hepnotEndositoz ve ekzositoz: vezikül, zar yüzü ve taşıma yolu
Konunun mantığı
Endositoz ve ekzositoz, bu derste uygun vezikül oluşturma ve zar birleştirme sistemine sahip ökaryot hücre modeliyle incelenir. Endositozda hücre zarının katılmasıyla oluşan kesecik dış ortamdan maddeyi hücre içine alır. Ekzositozda ise hücre içindeki bir vezikül hücre zarıyla birleşir ve içeriğini dış ortama açar. Bunlar bir iyonun kanal gözeneklerinden veya pompanın bağlanma bölgelerinden tek tek geçirilmesiyle aynı mekanizma değildir.
Endositozda hücre içine alınmak ile sitozole doğrudan karışmak ayrılmalıdır. Sitozol, zarlı keseciklerin dışındaki hücre içi sıvı bölgedir. Kapanmış vezikülün iç boşluğu kendi zarıyla sitozolden ayrılır; alınan madde başlangıçta bu boşlukta bulunabilir. Modelde zarı geçemeyen bir izleyici dış sıvıyla birlikte keseciğe alınırsa, ayrıca zar geçişi veya parçalanma verilmeden sitozolde serbest olduğu söylenmez. Kesecik daha sonra başka bölmelerle birleşebilir; başlangıç konumu bütün geleceğini belirlemez.
Zar, bu modelde ters çevrilmeden bükülen iki yüzlü bir sınır olarak izlenir. Hücre zarının dış sıvıya bakan yüzü endositik keseciğin iç boşluğuna, sitozole bakan yüzü ise keseciğin dışından sitozole bakar. Ekzositozda kesecik iç boşluğu dış ortamla bağlantı kurar; keseciğin sitozole bakan yüzü sitozole bakmayı sürdürür. Böylece kesecik içeriğinin dışarı verilmesi için onun önce sitozole boşaltılması gerekmez. Bu topolojik akıl yürütme belirli molekülün daha sonraki kimyasal dönüşümünü vermez.
Vezikül oluşturma, taşıma ve zar birleştirme süreçleri hücresel enerji gerektirir. Enerji kullanımı bu yolları doğrudan ATP kullanan iyon pompasıyla özdeşleştirmez; proteinler ve farklı görev basamakları bulunur. Fagositoz görece büyük parçacıkların sarılmasıyla; pinositoz dış sıvı ve içindekilerin kesecikle alınmasıyla ilişkilendirilir. Dış ortamdan alınan her küçük iyonun yalnız kanal kullanması veya her büyük maddenin her hücrede aynı yolla alınması zorunlu değildir. Hücre modeli, madde ve yol verilmelidir.
Bir kesecik hücre zarından ayrıldığında o zar parçası plazma zarı yüzeyinden çekilir; kesecik zarı tamamen hücre zarıyla birleştiğinde yüzeye katılır. Gerçek hücrede eşzamanlı başka zar akışları bulunabilir; tek olaydan hücrenin kalıcı toplam boyu veya hacmi çıkarılmaz. Sayısal sorular bu yüzden yalnız tanımlı alan birimleriyle ve başka akış dışlanarak kurulmuştur. Bu giriş bütün salgı yollarını ve endositik alt türleri bitirmez; deney yürütüldüğü iddiası veya uygulama protokolü içermez.
Vezikülle alınan madde başlangıçta sitozolde serbest olmak zorunda değildir. Endositoz zar ayırır, ekzositoz zar birleştirir; bunlar kanal/pompa geçişiyle aynı yol değildir.
Adım adım bir örnek
Özgün kurmaca hayvan hücresi modelinde hücre zarının iki yüzüne dışa bakan D ve sitozole bakan S etiketleri veriliyor. Dış sıvıdaki, zarı geçemeyen T izleyicisi bir keseciğe alınır; kesecik kapanır ve henüz başka yapıyla birleşmez. Başlangıç plazma zarı alanı 100 birimdir; ayrılan keseciğin alanı 4, daha sonra başka bir keseciğin tamamen eklenen alanı 6 birimdir. Başka zar yapımı/akışı ve madde dönüşümü dışlanmıştır. Bu gerçek izleme deneyi değildir.
