moleküllerinin hücre dışına uzanan kısımları ise, ya kalsiyum iyonlarıyla veya hücre dışı bölgede yer alan diğer ek bağlantı proteinleriyle temastadır.

Dolayısıyla zonula adherensin biçimsel ve işlevsel bütünlüğü, kalsiyumun varlığına bağlıdır.

Kalsiyumun ortamdan uzaklaştırılması, E – kadherin moleküllerinin ayrışmasına ve komşu hücreler arasındaki bağlantının da kesilmesine yol açar.

Adheren (tutturucu, yapıştırıcı) bağlantılar epitel hücrelerinde, fibroblastlarda, kalp kası hücrelerindeki interkalar disklerde ve düz kas hücrelerinin arasında bulunur.

Desmozom (Macula adherens)

İlk iki bağlantıdan geride hücrenin alt bölümüne yakın bulunurlar.

İki komşu hücreyi birer yarımı karşılıklı yüzeylerde yer alan düğmecik biçimindeki oluşumlarla birbirine tutundururlar. ,

Her yarım desmozomdan çıkan tonofilamanlar karşılıklı hücrelerin sitoplazmaları içine doğru yayılırlar.

Hemidesmozom:

Desmozomların birer yarımlarına sahiptirler.

Hemidesmozomlar hem hücre iskeletinin bazaldeki tutunma yerleri olarak görev yaparlar, hem de bazal yüzde hücre membranının altaki bazal laminaya bağlanmalarını sağlarlar.

Transmembran bağlayıcı proteinlerin sitoplazmik kısmı, plağa bağlanır.

İntegrinler, hemidesmozomların transmembran bağlayıcı proteinleridir .

Gap junction

Desmozomlarda olduğu gibi, odaklar halinde olan gap junction’lar komşu hücrelerin membranları, aralarında sadece 2-4 nm’lik bir aralık bırakacak şekilde birbirine yaklaşırlar.

Gap junction’ların geçirgenlik derecesini Ca iyonları ayarlar.

Düz kaslardaki ve kalp kasındaki oluklu bağlantılar, genellikle “neksus” olarak adlandırılır.

BAZAL YÜZÖZELLEŞMELERİ

•Bazal membran (Bazal lamina)•Bazal kıvrımlar•Hemidesmozom

BAZAL MEMBRANEpitel ile altındaki bağ dokusu arasında bulunandar, asellüler yapıdır.•EM ile iki komponentten oluştuğu görülür:1.Bazal lamina: Epitelyal hücreler tarafından yapılır.2.Lamina retikülaris: Bağ dokusu hücrelerince yapılır.(bazal lamina+lamina retikülaris=BAZAL MEMBRAN)•PAS (+) boyanır.•Işık mikroskobu ile görülebilir.

BAZAL LAMİNA VE BAZAL MEMBRAN

Epitel dokusu daima özel bir hücrelerarası madde bileşeni olan bazal lamina (EM) ya da bazal membran (IM) üzerine oturur.

Bazal lamina (bazal membran) ışık mikroskobu düzeyinde PAS reaksiyonu ya da immünohistokimyasal yöntemlerle gösterilebilir.

Bazal laminave alttaki lamina fibroretikülarisbirlikte bazal membranı oluşturur.

Birbirine belli düzende tutunmuş olan 4 bileşenden oluşur.1-Laminin :Glikoprotein2-Tip IV kollagen3-Entaktin : Glikoprotein4-Perlekan : Heparan

sülfattan zengin bir proteoglikan

BAZAL LAMİNANIN YAPISI

BAZAL LAMİNANIN İNCE YAPISI

Lamina rara (lusida):Bazal hücre zarına komşu, soluk görünen tabakadır (40-60 nm)

Lamina densa :Lamina rara’nın altında koyu görünen tabakadır (40-60nm).

İkisi birlikte bazal laminayı oluştururlar.

Bazal laminanın altındaki lamina fibroretikülaris, retiküler lifler (Tip III kollagen) ve fibronektin glikoproteininden oluşur.

Bazal laminayla beraber bazal membranı meydana getirirler.

