HÜCRE ZARI: YAPISI & FONKSİYONU

Benzer belgeler
Hücre Membranının Elektriksel Modeli. Yrd. Doç. Dr. Aslı AYKAÇ Yakın Doğu Üniversitesi Tıp Fakültesi Biyofizik AD

Membran Organizasyonu

İSTİRAHAT MEMBRAN POTANSİYELİ & AKSİYON POTANSİYELİ. Prof.Dr. Mitat KOZ

Hücrelerde Elektriksel Aktivasyon

MEMBRAN POTANSİYELLERİ HÜCRELERİN ELEKTRİKSEL AKTİVİTESİ

HÜCRE MEMBRANINDAN MADDELERİN TAŞINMASI. Dr. Vedat Evren

Dielektrik malzeme DİELEKTRİK ÖZELLİKLER. Elektriksel Kutuplaşma. Dielektrik malzemeler. Kutuplaşma Türleri Elektronik kutuplaşma

SĐNAPTĐK POTANSĐYELLER

BMM307-H02. Yrd.Doç.Dr. Ziynet PAMUK

Fizyoloji PSİ 123 Hafta Haft 6 a

ADIM ADIM YGS-LYS 27. ADIM HÜCRE 4- HÜCRE ZARINDAN MADDE GEÇİŞLERİ

GAZİ ÜNİVERSİTESİ EĞİTİM FAKÜLTESİ FİZİK ÖĞRETMENLİĞİ

HÜCRE ZAR SİSTEMLERİ. Yüzey (plazma) zarı: Tüm hücrelerde var. İç zar: Ökaryotik hücrelerde var.

DİNLENİM MEMBRAN POTANSİYELİ. Prof. Dr. Taner Dağcı Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi Fizyoloji Ab. D.

BİYOSİNYAL İLETİMİ 1

HÜCRE FİZYOLOJİSİ Hücrenin fiziksel yapısı. Hücre membranı proteinleri. Hücre membranı

Biochemistry Chapter 4: Biomolecules. Hikmet Geçkil, Professor Department of Molecular Biology and Genetics Inonu University

SU VE HÜCRE İLİŞKİSİ

Paylaşılan elektron ya da elektronlar, her iki çekirdek etrafında dolanacaklar, iki çekirdek arasındaki bölgede daha uzun süre bulundukları için bu

4- Aksiyon Potansiyeli

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

BÖLÜM 7 YALITKANLAR & DİELEKTRİK ÖZELLİKLERİ

Dispers Sistemlerin Sınıflandırılması

RADYASYON ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ

Elektrostatik Elektrik Alan Elektrik Akı Kondansatör. Kaynak : Serway-Beichner Bölüm 23, 24, 26

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

ENERJİ DEPOLAMA SUNUMU MESUT EROĞLU

Elektrik Devre Temelleri 11

Farmasötik Toksikoloji

SİNAPTİK İLETİM: SON PLAK POTANSİYELİ OLUŞUMUNDA MODELLEME VE SİMÜLASYON ÜZERİNE BİR ÇALIŞMA

Sensörler. Yrd.Doç.Dr. İlker ÜNAL

BİYOKİMYAYA GİRİŞ: ATOM, MOLEKÜL, ORGANİK BİLEŞİKLER

BÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK. Atom yapısı. Bağ tipleri. Chapter 2-1

Hücrenin Membrane Potansiyeli. Aslı AYKAÇ, PhD

Her madde atomlardan oluşur

Kalp Fonksiyonları KALP FİZYOLOJİSİ. Kalp Fonksiyonları. Kalbin Lokalizasyonu ve Ölçüleri. Kalbin Lokalizasyonu ve Ölçüleri. Dolaşım Sistemleri

GENEL ELEKTROFİZYOLOJİK ÖZELLİKLER. Uzm. Fzt. Deniz KOCAMAZ

Hücre membranının biyolojik özellikleri. Doç. Dr. Çiğdem KEKİK ÇINAR

FİZİK II - Final UYGULAMA

Elektromanyetik Dalga Teorisi

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

Kloroform, eter ve benzen gibi organik çözücülerde çözünen bunun yanı sıra suda çözünmeyen veya çok az çözünen organik molekül grubudur.