Bölme ve zar yüzünü izle
- T, kapanan keseciğin iç boşluğundadır; onu çevreleyen zar T ile sitozol arasında kalır.
- D keseciğin iç boşluğuna, S ise sitozole bakar; zar ters çevrilmiş değildir.
- T’nin bu aşamada sitozolde serbest olduğunu söylemek için ek geçiş bilgisi gerekir.
Sınır: İzleyici zarı geçemez ve başka birleşme/parçalanma yoktur; bu koşullar çıkarılırsa sonraki konum ayrıca incelenir.
Zar alanı bilançosu
- Endositozla plazma zarından ayrılan alanı çıkar: 100−4=96.
- Tam ekzositoz füzyonuyla katılan alanı ekle: 96+6=102.
- Alan bilançosu ile T’nin bulunduğu bölmeyi ayrı sonuçlar olarak tut.
Sınır: Verilen alan hesabı hücre hacmi veya gerçek hücrede bütün zar döngüsünün kalıcı sonucu değildir.
T’nin bulunduğu vezikül de hücre zarıyla tam birleşip iç boşluğunu dış ortama açarsa, T’nin konumu hangi ek koşullarla değişir?
Hatayı bul
“İçeri alınan tanecik hücre sınırını geçti. Demek ki onu çevreleyen kesecik kalsa bile sitozolde serbesttir; bu da kanal geçişinin aynısıdır.” İlk hata nedir?
İlk hatayı göster
İlk hata: Hücre sınırının içinde bulunmayı, sitozolle arada zar kalmamasıyla eşitlemesidir.
Taneciğin bölmesini izle. Kapalı kesecik iç boşluğu sitozolden kendi zarıyla ayrılır; kesecikle çevrilme kanal veya pompadan moleküler geçişle aynı mekanizma değildir.
Çalışılmış örnekte T taşıyan kapalı kesecik daha sonra hücre zarıyla tamamen birleşiyor; T çözünmüş hâlde ve bağlanmadan içeriğiyle birlikte dış ortama açılıyor. T’nin yerini nasıl güncellersin?
T için vezikül iç boşluğunda kapalı kalma koşulu kalkar; içerik dış ortamla bağlantı kurduğu için T dış ortama verilebilir. Bu değişim T’nin önce sitozolden geçtiğini veya bir iyon kanalını kullandığını göstermez.
Dersin soruları
1Özgün bir zar modelinde dış sıvıda bulunan T büyük işaretli tanecikleri içeri çöken bir zar cebiyle çevrelenir. Cep hücre zarından ayrılıp kapalı vezikül oluşturur. T vezikül zarını geçemez; henüz parçalanma veya başka zarla birleşme yoktur. Bu aşamada hangi konum ve mekanizma yorumu uygundur?
Bu soruda hata mı var?2Kurmaca hücrede başlangıç plazma zarı alanı 180 birimdir. Bu zardan, her biri 5 birim zar alanı taşıyan üç kesecik ayrılır. Ayrı iki keseciğin her birinin 8 birimlik zarı hücre zarına tamamen katılır. Başka zar akışı, yeni zar yapımı, kayıp veya kısmi füzyon yoktur. Son plazma zarı alanı ve yorum hangisidir?
Bu soruda hata mı var?3Özgün ökaryot modelinde salgı proteinleri zarla çevrili kesecikler içinde taşınır ve yalnız keseciğin hücre zarıyla tam birleşmesiyle dış ortama verilir. Bu birleşme basamağı gerçekleşmediğinde kesecikler hücre içinde kalır; zar ve iyon kanalları sağlamdır. Kanal yoluyla net iyon geçişinin sürdüğü de modelde verilir. Hangi çıkarım desteklenir?
Bu soruda hata mı var?Kendini dene
Tüm soruları cevapla. Bitirince puanını ve zorlandığın noktaları göreceksin.
1Özgün hücre modelinde plazma zarındaki bir proteinin B bölgesi dış sıvıya, C bölgesi sitozole bakar. Zarın bu kısmı endositozla ayrılıp kapalı bir veziküle dönüşür; vezikül daha sonra plazma zarıyla tam birleşir. Birleşmeden sonra B ve C hangi ortamlara bakar?
