MEMBRAN BİYOKİMYASI

Prof.Dr. Akın YEŞİLKAYA

Giriş
Tanım olarak biyomembranlar; Sıvı kompartmanları birbirinden ayıran hidrofobik tabakalardır.
Biyomembranlar birçok nonkovalent bağlarla stabilize olan biyolojik olarak önemli yapılardır. Tüm biyolojik membranlar hidrofobik bir iç yapıya sahip iki sıvı solusyonu birbirinden ayırır. Plazma membranları, hücreleri çevrelerinden ayırarak onlara kendi karakteristik özelliklerini verirler. Hem prokaryotik hem de ökaryotik hücreler plazma membranı ile çevrilidirler. Prokaryotik hücreler nispeten daha basit bir yapıya sahiptir. Ökaryotik hücreler ise, internal (iç) membran sistemine sahiptir. Birçok prokaryotik hücrenin tersine ökaryotik hücre, kendisini sitoplazmanın geri kalanından ayıran ve spesifik bölgeleri çevreleyen yaygın internal membranlar içerir. Bu membranlar, nukleus, mitokondri, endoplazmik retikulum, golgi kompleksi, sekretuar granüller, lizozomlar gibi morfolojik yönden ayırd edilebilen yapıları (organeller) oluşturur. Her organel membranı kendi özel fonksiyonları için gerekli olan proteinleri içerir. Prokaryotlarda genel olarak internal membranlar yoktur. Buna rağmen fotosentetik bakterilerdeki internal membran vezikülleri ışığı absorblayan ve fotosentezin başlangıç reaksiyonlarını katalizleyen proteinleri içerir.
Her sellüler membran özel bir fonksiyonu yerine getirir. Membranlar aynı temel fosfolipid çift tabaka yapısına sahip olmasına rağmen, membran proteinlerinin farklı sıralanışı, farklı aktiviteleri yerine getirmesine sebep olur. Hücreyi çevreleyen plazma membranı, hücrenin görünüşünü etkileyen belli proteinleri içerir. Bu proteinler hücreye şeklini veren ekstrasellüler matriks komponentleri için veya sitoskeletal fiberler için destek oluşturur. Bazı proteinler, sinyal moleküllerini bağlayan belli moleküllerin membrandan geçişini sağlar yada membranın hücre içindeki diğer membranlarla birleşmesini sağlar. Plazma membranına bağlı olan diğer enzimler sıvı bir ortamda oluşan reaksiyonları katalizlerler.

Biyolojik membranların genel özellikleri:
Membranlar yapısal ve fonksiyonel olarak farklı özelliklere sahip olsalar da bazı ortak özellikler gösterirler:
1. Kalınlık; Membranlar, farklı komposizyonlardaki kompartmanları arasında kapalı sınırlar oluşturan birkaç molekül kalınlıktaki yaprak benzeri yapılardır. Birçok membranın kalınlığı 60 ve 100Ao arasındadır.
2. İçerikleri; Membranlar esas olarak lipid ve proteinlerden oluşur. Birçok biyolojik membrandaki protein-lipid oranı, 1:4 ile 4:1 arasında değişir. Membranlar, ayrıca lipidlere ve proteinlere bağlı olarak karbohidratları da içerirler.
3. Membran yapıları (lipidleri); Membran lipidleri, hem hidrofobik hem de hidrofilik bölümlere sahip olan nispeten küçük moleküllerdir. Oluşturdukları çift tabaka ile polar moleküller için bir bariyer oluşturur.
4. Membran yapıları (proteinler); Spesifik proteinler, membranların farklı fonksiyonlarını oluştururlar. Proteinler; pompalar, kapılar, reseptörler, enerji transdüsörleri ve enzimler olarak fonksiyon gösterirler. Membran proteinleri lipid çift tabakasında gömülüdür.
5. Membran yapıları (bağlar); Membranlar, nonkovalent olarak bağlanmış topluluklardır. Lipid ve protein molekülleri birçok nonkovalent etkileşimle birarada tutulurlar.
6. Membran asimetrisi; Membranlar asimetrik olup iç ve dış tabakalar farklıdır.
7. Akışkanlık; Membanlar akışkan yapılardır. Spesifik etkileşimlerle bağlanmazlarsa proteinler gibi lipid molekülleri membran yüzeyinde hızlı bir şekilde diffüze olurlar. Membranlar, protein ve lipidlerin yerleştiği iki boyutlu solusyonlar olarak kabul edilebilirler.

Tam metin için

Comments: (0)