Mikrovillus Nerede Bulunur

[1]

HÜCRE YÜZEY FARKLILAŞMALARI2019 - 2020 Eğitim-Öğretim Dönemi 1. KomiteHazırlayan: Arş. Gör. Dr. AHMET TEKTEMUR

[2]

Hücreden Dokuya• Vücudumuzda bulunan yaklaşık olarak 200 farklı hücre tipi çok hücreli organizmaların doku olarak bilinen yapısal ve işlevsel yapılarını oluşturmak üzere bir araya gelirler. • 5 temel dokunun da (epitel doku, bağ doku, kan doku, kas doku ve sinir doku) kendilerine özgü temel özellikleri vardır. • Her doku; hücrelere, hücreler arası bağlantılara, hücre yüzey farklılaşmalarına ve hücrelerarası matrikse sahiptir.

[3]

• Epitel doku, hemen hemen tamamen hücrelerarası bağlantılarla bağlanmış, az miktarda ekstraselüler matriks içeren adhesiv hücrelerden oluşur. • Bu hücreler arasındaki bağlantılar güçlüdür. Böylece, oluşan hücresel tabakalar vücudun yüzeyini örter ve boşluklarını döşer.

[4]

• Hücreler arasındaki boşluklarıdolduran hücreleri birbirine bağlayan ve destekleyen kompleks yapı.Besin ve madde alışverişini sağlayan ortam.ECM içinde bulunduğu veya temas halindeki hücreler tarafından salgılanırEkstraselüler Matriks (ECM) (Hücre Dışı Madde)

[5]

HÜCRE YÜZEY FARKLILAŞMALARI 1. APİKAL YÜZEY FARKLILAŞMALARI 2. LATERAL YÜZEY FARKLILAŞMALARI 3. BAZAL YÜZEY FARKLILAŞMALARI

[6]

A. Mikrovillus B1. Silya B2. Kamçı C. Stereosilya 1. APİKAL YÜZEY FARKLILAŞMALARI

[7]

A. Mikrovillus• Villi: Bağırsağın iç yüzeyinde 1mm uzunluğundaki parmak benzeri çıkıntılara villi denir.• Mikrovillus: Hücre apikal yüzey membranının lümene doğru yaptığı parmak şeklindeki sitoplazmik uzantılara mikrovillus denir.

[9]

• Mikrovilluslar (mikrovilli) genellikle 1 μ uzunlukta olup serbest yüzde emilim yüzeyini arttırırlar. • Mikrovilli içeren hücrenin emilim yüzeyi ~20 kat artmıştır. Mikrovillus Yapısı

[10]

• Bir hücrede ortalama 100-3000 adet mikrovillus bulunabilir. • Her mikrovillus içinde 20-30 adet aktin mikrofilamenti yer alır.

[11]

• Aktin mikrofilamentlerini bir arada tutmak için düzenli aralıklarla enine bağlantı yapan proteinler fimbrin ve villin’dir. • Aktin mikrofilamentleri ile hücre membranı arasında miyozin I ve kalsiyum bağlayıcı protein kalmodulin proteinlerinden oluşan bağlayıcı yan kollar bulunur. Şekilde bir mikrovillusun ince yapısı görülmekte. Mikrovillus içinde aktin demeti ve aktin bağlayan proteinler.

[12]

• Bu aktin filamentlerinin (+) uçları apikalde amorf ve yoğun boyanan başlık olarak adlandırılan bir bölge içinde son bulur.• Başlık Villin proteinlerini içerir.

[13]

• Aktin filamentleri 0.5 μ kadar hücre içine girerek apikal membran altında bulunan terminal ağ ile karışırlar. • Terminal ağ ara filamentleri arasında bulunan başlıca proteinler miyosin II ve spektrindir. • Miyosin II motor protein olarak mikrovillus hareketinde iş görür. • Spektrin aktin filamentlerini terminal ağa bağlayarak mikrovillusa mekanik destek sağlar.