Katı ve Sıvıların Isıl Genleşmesi

Chemistry, The Central Science, 10th edition Theodore L. Brown; H. Eugene LeMay, Jr.; and Bruce E. Bursten. Kimyasal Bağlar.

Alternatif Akım Devreleri

kitabı olarak önerilen, Erdik ve Sarıkaya nın

İnstagram:kimyaci_glcn_hoca GAZLAR-1.

KİNETİK GAZ KURAMI. Doç. Dr. Faruk GÖKMEŞE Kimya Bölümü Hitit Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi 1

Serüveni 3. ÜNİTE KİMYASAL TÜRLER ARASI ETKİLEŞİM GÜÇLÜ ETKİLEŞİM. o İYONİK BAĞ o KOVALENT BAĞ o METALİK BAĞ

BİYOFİZİK. Doç. Dr. Mete ÖZCAN

ISININ YAYILMA YOLLARI

KRİSTAL KUSURLARI BÖLÜM 3. Bağlar + Kristal yapısı + Kusurlar. Özellikler. Kusurlar malzeme özelliğini önemli ölçüde etkiler.

Elektrik Devre Temelleri 11

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

HÜCRE ZARINDA TAŞINIM

9. SINIF KONU ANLATIMI 5 CANLININ TEMEL BİLEŞENLERİ -İNORGANİK MADDELER 1- SU

I. FOTOELEKTRON SPEKTROSKOPĠSĠ (PES) PES orbital enerjilerini doğrudan tayin edebilir. (Fotoelektrik etkisine benzer!)

ADIM ADIM YGS-LYS 5. ADIM CANLININ TEMEL BİLEŞENLERİ -İNORGANİK MADDELER 1- SU

1. Öğretmen Kılavuzu. 2. Öğrenci Kılavuzu

1. Amaç Kristallerin üç boyutlu yapısı incelenecektir. Ön bilgi için İnorganik Kimya, Miessler ve Tarr, Bölüm 7 okunmalıdır.

FTR 231 Fonksiyonel Nöroanatomi. Sinir Lifleri ve Periferik Sinirler yrd.doç.dr.emin ulaş erdem

MAKRO-MEZO-MİKRO. Deney Yöntemleri. MİKRO Deneyler Zeta Potansiyel Partikül Boyutu. MEZO Deneyler Reolojik Ölçümler Reometre (dinamik) Roww Hücresi

Atomların bir arada tutulmalarını sağlayan kuvvetlerdir Atomlar daha düşük enerjili duruma erişmek (daha kararlı olmak) için bir araya gelirler

Bölüm 24 Gauss Yasası

MALZEME BİLGİSİ DERS 4 DR. FATİH AY.

BİYOLOJİK MEMBRANLAR. Prof.Dr. Kadir TURAN V 1

KOVALENT BAĞLARDA POLARLIK. Bileşikler 5. Bölüm

Modern Fiziğin Teknolojideki Uygulamaları

Tüm yaşayan organizmalar suya ihtiyaç duyarlar Çoğu hücre suyla çevrilidir ve hücrelerin yaklaşık %70 95 kadarı sudan oluşur. Yerküre içerdiği su ile

MALZEMENİN İÇ YAPISI: Katılarda Atomsal Bağ

E = U + KE + KP = (kj) U = iç enerji, KE = kinetik enerji, KP = potansiyel enerji, m = kütle, V = hız, g = yerçekimi ivmesi, z = yükseklik

İstatistiksel Mekanik I

10. SINIF KONU ANLATIMLI. 3. ÜNİTE: DALGALAR 3. Konu SES DALGALARI ETKİNLİK ve TEST ÇÖZÜMLERİ

BÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK. Atom yapısı. Bağ tipleri. Chapter 2-1

KAS FİZYOLOJİSİ. Yrd.Doç.Dr. Önder AYTEKİN

DENEY 4. KONDANSATÖRLERİN SERİ VE PARALEL BAĞLANMASI. 1) Seri ve paralel bağlı kondansatör gruplarının eşdeğer sığasının belirlenmesi.