2Kurmaca hücrede plazma zarının başlangıç alanı 200 birimdir. Başka zar akışı, yeni zar yapımı veya kayıp yoktur; ayrılan keseciğin zarı yüzeyden tamamen çıkar, katılan keseciğin zarı yüzeye tamamen eklenir. Hangi olay kümesinin sonunda plazma zarı alanı 200 birim olur?
3Kurmaca hücrede plazma zarı alanı 60 birimden 66 birime çıkmıştır. Bu sürede endositozla ayrılan toplam zar alanı 14 birim, ekzositozla tam füzyonla katılan toplam zar alanı 20 birimdir; başka zar akışı yoktur. Hangi çıkarım uygundur?
4Kurmaca hücrede plazma zarının başlangıç alanı 150 birimdir. Endositozla alanı 5’er birim olan 4 kesecik plazma zarından ayrılır. Bu keseciklerden bir kısmı daha sonra plazma zarıyla tam birleşir. Başka zar akışı, yeni zar yapımı veya kayıp yoktur ve son plazma zarı alanı 135 birimdir. Hücre içinde kalan keseciklerin toplam zar alanı kaç birimdir?
5Kurmaca hücrede zarı geçemeyen büyük bir G parçacığı fagositozla alınmış ve kapalı bir fagositik veziküle girmiştir. G’nin sitozolde serbest bulunduğu sonucuna varabilmek için hangi bilgi yeterli olur?
6Kurmaca bir hücrede dört taşıma kaydı vardır. K: Bir iyon, zarda açılan bir gözenekten geçer. L: Dış sıvıdaki büyük bir parçacık, zarın içeri çökmesiyle oluşan kesecik içinde hücreye alınır. M: Bir iyon, zar proteininin bağlanma bölgesine bağlanır ve ATP harcanarak karşı tarafa bırakılır. N: Hücre içindeki bir kesecik hücre zarıyla birleşir ve içeriği dış ortama açılır. Hangileri endositoz ya da ekzositoz olarak sınıflanır?
7Bir öğrenci, endositoz ve ekzositozun hücre zarındaki iyon pompasından farkını yazmaya çalışıyor. Hangi ifade iki yolu doğru ayırır?
8Kurmaca hücre kültüründe ATP üretimi engellenir ve hücre içi ATP düzeyi büyük ölçüde düşer. Dış sıvıdaki, zarı geçemeyen T izleyicisinin vezikülle alım hızı ATP düşmeden önce yüksektir; ATP düşünce büyük ölçüde azalır. Bu sonuç nasıl yorumlanır?
9Kurmaca hücrede zarı geçemeyen Y taneciği dış sıvıdan endositozla alınır ve kapalı bir veziküle girer. Bu vezikül daha sonra plazma zarıyla tam birleşir. Y’nin bu süreçteki yolu için hangi yorum uygundur?
10Özgün hücre modelinde zarın sitozole bakan yüzü yeşil, dış sıvıya bakan yüzü mor işaretlidir. Kapalı bir salgı vezikülünün iç boşluğunda T, vezikülün dışında ise sitozolde Z bulunur. Vezikül hücre zarıyla tam birleşir. Birleşmeden sonra hangi yorum uygundur?
Aklında kaldı mı?
Endositik keseciğin iç boşluğundaki madde neden otomatik sitozolde serbest sayılmaz?
Keseciğin zarı iç boşluk ile sitozol arasında sınır olmaya devam eder. Ek zar geçişi, parçalanma veya birleşme verilmeden iki bölme eşitlenmez.
Tam ekzositoz füzyonunda kesecik iç boşluğu ve kesecik zarı neyle bağlantı kurar?
İç boşluk dış ortama açılır; kesecik zarı hücre zarına katılır. Bu olay kesecik yükünün önce sitozole dökülmesini gerektirmez; modelde zar yüzleri ters çevrilmez.
Kaynak ve kontrol durumu
Bu ders Hepnot için hazırlandı; üçüncü taraf soru kitabından soru veya görsel aktarılmadı. Bu, başka içerikle benzerlik olmadığının garantisi değildir.
Branş editörü incelemesi ve müfredat eşleştirmesi sürüyor; bu nedenle ders taslak olarak işaretlidir.
Müfredat için başvurulacak kaynak: MEB öğretim programları.