[14]

• Işık mikroskopu ile barsak epitel hücrelerinde, böbrek proksimal tübül epitel hücrelerinde gözlenen çok sayıda mikrovillusun bir araya gelmesi ile oluşan çizgilenmeye çizgili kenar veya fırçamsı kenar adı verilir.• Mikrovilluslar barsak epitel hücrelerinde besinlerin, böbrekte ise su ile birlikte iyonların emiliminde iş görürler.

[15]

• Hücre membranı dışında polisakkarit ve sindirim enzimleri (peptidaz, glikosidaz) içeren kalın bir glikokaliks tabakası görülür.

[16]

B1. SİLYA• Mikrovillustan daha uzun (~10 μ), hareketli olan serbest yüzey farklılaşmasıdır. • Işık mikroskopu ile görünürler. • Bir epitel hücresi 250-300 silya içerir. • Tek hücreli paramesyum sıvı içinde silyaların uyumlu vuruşları ile vurma yönüne doğru hareket edebilir.

[17]

• Silyalar, solunum yollarında akciğerlerden dış ortama doğru olan hareketleriyle mukus ve tozların dışarı atılmasını, • Tuba uterinalarda hareketsiz olan yumurta hücresinin uterusa gitmesini, • Duktus efferenteslerde henüz hareketini kazanmamış spermlerin duktus epididimise geçmesini sağlarlar.Yumurta hücrelerinin silyalarla uterusa taşınması

[18]

Silyaların Yapısı• Bütün ökaryotik silyalar, aksonem olarak adlandırılan plazma membranı ile çevrili, dairesel dizilmiş 9 adet çift mikrotübül, merkezde 2 adet tek mikrotübülden oluşur. • Silya enine kesit yapısı 9+2 modelindedir.

[19]

• Mikrotübül duvarını oluşturan protofilamentin alt birimi tübülin monomerleri ve tektin proteinidir. • α ve β tübülin monomerleri dimerler şeklinde bir protofilamenti oluştururlar. Mikrotübül yapısı

[20]

Aksonem yapısı• Tam bir A mikrotübülünün duvarında 13, A ile ortak duvarı paylaşan B mikrotübülünün duvarında 10 protofilament (bazen 11) bulunur. • Neksin filamentleri A tübülünün B tübülüne bağlandığı dış duvara yerleşerek hem mikrotübül çiftinin bağlanmasında hem de mikrotübül çiftinin dayanıklılığında iş görürler.• Merkezi mikrotübüller (C1 ve C2) 13 protofilament içerir ve bir çift protein köprü ile bir arada tutulurlar.• Merkezi tek mikrotübüller iç kılıf olarak adlandırılan fibröz bir yapı ile çevrilidir. • Merkezi mikrotübüller silyanın apikal sitoplazmaya bağlantı yerinde kesilir. • Çevredeki 9 çift mikrotübül bazal cisimcikte devam eder.

[22]

• Silya dinein proteini, mikrotübül çiftleri arasında geçici köprüler oluşturan ve ATPaz aktivitesi gösteren 9-12 polipeptid zincirinden oluşmuş büyük bir proteindir. • Her A mikrotübül iç dinein kolu, bir veya iki ağır zincir, dış dinein kolu, iki veya üç ağır zincir içerir.

[23]

• Silya, bazal cisimden gelişir. • Bazal cisim ise sentriyolden köken alır. • Bazal cisim, 9 adet üçlü mikrotübül yapısı ile sentriyole benzer ve aksonemin büyümesinde önemli rol oynar. • Bazal cisim = sentriyol + aksesuar yapılar (kökçük ve bazal ayak)Bazal Cisim

[26]

SİLYA HAREKETİ• 2 tip silya hareketinden bahsedebiliriz;1. Silya hareketi etkin ve geri vuruş olarak tek yönlü dalga şeklinde yani yapının tabanından başlayan ve uca doğru yayılan bir seri vuruşlar içerir. ATP hidrolizi ile A mikrotübül çiftine bağlı dinein kolların (-) uç yönüne kaymasıyla A mikrotübül çifti komşu B mikrotübülünün alt ucuna doğru uzamış olur. 2. Silya bükülme mekanizması için kayan mikrotübül mekanizması kabul edilmektedir. Silya hareketi çevresel mikrotübül çiftlerinin birbirlerine oranla farklı kaymaları sonucu oluşmaktadır.