Elektrik Yük ve Elektrik Alan

GENEL KİMYA. Yrd.Doç.Dr. Tuba YETİM

SİNİR HÜCRELERİ. taşınması çevresel sinir sistemi tarafından meydana getirilen sinir hücreleri tarafından gerçekleştirilir.

Hazırlayan: Tugay ARSLAN

Elektromanyetik Alan Kaynakları (1)

ELEMENTLER VE BİLEŞİKLER

Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi, Fizik Bölümü Fizik II Dersi Birinci Ara Sınavı

Elektrokimyasal İleti II

Elektromanyetik Işıma Electromagnetic Radiation (EMR)

ÇEV416 ENDÜSTRİYEL ATIKSULARIN ARITILMASI

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ

MEMBRANLARDAN MADDE GEÇİŞİ. Prof. Dr. Taner Dağcı Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi Fizyoloji Ab. D.

ÖĞRENME ALANI : FİZİKSEL OLAYLAR ÜNİTE 2 : KUVVET VE HAREKET

FİZYOLOJİ LABORATUVAR BİLGİSİ VEYSEL TAHİROĞLU

ISI VE SICAKLIK. 1 cal = 4,18 j

Elementlerin büyük bir kısmı tabiatta saf hâlde bulunmaz. Çoğunlukla başka elementlerle bileşikler oluşturmuş şekilde bulunurlar.

BMM 205 Malzeme Biliminin Temelleri

Sensörler Öğr. Gör. Erhan CEMÜNAL Thomas Alva Edison

Malzemeler elektrik yükünü iletebilme yeteneklerine göre 3 e ayrılırlar. İletkenler Yarı-iletkenler Yalıtkanlar

MADDE NEDİR? Çevremize baktığımızda gördüğümüz her şey örneğin, dağlar, denizler, ağaçlar, bitkiler, hayvanlar ve hava birer maddedir.

ELEMENT VE BİLEŞİKLER

MALZEME BİLİMİ. Difüzyon

Ağrı. Ağrı hissinin oluşması Ağrı hissinin iletilmesi Ağrı hissinin yorumlanması

TEMEL KAVRAMLAR BİRİM SİSTEMİ TEMEL NİCELİKLER DEVRE ELEMANLARI ÖZET

Transkript:

1- GENEL BAKIŞ Fluid mosaic memb. model; Prof. Dr. Belma TURAN; SUNUMLAR HÜCRE ZARI: YAPISI & FONKSİYONU Singer & Nicolson, Science 1972; 175: 720-31 - iç-dış ortamı biri birinden ayırır - hücre-hücre konuşmasında çok önemli rol oynar sıvı-kristal yapısındadır ve iletkenlik, yalıtkanlık, kapasitör, elektrik bataryası gibi elektriksel özelliklere sahiptir -çok iyi seçici özelliğinde bir filtre gibi davranır: besinlerin girmesine ve artık ürünlerin hücreden atılmasını sağlar, fakat iyonların giriş-çıkışı için özel yollara gereksinim vardır - Lipid çift tabakası (bilayer): toplam zar kütlesinin yaklaşık 50%. - Bütün lipid molekülleri amfifilik özellikte (a hydrophilic, water-loving or polar end & a hydrophobic, water-fearing or nonpolar end) - elektriksel yalıtkan gibi davranır/kapasitif özellik 1

