Hücrede, hücreyi dış ortamdan ayıran dış zarına ek olarak, organeller (hücre içinde çeşitli görevleri olan yapılar) da zarlarla çevrilidir. Organelleri çevreleyen zarların toplamına iç zar sistemi denir. İç zar sistemi ilk olarak 19. yüzyılın sonlarında Camilo Golgi tarafından keşfedilmiştir. Golgi, hücre içindeki zarların birbirine bağlı olduğuna inanıyordu. Ancak görüntüleme mikroskopisindeki ve biyokimyasal araştırmalardaki gelişmeler, bir hücre içindeki zarların hepsinin ayrı olduğunu ve farklı işlevlere sahip olduğunu göstermiştir. Bu zarlar özel bir taşıma sistemi ile kendi aralarında molekül alışverişi yaparlar.
Günümüzde iç zar sistemi; Endoplazmik retikulum, Golgi aygıtı ve lizozom adı verilen hücresel organelleri içerdiği bilinmektedir. İç zar sistemindeki organeller, zara bağlı veziküller adı verilen küçük keseler aracılığıyla birbirleriyle malzeme alışverişi yapar. Veziküller ayrıca hücre zarı ile etkileşime girer.
Zarlar ve onları oluşturan proteinler endoplazmik retikulumda (ER) oluşturulur. Hücrenin ribozom adı verilen organelinde yapılan proteinler, yapısındaki daha fazla değişiklik için acil servise gelir. Ayrıca ER, zarların yapısında lipitlerin (lipidlerin) sentezinde yer alan enzimleri de içerir ve ER’de lipit sentezinden sonra organel zarı içine alınırlar. Aynı şekilde, sentezleri sırasında zardan geçen proteinler (zarı geçen proteinler) ER’nin kendi zarına dahil edilir. ER zarındaki reseptör transmembran proteinleri, bir tür amino asit dizisi olan bir sinyal dizisi ile etiketlenir. Bu sinyal dizisinin işlevi, belirttiğiniz molekülün hedefini belirlemektir. ER zarına yerleşen moleküller, ER zarından ayrılarak vezikül yapısı oluşturarak gidecekleri yere uçarlar. Gittikleri yerde zar yapısına katılırlar. Böylece yeni zar sentezi gerçekleşir.
Benzer bir süreç hücre tarafından salgılanan proteinler için de geçerlidir. Ribozomda sentezlenen protein, sentezlendikten sonra hücre tarafından ER’ye gönderilir. ER’de veziküle paketlenirler ve vezikül hücre zarına gelirler. Kesecik zarı hücre zarı ile birleşir ve kesecik içeriği hücreden boşaltılır. İnsan insülini ve eritropoietin bu kesecikler vasıtasıyla hücreden salgılanan proteinlerdendir.
Membran lipitleri ve proteinleri endoplazmik retikulumda sentezlenir. Sentezlenen bu moleküller alveoller yoluyla nihai varış yerlerine ulaşır. Yük taşıyan veziküller, mikrotübül adı verilen uzun protein yapıları aracılığıyla birleştikleri diğer zara geçerler. ER’den çıkan veziküller Golgi aygıtına ve oradan da lizozom veya hücre zarına gelir. ER’de sentezlenen proteinlerin amino asit dizisinin bir kısmı, proteinin nereye gittiğini gösteren bir sinyal görevi görür.
Çözünür proteinler vezikülün lümenine taşınır. Lizozoma giden proteinler, lizozomun içeriğine dahil edilir. Hücre dışında sentezlenecek proteinlerin kesecikleri lizozom yerine hücre zarına gelir.
Proteinler üzerinde daha fazla işlem yapılması gerektiğinde, proteinler ER’den kesecikler yoluyla golgi aparatına gelir. Buradaki reaksiyonlar, karbonhidrat gruplarının proteinlere eklenmesi ve proteinlerin salgılanmasıdır. Proteinlere eklenen karbonhidratlar karmaşıktır ve sentezleri birçok basamak gerektirir.
Elektron mikroskobunda, Golgi aygıtı düzleştirilmiş bir kese olarak görünür. ER’den çıkan veziküller en yakın Golgi zarıyla birleşir. Golgi’nin bu kısmına cis-Golgi denir. Vezikülün ayrılacak moleküllerin Golgi aparatından çıktığı kısmına trans-Golgi denir. Golgi aygıtındaki farklı enzimler, her haznede farklı reaksiyonları katalize eder. Golgi’den sonra vezikül lizozom, depolama vezikülleri veya plazma zarına yönlendirilir.
Lizozomlar içinde çok güçlü parçalayıcı enzimler içerir ve lizozoma gelen makromolekülleri yapı taşlarına ayırır. Proteinleri, nükleik asitleri, yağları ve kompleks karbonhidratları parçalayan hidrolaz adı verilen bir enzim içerir. Hücrede, molekülleri parçalamak ve yenilerini oluşturmak için devam eden reaksiyonlar vardır. Lizozomlar ayrıca parçalanması gereken molekülleri yapı taşlarına ayırır ve bu yapı taşlarına yeni moleküller ve zarlar yapılır. Bu sayede lizozomlar hücrede geri dönüşümü sağlar. Lizozomun iç kısmı sitoplazmadan daha asidiktir. Çünkü lizozomdaki enzimler asidik ortamda çalışabilirler. Enzimler bu organelde lizozomal zar tarafından tutulur ve bu enzimler lizozomal zardan kaçarlarsa, hücrenin tüm içeriğini sindirecek kadar güçlüdürler. Bitkilerde ve mantarlarda lizozomlara asit vakuolleri denir.
Lizozomlar, trans-Golgi kaynaklı keseciklerin birleşiminden oluşur. Lizozom parçalayıcı enzimler de ER’de üretilir ve Golgi aparatında bazı işlemlerden sonra lizozoma ulaşır.
özetleme; Lizozom, ER ve Golgi aygıtı iç zar sisteminin üyeleridir. Bu sistemin üyeleri arasında veziküller aracılığıyla madde alışverişi yapılır, böylece salgılanacak zarlar ve proteinler yapılabilir. Öte yandan, sentezlenen proteinler, amino asit dizisinin yapısında, hedeflerini belirleyen sinyal dizileri içerir.
kaynak:
https://www.nature.com/scitable/topicpage/endoplasmic-reticulum-golgi-apparatus-and-lysosomes-14053361
yazar: Ayka Olkay
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]