[28]

Kartegener sendromu• Kalıtımsal silya dineini eksik olan Kartegener sendromlu bireylerde situs inversus (%25’inde) olarak adlandırılan iç organlarda değişiklik yani kalp ve karaciğerin zıt yerleşimi görülür. • Ayrıca bu bireylerde hareketsiz sperm erkek kısırlığına ve trakede silya hareketsizliği akciğer enfeksiyonlarına neden olur.

[29]

B2. Kamçı (Flagellum)• Kamçılar (flagella) ~200 μ uzunlukları ve kıvrımlı dalga hareketleriyle silyalardan farklıdırlar. • Çoğu protozoa ve ökaryot kamçısı silya iç yapısına benzerdir (9+2 yapısı). • Fakat memeli sperm kuyruğu genellikle 9+2 yapısından farklıdır. 9+2’nin etrafında dokuz adet yoğun fibril seti bulunur, formülü 9+9+2.• Kamçıda çift mikrotübüllerin kayması enine yerleşmiş bükülebilir protein bantları ile önlenir. Örn; sperm yapısında çift mikrotübüllerin kayması, bükülebilen bağlayıcı proteinler ile önlendiğinden dalga şeklinde hareket oluşur.

[33]

Prokaryotik Kamçı• Kamçı bir hücrede bir veya iki tanedir. • Bakteri kamçısı flagellin olarak adlandırılan proteinden oluşan bir tüp şeklindedir.

[34]

C. STEREOSİLYA• Stereosilyalar normalden uzun mikrovilluslardır.• Hareketsiz olan stereosilyalar, bazal cisim içermez ve ~8 μ uzunluk ile silya boyundadır. • Ayrıca uçlarından birbirine yapışmaya meyilli olup, demetler oluştururlar. • Bu yapının amacı emilim yüzeyini arttırmaktır.

[35]

• Stereosilyalar (stereocilia) mikrovilluslarla karşılaştırıldığında seyrek ve daha uzun dallanmış mikrovilluslardır. • Elektron mikroskobunda komplike bir iç yapı göstermedikleri gözlenmiştir. İçlerinde muntazam olmayan aktin filament ağı bulunur.• Tipik olarak köklerine yakın olan bölgelerde birbirlerine sitoplazmik köprülerle bağlanırlar.

[36]

• Stereosilya, epitel hücrelerinde pek yaygın olarak bulunmaz.• Bulundukları başlıca yerler; Duktus epididimis, Duktus deferens ve kulaktaki duyu (tüy) hücreleridir.• Genital kanallardaki stereosilya apikal hücre yüzeyinden uzanır ve emilim yapar.• Duktus epididimis hücrelerinin yüzeyinde bulunan stereosilya testisten gelen sıvının %90’ının emilimini sağlar. Böylece spermatogenez süresince oluşan artık cisimciklerin ortadan kaldırılması ve sindirilmesinde iş görür.

[37]

• Kulaktaki duyu hücrelerinde bulunan stereosilyalar, erkek genital sistemindeki stereosilyalara yapısal olarak benzese de ezrin ve α-aktinin proteinlerini içermez.• Buradaki stereosilya emilim özelliğinden çok duyu reseptörleri olarak fonksiyon görür.

[38]

• Kulaktaki duyu hücreleri, korti organında ses titreşimlerine cevap olarak elektriksel sinyal oluşturur ve stereosilyaların eğilmesine neden olur. • Eğer yüksek sesle, toksinlerle veya hastalıklarla insanda kulaktaki duyu hücreleri kaybı olmuşsa, bu hücreler sadece embriyonik dönemde geliştiğinden, geri dönüşümsüz sağırlık oluşur.

