Hücrelerde madde alışverişi hangi yollarla olur? Difüzyon, osmoz ve aktif taşıma yoluyla hücreye madde geçişi hakkında bilgi.
HÜCREDE MADDE ALIŞ VERİŞİ
Maddelerin hücreye girerken ilk karşılaştıkları engel hücre zarıdır. Hücre zarından geçişler difüzyon, osmoz ve aktif taşıma ile olur.
DİFÜZYON (yayınma)
Maddeleri meydana getiren moleküller az veya çok hareketlidir. Difüzyon olayı moleküllerin hareketine bağlıdır. Moleküller, bulundukları ortamda çeşitli yönlere hareket ederler. Bu hareket maddenin katı, sıvı ve gaz oluşuna göre değişir. Gazların molekülleri sıvı ve katı maddedeki moleküllere göre daha hareketlidir. Meselâ, odamızın bir köşesinde kullandığımız bir kaç damla kolonya kokusunun kısa sürede odanın diğer köşesindeki kişi tarafından hissedilmesi, kolonya moleküllerinin difüzyonunu gösterir. Su dolu bir bardağın içerisine biraz şeker attığımızda, bir süre sonra bardaktaki bütün suyun tatlanması olayı da bir çeşit difüzyondur. Bu iki örnekte gördüğünüz gibi difüzyon, daha yoğun molekül bulunduran bir ortamdan daha az yoğun ortama doğru moleküllerin hareketinden ibarettir.
Moleküller, hareket halindeyken birbirleriyle çarpışmakta ve ortamın her yerine eşit bir şekilde dağılmaktadırlar. Hücrenin yaşadığı ortamdan hücre içerisine, bazı hallerde de hücre dışına difüzyonla çeşitli maddeler girip çıkar.
OSMOZ (geçişme)
Özel bir difüzyon şeklidir. Yoğunlukları farklı olan iki çözünmüş madde, yarı geçirgen bir zarla ayrıldığında, su moleküllerinin yoğun bulunduğu ortamdan az yoğun ortama doğru bir su geçişi olur. işte böyle yarı geçirgen bir zardan suyun difüzyonuna “osmoz” denir.
(A) kabında, sadece su moleküllerini geçiren bir zarın iki yanında saf su bulunmaktadır. îki taraftaki suyun aynı yoğunlukta olması sebebiyle, zardan karşılıklı olarak ve eşit sayıda her iki tarafa su molekülü geçecektir. Aynı kabın (B) sağ tarafına biraz çay şekeri (sükroz) ilave ettiğimizde, bu sefer suyun iki tarafa eşit olarak değil de şekerin bulunduğu kısma doğru daha fazla geçtiği gözlenir. Şeker molekülleri ise, zardan geçemiyecek kadar büyük oldukları için kendi bölmesinde kalır. Bu su geçişi dolayısıyla, şeker bulunan kısımdaki çözeltinin seviyesinde bir yükselme görülür. Yükselen bu çözeltinin yapmış olduğu basınç, suyun daha fazla geçmesine karşı koyar ve her iki tarafın yoğunluğu eşit olmadığı halde, sistem dengede kalır.
Hücrelerin %60—65’i su olduğu için,osmoz olayı canlı hücrelerin hepsinde görülür. Meselâ bitki hücresi kendinden yoğun bir ortama konulduğunda, osmoz kurallarına göre koful özsuyunda bulunan su molekülleri hücre dışına çıkar. Su kaybeden koful küçülür. Tabii haldeyken hücrenin çeperlerine yapışık olan sitoplazma zarı, koful basıncı ortadan kalkınca çeperden ayrılarak büzülür. Bu olaya sitoplazma bozulması anlamına gelen “plazmoliz” denir. Hücre bu durumda uzun süre kalırsa ölebilir.
Plâzmolize uğramış hücre saf suya konursa, hücreye dışardan su molekülleri girer. Su alan hücrenin kofulu yavaş yavaş büyür ve sitoplâzmayı çeperlere doğru iterek eski durumuna getirir. Bu olaya da “deplâzmoliz” denir. Hücre saf suda biraz daha bırakılırsa, hücreye su girişi artar ve koful çok büyür; büyüdükçe de sitoplazmaya yaptığı basınç artar. Böylece hücre zarı gergin duruma geçer ki, hücrenin bu haline “turgor” (şişme) denir. Turgor durumundaki hücre, daha fazla su alırsa canlılığını kaybedebilir. Turgor olayı, otsu bitkilerin ve yaprakların dik durmasını sağlar.
AKTİF TAŞIMA
Su ve suda erimiş bazı maddelerin molekülleri, tabii olarak difüzyon ve osmoz kurallarına göre çok yoğun olduğu ortamdan az yoğuna doğru geçerler. Bu iki olayda enerji kullanılmaz. Geçişler sadece yoğunluk farkından dolayıdır. Bazı .maddelerin canlı hücre zarlarından geçişi ise, mutlaka enerji harcanarak yapılır.
Eğer bir maddenin hücre zanndan geçişi, hücrenin enerji kullanmasıyla oluyorsa, bu olaya “aktif taşıma” denir. Aktif taşımada madde, az yoğun ortamdan çok yoğun ortama doğru hücre tarafından enerji harcanarak taşınır. Konuyu daha iyi anlayabilmeniz için, bu olayı bir bisikletlinin bir yokuşu iniş ve çıkışına benzetebilirsiniz. İnişte, bisikletin pedalını çevirmeden fiziksel olarak hareketi mümkündür. Bunun için hiçbir enerji harcanmayabilir.Hücrelerde moleküllerin çok yoğun ortamdan az yoğun ortama hareketi, bisikletin iniş aşağı hareketine benzer ve enerji harcanmaz. Yokuş çıkarken, bisikletinizin pedallarını enerji harcayarak döndürmeniz gereklidir. Bu da canlı hücrelerdeki az yoğun ortamdan çok yoğun ortama doğru enerji harcanarak yapılan aktif taşımaya benzemektedir.
Aktif taşıma olayı, en iyi şekilde bir tatlı su algi olan Nitella‘da görülür.
Nitella hücresi,bulunduğu ortamdan 1000 defa fazla potasyum taşır. Şayet Nitella aktif taşıma yapmamış olsaydı, hücre içinde bu kadar yüksek potasyum iyonu olmayacak ve difüzyonla hücre dışına çıkacaktı. İnsan dahil olmak üzere bir çok canlının sinir, kas, böbrek ve sindirim sistemlerinin hücrelerinde de aynı aktif taşıma sonucu, potasyum yoğunluğu hücre içinde daha yüksektir.
Zardan geçemeyen büyük parçacıklar, hücre içine pinositoz ve fagositozla alınır.
Pinositoz hayvan hücrelerinde görülür. Hücre zarından sitoplazmaya doğru meydana gelen cep veya kese şeklindeki çöküntülere büyük moleküllü sıvı maddeler dolar. Bu kısım daha sonra zardan ayrılarak, besin kofulu gibi sitoplazmaya dahil olur. Böylece hücre dışındaki sıvı besinler hücre içine alınarak sindirilir.
Fagositoz da hayvan hücrelerinde görülür. Hücre zarı dışarıya doğru sitoplazma ile uzantılar meydana getirir. Büyük moleküllü katı maddeler bu sitoplazma uzantıları tarafından sarılarak hücre içine alınır. Amiplerin beslenmesi ve kandaki akyuvarların mikropları yemesi bir fagositoz olayıdır.