Tutundurucu görevine ek olarak bazal membran aynı zamanda özel bir filtre olarak da işlev görür.

Doku onarımında da rehber görevi görür.

BAZAL MEMBRANIN FONKSİYONLARI:•Epitel hücrelerinin kendisi üzerinde uzanacakşekilde migrasyonunu yönlendirir ve dokuorganizasyonunu sağlar.

•Epitelden türeyen tümör hücrelerinin bazallaminayı parçalayıp alttaki dokulara geçipgeçmediklerine bakılarak,tümör hücrelerinin invaziv karakterleri vebazı tümörlerin malinitederecesinin değerlendirilmesinde tanısal önem

taşır.

.

EKSTERNAL LAMİNA

Kas hücreleri, schwan hücreleri ve yağ hücreleri gibi kutuplaşma göstermeyen bazı hücreler bazal laminaya eş yapıda bir membranla çevrilidirler.

Hücreleri çepeçevre sardıklarından bu yapılar bazal lamina yerine eksternal lamina olarak isimlendirilir.

BAZAL KIVRIMLAR İyon transportu yapan

hücrelerin bazal plazmamembranlarında çok sayıdadır.

Bazal plazma membranının yüzeyini artırırlar.

Kıvrımların içindeki bazal sitoplazmada vertikal pozisyonlu çok sayıda mitokondrionbulunur (aktif iyon transportu için gerekli enerjiyi sağlarlar).

Hem membran kıvrımları hem de vertikalmitokondrionlar ışık mikroskobik düzeyde bazalsitoplazmaya çizgili bir görünüm verir.

Pankreasta ve tükrük bezlerinin bazı duktuslarında görülenbu özellik nedeniyle bu duktuslara çizgili duktusadı verilir.

Proksimal renal tubullerdeki hücrelerdede bulunmaktadır.

Bazal lamina (bazal membran)

Bazal kıvrımlar

Bazal lamina (bazal membran) ve

Bazal kıvrımlar

Bağlantı kompleksleri

Fasiya Adherens

Zonula adherense benzer fakat, hücreyi tamamen sarmaz.

Bu oluşum, hücreyi kuşak yerine kurdela tarzında ve kısmen sarar.

Epitel yapısında olmayan dokulara desteklik sağlar ve sağlamlık kazandırır.

Kalp kası hücreleri, birbirlerine fasiya adherens yoluyla tutunurlar.

. Bu hücrelerin arasında bulunan diskus interkalarislerde

makula adherens, gap junction ve fasiya adherensbulunur .

Makula adherens, kalp kası hücrelerini bağlar ve devamlı kasılma işlevinde çekilmeyi ve ayrılmayı engeller.

Gap junction, bitişik hücreler arasındaki iyon devamlılığını sağlar.

Diskus interkalarisler, ışık mikroskobunda demirli hematoksilen ile boyanan kalp kası hücrelerinin uzunlamasına kesitlerinde çok net seçilir.

HÜCRE İSKELETİ

Hücrede protein yapısında filamanların ve tübüllerin oluşturduğu destek çatısınahücre iskeleti denir.

Sürekli reorganize olan dinamik bir yapıdır.

Bu yapısal proteinler sadece hücrenin şekil ve biçimini korumakla kalmaz, aynı zamanda sitoplazma ve hücre hareketinde de rol oynarlar.

Hücre İskeletinin Görevleri Hücreye yapısal desteklik sağlamak, Hücre hareketlerini gerçekleştirmek, Endositoz, fagositoz ve sekresyon gibi olaylarda

işlevsel öneme sahip olmak, Hücre bağlantılarının stabilizasyonunda görev

almak, Kas hücrelerinde kasılmayı sağlamaktır.

Hücre İskeletinin Temel Elemanları

Mikrofilamanlar Aktin (F ve G)

Mikrotübülüsler Tübülün (alfa,

beta) Ara Filamanlar

Vimentin Desmin Laminin Nörofilamin Keratin

MİKROFİLAMANLAR

Mikroflamanlar İpliksel organel şeklindedir. Bulundukları hücre türüne göre 4-16 nm

kalınlıkta olabilir. Mikroflamanlarda mikrotubuluslar gibi protein moleküllerinden

oluşurlar. Ancak boru şeklinde değil gerçek iplik kuruluşundadır.