[39]

Mikrovillus -Stereosilya FarklarıÖzellik Mikrovillus StereosilyaBoy 1 μ 8 μGörev Emilim Emilim, duyu reseptörüBulundukları yerler Bağırsak, Böbrek Erkek üreme sistemi, Kulaktaki duyu (tüy) hücreleriAktinleri plazma zarına bağlayan proteinFibrin Ezrin (tüy hücrelerinde yok)Terminal ağa bağlantı Spektrin α-aktinin (tüy hücrelerinde yok)Başlık Var(Villin proteinleri)YokHer bir yapı arasında sitoplazmik bağlantıYok Var

[40]

Fonksiyonlarına göre sınıflandırılırlarA. Sıkı bağlantı bölgesi– Terminal tıkaç (Zonula okludens = Tight junction)B. Tutucu bağlantı bölgesi – Adheren bağlantı (Zonula adherens)– Desmozom (Macula adherens)C. Haberleşme bağlantıları – Gap junction (Nexus) – Kimyasal sinapslar 2. LATERAL YÜZEY FARKLILAŞMALARI

[41]

Bağlantı bölgelerinin yerleşimleri

[42]

A. Sıkı bağlantı bölgesi • Memelilerde epitel hücrelerin apikalinde ve lümene yakın bölgesinde bulunur.• Zara gömülmüş olan okludin, klaudin ve JAM (junctional adhesion molecule) proteinleri iki hücreyi birbirine bağlarken hücre içinde de hücre iskelet proteinleri olan aktinlere bağlanmışlardır.

[43]

Sıkı bağlantı bölgesi• Salgı yapan hücrelerde • Sindirim sisteminde • Mesane duvarında Neden bol miktarda bulunur?

[44]

Bariyerler• Sıkı bağlantı bölgeleri farklı dokularda hücreler arsından sıvı geçişinin engellenmesi için bariyerler oluşturur.• Bunlara örnek olarak;1. Kan beyin bariyeri2. Kan testis bariyeri

[45]

1. Kan-Beyin BariyeriKan damarındaki epitelyum hücreleri arasındadır.

[46]

2. Kan-testis bariyeri • Sertoli hücreleri arasındadır. • Bu bariyer spermatositlere ve spermlere ilaç geçişini kısıtlar.

[47]

B. Tutucu Bağlantı Bölgesi1. Adheren Bağlantı (Zonula adherens) • Sıkı bağlantı altında apikale yakın konumda bulunur. • Epitel hücrelerde adezyon kuşağını oluşturur. • Hücre içinde aktin filamentlerle bağlantılıdırlar.

[48]

Zonula okludens ve Zonula adherens Tight JunctionSıkı bağlantıZonula okludensAdheren bağlantıZonula adherens

[49]

2. Desmozom (Macula adherens) • Sabit tutucu plaklar • Komşu hücreler arasında en kuvvetli bağlantı kompleksi• İlk iki bağlantıdan geride hücrenin alt bölümüne yakın bulunurlar.

[50]

Desmozom yapısı• İki komşu hücreyi birer yarımı karşılıklı yüzeylerde yer alan düğmecik biçimindeki oluşumlarla birbirine tutundururlar. • Her yarım desmozomdan çıkan tonofilamentler karşılıklı hücrelerin sitoplazmaları içine doğru yayılırlar.

[51]

Desmozom yapısı• Hücre içinde ara filamentlere bağlıdırlar.• Yapıdaki proteinler şekilde gösterilmiştir.

[52]

C. Haberleşme bağlantıları 1. Gap junction (Neksus) • Tüm hayvan türlerinde ve birçok dokuda bulunur.• Epitel hücrelerden başka karaciğer, kas, sinir hücrelerinde var.• Transmembran proteinlerden oluşur. • Kanal ‘connexon’ olarak adlandırılır. • ‘Connexon’ kanalı ‘Connexin’ protein alt ünitelerinden oluşmuştur.