- Lipid çift tabakası (bilayer): toplam zar kütlesinin yaklaşık 50%. Bütün lipid molekülleri amfifilik özellikte (a hydrophilic, - water-loving or polar end & a hydrophobic, water-fearing or nonpolar end) - elektriksel yalıtkan gibi davranır/kapasitif özellik - Ana phospholipidler phospho-glyceridelerdir: 3-karbon glycerol omurga, 2 uzun-zincir yağ asidi ester bağları ile takip eden karbon atomlarına bağlı durumda, 3.cü karbon atomu a phosphate grubuna bağlanmış. Bu sistem farklı baş grupları ile birlikte bulunmakta Kolesterol molekülleri bilayer içinde kendi kendilerine bir sonraki phospholipid molekülünün polar başına yakın hydroxyl grupları ile yönlenmiş durumda bulunurlar Lipid bilayer içinde phospholipidlerin hareketi: Bilayer bir dinamik yapı özelliğinde, Phospholipid molekülleri lateral olarak bir tabaka boyunca kolaylıkla hareket ederler fakat bir diğer tabakaya çapraz geçişleri çok zordur Molekül içinde hareket: Gevşeme (Flexing) & Dönme (Rotation) Phospholipid molekülleri kendi ekseni etrafında dönerler (a) & gevşeme hareketinde bulunurlar. (b) Kolesterolün rijid steroid halka yapıları bilayerin belli bölgelerini stabilize eder Tabakalar içinde hareket: Phospholipid molekülleri aynı tabaka içinde komşuları ile hızlı bir lateral difüzyon ile yerdeğiştirme yapabilirler (i.e. 1 s to move 2 µm) Tabakalar arasında hareket : Phospholipidlerin bir tabakadan diğerine hareket etmelerine flip-flop adı verilir. Bir tabakadaki polar baş grupları diğer tabakaya ulaşmak için bilayerdeki hydrophobic interior bölgeyi aşarak ulaşır. Bu nedenle hareket çok yavaş olduğu için bu iş çok zordur 2

Lipid bilayerin akıcılığı (viskositenin tersi) kompozisyonuna ve sıcaklığa bağlıdır Karakteristik bir donma noktasında lipid tabakası faz değişimine uğrar (sıvı fazdan jel faza geçiş gibi) Lipid bilayerin dielektrik sabiti - Genel tanım; bir maddenin elektriksel geçirgenliğinin (permittivity) boşluğun elektriksel geçirgenliğine oranına dielektrik sabiti adı verilir. Kısaca, bir maddenin elektrik akısı (electric flux) dır bağıl magnetik permeabilitenin elektriksel ifadesidir. - Dielektrik sabiti arrtıkça, elektrik akı yoğunluğu artar (diğer faktörler değişmediği koşulda). Bu özellik, verilen bir madde büyüklüğünde (örğ. metal plakalar seti gibi) bu maddenin uzun süreli ve/veya büyük miktarlarda elektrik yükü taşıyabilmesini sağlar. - Yüksek dielektrik sabiti olam materyaller yüksek değerli kapasitörler yapmada kullanılır. Lipid bilayerdeki asimetri fonksiyonel olarak önemlidir: - Almost all the phospholipid molecules (red blood cell membrane) that have choline in their head group (red & brown) are in outher monolayer contain a terminal primary amino group (yellow & green) are in the inner monolayer - Lipid asymmetry is important in converting extracellular signals into intracellular ones. For example, Many cytosolic proteins (PKC) bind to specific lipid head groups in the cytosolic monolayer of the lipid bilayer. Hücre zarında Asimetri Şeker residulerinin kısa zincirlerini içeren glycolipidler ve glycoproteinlere oligosaccharide adı verilir. Zarın dış yüzlerinden dışarı sarkarlar ve iç yüzde bulunmazlar. Bazı proteinler ve lipidler zarın bir tabakasında diğerinden daha fazla bulunabilirler. Kısaca hücre zarlarinda asimetri vardır. 3

HÜCRE ZARININ ELEKTRİKSEL ÖZELLİKLERİ - Elektriksel çift tabaka özelliği gösterirler - Elektriksel olarak hem yalıtkanlık hem de iletkenlik özellikleri taşırlar - Dielektrik sabiti havadan ve sudan farklı değerdedir - Hücre zarı boyunca (iç-dış arası zarın boyu) elektriksel alan vardır - Dinlenim zar potansiyeli 80 mv, zar boyu 2 nm ise; - Elektrik alan = V/l = 4x10-6 V/m - Elektriksel Kuvvet: F Elektriksel Potansiyel Enerji (Joules) -Hücre zarında örneğin bir akson zarında çok sayıda paralel bağlı kapasitör vardır. -Bir kapasitör (cell membrane) ve hücre zarının yüzeyleri arasındaki elektrik alan ile, bu alana kullanılmak üzere elektrik enerjisi depolayabiliriz. - Elektrik alan içinde enerjiyi böylece hareket enerjisine dönüştürebiliriz. Bir elektrik alan içinde bir yükü hareket ettirmek için yapılan iş: -Bir aksonda elektrik sinyalinin (aksiyon potansiyeli) yayılabilmesi için mutlaka enerji depolanması gereklidir. -Bu depolanan enerji ise elektrik alan şeklindedir. -Hücre zarı bir kapasitör (kondansatör) dür. -Elektrik alan zarın iki tarafındaki iyon konsantrasyonlarından ortaya çıkar, bütün hücrelerde sürekli olarak iyon değiş-tokuşu olduğuna göre, bu bir işe karşılık gelir, yani iş yapılması gereklidir. 4