Mikroflamanlar, hemen hemen her hücre türünde az yada çok miktarda bulunurlar.

Hücre içinde tek tek yerleşeceği gibi demetler halinde de bulunabilirler.

Bu demetlere fibril adı verilir. Mikrofilamanların bir bölümü hücreye hareketlik

kazandırırlar. Diğer bölümü hareket olaylarına katılmazlar.

Hücreleri destekleyerek bunların belli şekiller kazanmalarını ve birbirlerine bağlanmalarını sağlarlar.

Kontraktil filamanların, Aktin ve Miyozin filamanları olmak üzere iki türü vardır.

Aktin filamanı,Esnek, yaklaşık 7 nm çapında, birkaç µm uzunluğundadır.

G-aktin ve F-aktin olmak üzere iki farklı şekilde bulunur.

Hızla büyüyen (+) uca ve daha yavaş büyüyen (-) uca sahiptirler.

Bazı proteinler aktini bağlamakla görevlidirler.

Miyozin,Alfa aktininSpektrinFimbrin

Aktin filamanları mikrovilluslarda bazı proteinlerle ve apikal hücre zarı ile birleşerek paralel demetler oluştururlar.

Mitotik bölünme sırasında bölünme halkası aktin filamanlarının katkısıyla oluşur.

Hücrede diğer birçok hareket olaylarını da yine aktin ve miyozin gerçekleştirirler.

Mikrovillusların ritmik olarak şişip daralmaları, bazı hücrelerin( mikrofajlar, makrofajlar, lenfositler ,fibroblastlar

vs.) yalancı ayaklar salıp, bunlarla hareket edebilmeleri aktin ve miyozin ile olur.

Kontraktil filamanlar, bir çok hücre türünde hücre membranının hemen altında yer yer toplanarak lokal hareketler kazandırır.

Periferdeki bu filamanlar hücre bölünmelerinde, sitoplazmanın boğumlanıp ikiye ayrılmasını da sağlarlar.

ARA FİLAMANLAR

Hücre için yapısal desteklik sağlarlar. Hücre iç yapılarını birbirlerine ve hücre zarına

bağlarlar. Hücre membranı ile hücre iskeleti arasındaki

bağlantıyı sağlarlar. Çekirdeği yerinde tutar. Mitoz sonrası reorganizasyon için yapısal destek

sağlarlar.

En sağlam hücre iskeleti filamanlarıdır. Her hücre türünde bulunmaz. Hücre türüne göre değişik yapıdadır ve

hücrenin türünü belirlemede kullanılır.• Kas hücresi – desmin• Bağ dokusu hücresi – vimentin• Gliya hücresi – GFAP (glial fibriller

asidik protein)• Sinir hücreleri – nörofilamin (NF)• Epitel hücreleri – sitokeratin• Hücre çekirdeği - laminin

vimentin nörofilamin

GFAP

MİKROTÜBÜLLER

Hücre içinde belirsiz uzunluktaki borucuklardır. 200-250. Angstrom çaplarında olabilir.

Zar ile çevrelenmezler Hücre bölünürken oluşan eksen mekiğinin yapısına radiyer

düzenle yer alır. Sentriyolerin yapısında özel düzenle (dokuz adet üçlü tubulus)

bir araya gelmiş mikrotubuluslar bulunur. Kinosilyumların iç yapısında 9+2 düzeninde mikrotubuluslar

yerleşir. Mikrotubuluslar hücreye desteklik yapan bir iç çatı oluşturacak

belirli bir biçim ve dirliğin korunmasını sağlarlar. Hücre bölünürken kromozomların kutuplara çekilmesini

sağlarlar.

Ökaryotik hücrelerin stoplazma matriksi içindeki tübüler yapılardır.

Mikrotübüllerin uzunluğu değişebilir.

Mikrotübüller alfa ve beta tübülin moleküllerinden oluşur.

Mikrotübül Organize Edici Merkezler

Bazal cisimcikler

Sentrioller Sentromerler