Hücre Zarından Madde Geçişleri ve Difüzyon

Hücre zarının en önemli görevlerinden biri hücreye  madde girişini ve hücreden madde çıkışını kontrol   etmektir.
Hücre zarının yapısında bulunan  fosfolipitler, kanal ve taşıyıcı proteinler,   glikolipit ve glikoproteinler sayesinde bazı  maddelerin giriş çıkışına izin verilir.
Bazı   maddelerin geçişi ise sınırlandırılır veya  engellenir.
Hücre zarından madde geçişleri farklı   yollarla gerçekleşir.
Molekül büyüklüğüne göre  madde geçişlerini şu şekilde gruplandırıyoruz.   Önce küçük moleküllerin taşınmasına bakalım.
Bu,  kendi içerisinde pasif taşıma ve aktif taşıma   olarak ikiye ayrılır.
Pasif taşıma difüzyona  bağlı taşımadır.
Kendi içerisinde basit difüzyon   kolaylaştırılmış difüzyon ve osmoz olarak üçe  ayrılır.
Büyük moleküllerin taşınmasını endositoz   ve ekzositoz olarak ikiye ayırıyoruz.
Endositoz  da fagositoz ve pinositoz olarak ikiye ayrılıyor.   Bunların hepsini ayrı ayrı inceleyeceğiz.
İlk  olarak pasif taşıma ile başlayalım.
Pasif taşıma   moleküllerin çok yoğun ortamdan az yoğun ortama  doğru seçici geçirgen zardan difüzyonudur.
Taşıma   yoğunluk farkına bağlı olarak hücre içinden dışına  ya da hücre dışından içine doğru yoğunluklar   eşitlenince kadar devam eder ve molekül hareketi  sonunda dengeye ulaşır.
Pasif taşıma difüzyona   bağlı olduğu için moleküllerin geçişi sırasında  ATP harcanmaz.
Bu nedenle pasif taşıma canlı   hücrelerin yanı sıra çok yıllık bitkilerin iletim  demetinde yer alan ksilem gibi ölü hücrelerde de   gerçekleşebilir.
Şimdi pasif taşımanın bir çeşidi  olan basit difüzyonu inceleyelim.
Hücre zarında   fosfolipitlerin bulunduğunu hatırlıyorsunuzdur.  Hatta burada turuncuyla gösterdiklerimin   her biri fosfolipit.
İşte moleküllerin  fosfolipitten difüzyonuna basit difüzyon   denir.
Karbondioksit ve oksijen gibi gazlar,  yağda çözünen A, D, E ve K gibi vitaminler,   zar proteinlerinin yardımı olmadan fosfolipit  tabakasından basit difüzyonla geçer.
Bu olaylar   sırasında tabii ki ATP harcanmaz.
Şekil üzerinde  inceleyelim.
Bu ilk baştaki sarı ile gösterdiğim   noktalar mesela A vitamini olsun.
Gördüğünüz  gibi çoktan aza doğru fosfolipit tabakasının   arasından geçiyor.
Bunlar da karbondioksit olsun  yine çoktan aza doğru yani çok yoğun oldukları   yerden az yoğun oldukları yere doğru fosfolipit  tabakasının arasından geçiyorlar.
Bu moleküller de   oksijen olsun.
Yönün fark etmediğini söylemiştim.  Bu sefer hücre dışından hücre içine doğru oksijen   molekülleri çok yoğun oldukları yerden az yoğun  oldukları yere doğru fosfolipit tabakasının   arasından geçiyor.
Moleküller bulundukları ortamda  hareket etme eğilimindedir.
Moleküllerin çok yoğun   ortamdan az yoğun ortama doğru hareketine de  zaten difüzyon (yayılma) denir.
Difüzyonda   hareketi sağlayan şey moleküllerin sahip olduğu  kinetik enerjidir.
Örneğin odanın bir köşesine   damlatılan kolonyanın kokusunun kısa bir süre  sonra odanın diğer köşesinde de hissedilmesi   gazların gaz içindeki basit difüzyonudur.  Bir bardak suya kırmızı renkli mürekkebin   damlatılmasından sonra bardaktaki suyun tamamının  kırmızı renk alması sıvıların sıvı içindeki basit   difüzyonudur.
Benzer şekilde bir bardak suya  atılan küp şekerin çözünerek suyu tatlandırması   da katıların sıvı içindeki basit difüzyonudur.  Burada söylediğim 3 örnekte de moleküller çok   yoğun olduğu bölgeden az yoğun olduğu bölgeye  doğru kinetik enerjisi sayesinde difüzyona uğrar.   Difüzyon sonucunda iki ortam arasındaki yoğunluk  yani konsantrasyon farkı azalır.
Moleküllerin   difüzyonu başlangıçta hızlı olmasına rağmen zaman  geçtikçe yavaşlar.
Daha sonra ise difüzyon hızı   sabit hale gelir çünkü artık ortamda birim zamanda  yer değiştiren molekül sayısı eşitlenmiş olur.   Şimdi de difüzyon hızını etkileyen faktörleri  konuşalım.
Difüzyonun gerçekleşeceği iki ortam   arasındaki molekül yoğunluğu farkı ne kadar  fazlaysa difüzyon o kadar hızlı gerçekleşir.   Difüzyonun gerçekleşeceği ortamın sıcaklığı  arttıkça difüzyon hızı da artar.
Çünkü sıcaklığın   artması moleküllerin kinetik enerjisini artırır.  Molekül ağırlığı küçük olan maddeler büyük olan   maddelere göre daha hızlı difüzyona uğrar.  Hücre zarındaki por sayısı ne kadar fazla   olursa difüzyon da o kadar hızlı olur.
Yağda  çözünen maddeler suda çözünenlere göre zardan   daha hızlı geçer.
Nötr maddeler iyonlara göre  hücre zarından daha hızlı geçer çünkü hücre zarı   pozitif yüklüdür.
Hatta negatif yüklü iyonlar yani  anyonlar pozitif yüklü iyonlar olan katyonlara   göre daha kolay geçer.
Difüzyonun gerçekleşeceği  yüzey alanı arttıkça difüzyon hızı da artar.
Şimdi   biraz daha kolaylaştırılmış difüzyonu konuşalım.  Glikoz, amino asit gibi polar moleküller ve suda   çözünen kalsiyum, magnezyum, potasyum, klor gibi  iyonlar fosfolipit tabakasından basit difüzyonla   geçemez.
Bu moleküller hücre zarında yer alan  taşıyıcı proteinler sayesinde çok yoğun oldukları   ortamdan az yoğun oldukları ortama doğru ATP  harcamadan geçerler.
Taşıyıcı proteinlere kanal   proteinleri veya özgür taşıyıcı proteinler de  diyoruz.
Basit difüzyon ile kolaylaştırılmış   difüzyon arasındaki en önemli fark burada  taşıyıcı proteinlerin kullanılıyor olması.
Hücre
Hücre Zarı ve Madde Geçişleri 1 / 4
Hücre Zarından Madde Geçişleri ve Difüzyon
Hücre Zarından Madde Geçişleri ve Difüzyon