Bir elektriksel iletken & bir yalıktan Hangi Özelliklere sahiptir? C = capacitance of the insulator = 0 A/d = dielectric const. of lipid bilayer 0 = permittivity of free space A = surface of conductor d = distance between two paralllel conductors R = ρ l /S = resistivity of the conductor ρ = specific resistivity l = length of the conductor S = cross section ot he conductor C T = C 1 + C 2 +. 1/R T = 1/R 1 + 1/R 2 + Birim zar uzunluğu/alanı için elektriksel eşdeğer devre 5

Pasif eşdeğer devre Dinlemim zar pot. İçin çözüm yaparsak; INa + IK = 0 Vin - Vout = EK + IK / gk Vin - Vout = ENa + INa / gna IK = gk (Vm - EK) INa = gna (Vm - ENa) Sonuç olarak,dinlemin zar potansiyeli Vm = (ENagNa + EKgK)/( gna + gk) 6

AKSİYON POTANSİYELİ İlk intrasellüler kayıtlar squid giant aksonda Hodgkin & Huxley tarafından yapılmıştır. İki önemli olayı gözlemişlerdir: 1- Dinlemin durumunda hücrenin içi dışına göre negatif bir potansiyele sahiptir (mv lar mertebesinde) 2- Bir uyarı ile bu potansiyel geçici olarak işaret değiştirebilmekte ve bu geçici değişiklik akson boyunca özelliği değişmeden yayılabilmektedir (Aksiyon Potansiyeli) Bir sinir hücresinin dinlemim durumunda çeşitli iyonlara karşı bağıl geçirgenlikleri: P K / P Na / P Cl = 1 / 0.04 / 0.45 7

P K / P Na / P Cl = 1 / 20 / 0.45 8

m = r m c m zar zaman sabiti (s), m = r m /r i zar uzay sabiti potansiyel farkının akson boyunca pasifiletilmesine elektrotonik iletim adı verilir 9

PK / PNa / PCl = 1 / 0.04 / 0.45 Em = -60 mv PK / PNa / PCl = 1 / 20 / 0.45 Em = +40 mv + Net Na girişi = 3,8 pmol/cm + 2 Net K çıkışı = 3,6 pmol/cm 2 2 10

UYARANA BAĞLI MEMBRAN POTANSİYELİ DEĞİŞİMİ 11

Yöresel potansiyel değişikliklerinin toplanması; zamansal toplama Eşik altı uyarı, eşik potansiyel? 12

13

Dereceli (graded) Potansiyel Genliği, uyaranın şiddetiyle orantılıdır. Yerel ve kısa sürelidir. Şiddet, hücre içersine ne kadar yük girdiğine bağlıdır Mesafeyle etkisi azalır Depolarizasyon (EPSP) veya hiperpolarizasyon (IPSP) olarak gözlenebilir ve toplanabilirler (summation) Yeterli şiddete ulaşabilen dereceli potansiyeller aksiyon potansiyelini başlatabilir Aksiyon Potansiyeli Eşik üzerindeki depolarizasyonun trigger zona ulaşmasıyla başlatılır Genliği sabittir ve uyarana bağımlı olarak değişmez Ya hep ya hiç kuralına uyar Uzun mesefeli yayılma gösterir 14

Aksiyon Potansiyeli: Uyaran frekans etkisi 15

HODGKIN-HUXLEY AKSIYON POTANSIYELI YAYILMA BAGINTISI (a/2 i v 2 ) d 2 E m /dt 2 = m 3 h g Na (E m -E Na ) + n 4 g K (E m -E K ) + g L (E- E L ) + C E m / t 16

Voltaj-clamp tekniği: İyonik akımların ölçülmesi 17

18

19

20

21