[53]

Fonksiyonu • İyonların ve suda çözünen küçük moleküllerin hücreler arası iletimi

[54]

Açılıp-kapanma mekanizması• Yüksek hücre içi Ca konsantrasyonu + Düşük pH = Kapalı • Düşük hücre içi Ca konsantrasyonu + Yüksek pH = Açık

[55]

• Düz kas hücreleri birbirleri ile gap junction (Neksus) üzerinden bağlanırlar. • Elektriksel akımlar ile bir hücreden diğerine aktivasyonun yayılması sağlanır.

[56]

Elektriksel sinapslar• Az sayıda olan elektriksel sinapslar, iletileri doğrudan ileten direkt kanallardır.• Çok az durumda hücre membranları arasındaki mesafe çok dardır. Akım direkt olarak diğer hücreye atlar.

[57]

Elektriksel sinapslar

[58]

Kimyasal sinapslar • Kimyasal sinapslarda, presinaptik nöron sinaps bölgesinde nörotransmitter adı verilen bir kimyasal madde salgılar. • Presinaptik nöronun ucunda nörotransmiter içeren çok sayıda veziküller bulunur. • Nörotransmitterler spesifik reseptörlerine bağlanarak ve iyon kanallarını açıp, kapatma şeklinde etki ederler.• Sinir sisteminde sinyallerin iletildiği sinapsların hemen hepsi kimyasal sinapslardır.

[61]

3. BAZAL YÜZEY FARKLILAŞMALARI a. Hemidesmosomlar (yarı desmozomlar) • Epitel hücreler ile bazal laminanın temas bölgelerinde bulunur. b. Bazal kıvrımlar Bazal yüzde yüzeyi arttıran kıvrımlar (İnvaginasyonlar)Bazal membran (Bazal lamina)

[62]

a. Hemidesmozom • Desmozomların birer yarımlarına sahiptirler. • Hemidesmozomlar hem hücre iskeletinin bazaldaki tutunma yerleri olarak görev yaparlar, hem de bazal yüzde hücre membranının bazal laminaya bağlanmalarını sağlarlar. • Transmembran bağlayıcı proteinlerin sitoplazmik kısmı, plağa bağlanır. • İntegrinler, hemidesmozomların transmembran bağlayıcı proteinleridir.

[63]

Hemidezmozomlar hücre içinde ara filamentlere bağlıdırlar

[64]

b. Bazal kıvrımlar• Hücrenin bazal yüzeyinde gözlenen modifikasyonlardan biri de bazal kıvrımlardır.• Madde transportu yapan pek çok hücrenin bazal yüzeyinde invajinasyonlar bulunur.• Bu invajinasyonlar hücrenin yüzey alanını arttırır. • Bu sayede taşıyıcı proteinler ve kanallar daha çok sayıda bulunarak aynı anda daha fazla madde geçişi gerçekleştirilir.

[65]

• Bu tip kıvrımların en belirgin gözlendiği yerler böbrekteki proksimal ve distal tübüller ile tükrük bezlerinin bazı kanallarıdır.• Madde geçişi çoğunlukla enerji harcayarak gerçekleştiği için kıvrımlar arasında bol miktarda mitokondri bulunur.

[66]

Bazal Membran • Epitel hücreleri ile altındaki bağ dokusu arasında bulunan dar, asellüler yapıdır. • Elektron mikroskobu ile iki kısımdan oluştuğu görülür: 1. Bazal lamina: Epitelyal hücreler tarafından yapılır. 2. Lamina retikülaris: Bağ dokusu hücrelerince yapılır. BAZAL MEMBRAN = Bazal Lamina + Lamina RetikülarisBAZAL LAMİNA = Lamina lucida + Lamina dense tabakalarından oluşur.

[67]

Lamina Lucida1. Laminin 1, 5, 6, 102. Distroglikan3. Kollejen IV, XVII4. İntegrin

[68]

Lamina Densa• Birbirine belli düzende tutunmuş olan 4 bileşenden oluşur. 1. Heparan sülfat: Glikoprotein 2. Tip IV kollagen 3. Entaktin: Glikoprotein 4. Perlekan: Heparan sülfattan zengin bir proteoglikan