Cell membranes are way more complicated than you think - Nazzy Pakpour

Çeviri: Buse Çopur Gözden geçirme: Gözde Alpçetin

Cell membranes are structures of contradictions.

Hücre zarları, çelişkilerle dolu yapılardır.

Bu yağlı zarlar örümceğin ağındaki tek bir telden yüzlerce kat daha ince olsa da

These oily films are hundreds of times thinner than a strand of spider silk,

yet strong enough to protect the delicate contents of life:

yaşam için gerekli birçok hassas içeriği korumak için yeterince güçlüdür:

the cell's watery cytoplasm, genetic material, organelles,

Hücrenin sulu sitoplazması, genetik materyalleri, organelleri

and all the molecules it needs to survive.

ve var olması gereken bütün molekülleri barındırır.

How does the membrane work, and where does that strength come from?

Peki, hücre zarı nasıl çalışır ve dayanıklılığı nereden gelir?

First of all, it's tempting to think of a cell membrane

Öncelikle hücre zarının tıpkı bir balonun gergin yüzeyi gibi olduğunu varsayabiliriz

like the tight skin of a balloon,

ama aslında ondan çok daha karmaşık bir yapısı vardır.

but it's actually something much more complex.

Gerçekte sürekli olarak değişir.

In reality, it's constantly in flux,

shifting components back and forth to help the cell take in food,

Bileşenleri ileri geri hareket ederek hücrenin besin temin etmesine

ve atıklarını temizlemesine yardımcı olur,

remove waste,

bazı özel molekülleri içeri alır veya dışarıya atar,

let specific molecules in and out,

communicate with other cells,

diğer hücrelerde iletişimi sağlayar,

gather information about the environment,

çevreden uyarıları alır

ve kendini tamir eder.

and repair itself.

The cell membrane gets this resilience, flexibility, and functionality

Hücre zarı direncini, esnekliğini ve işlevselliğini

by combining a variety of floating components

çeşitli değişken bileşenlerin bir araya gelmesinden alır.

Biyologlar buna "akıcı mozaik zar" adını verir.

in what biologists call a fluid mosaic.

Akıcı mozaiğin birincil bileşeni

The primary component of the fluid mosaic

is a simple molecule called a phospholipid.

fosfolipid olarak adlandırılan basit bir moleküldür.

Fosfolipid molekülünün polar, yani elektrik yüklü baş kısmı

A phospholipid has a polar, electrically-charged head,

which attracts water,

suyu kendine çeker

and a non-polar tail, which repels it.

ve polar olmayan kuyruk kısmı ise suyu uzaklaştırır.

They pair up tail-to-tail in a two layer sheet

Kuyrukları birbiriyle eşleşerek 2'li katman halini alırlar.

just five to ten nanometers thick that extends all around the cell.

Yalnıza 5-10 nanometre genişiliğindeki bu tabakalar bütün hücreyi sarar.

The heads point in towards the cytoplasm

Baş kısımları, içeri sitoplazmaya doğru

and out towards the watery fluid external to the cell

ve uç kısmları hücrenin dışındaki sıvı kısıma doğru dönüktür.

with the lipid tails sandwiched in between.

Yağdan oluşan kuyruk kısımı ise baç ve uç kısmının arasında kalır.

Vücut sıcaklığında çoğunlukla bitkisel yağlardan oluşan bu ikili tabakada

This bilayer, which at body temperature has the consistency of vegetable oil,

is studded with other types of molecules,

başka tip moleküller de bulunmaktadır:

Protein,

including proteins,

carbohydrates,

karbonhidrat

and cholesterol.

ve kolesterol gibi.

Kolesterol hücre zarının doğru bir akışkanlıkta kalmasını sağlar.

Cholesterol keeps the membrane at the right fluidity.

It also helps regulate communication between cells.

Ayrıca hücrelerarası iletişimin düzenlemesini sağlar.

Sometimes, cells talk to each other

Bazen hücreler birbirleriyle bazı kimyasal maddeler salarak

by releasing and capturing chemicals and proteins.

ve yakalayarak iletişim kurar.

Proteinlerin salınımı basit olsa da

The release of proteins is easy,

but the capture of them is more complicated.

onların yakalanması çok daha karmaşıktır.

That happens through a process called endocytosis

Bu "endositoz" adı verilen bir işlemle gerçekleşir.

in which sections of the membrane engulf substances

Burada hücre zarının bölümleri maddeyi kaplar

and transport them into the cell as vesicles.

ve kesecikler halinde onları hücrenin içine taşır.

İçerik bir kez salındı mı

Once the contents have been released,

the vesicles are recycled and returned to the cell membrane.

kesecikler yenilenir ve hücre zarına geri döner.

The most complex components of the fluid mosaic are proteins.

Akışkan mozaiğin en karmaşık içeriği proteinlerdir.

En önemli işlevlerinden birisi,

One of their key jobs is to make sure

that the right molecules get in and out of the cell.

doğru moleküllerin doğru hücrelere girmesini ve çıkmasını sağlamaktır.

Polar olmayan moleküller;

Non-polar molecules, like oxygen,

örneğin oksijen, karbondioksit ve belli başlı vitaminler

carbon dioxide,

and certain vitamins

fosfolipit çift tabakasını kolaylıkla geçebilirler.

can cross the phospholipid bilayer easily.

But polar and charged molecules can't make it through the fatty inner layer.

Ama polar ve yüklü moleküller yağlı iç tabakadan geçemezler.

Transmembrane proteins stretch across the bilayer to create channels

Zardaki proteinler, çift tabaka boyunca esneyerek

sodyum ve potasyum iyonu gibi

that allow specific molecules through, like sodium and potassium ions.

belli moleküllerin geçişine izin veren kanallar oluştururlar.

Çift tabakanın iç yüzeyinde süzülen periferik proteinler

Peripheral proteins floating in the inner face of the bilayer

help anchor the membrane to the cell's interior scaffolding.

zarın hücrenin iç iskeletine tutunmasına yardımcı olurlar.

Zarlardaki diğer proteinler,

Other proteins in cell membranes can help fuse two different bilayers.

farklı iki katmanın kaynaşmasına yardımcı olabilir.

That can work to our benefit, like when a sperm fertilizes an egg,

Bu bizim yararımıza olabilir; tıpkı spermin yumurtayı döllemesi gibi.

but also harm us, as it does when a virus enters a cell.

Ama bize zarar da verebilir; tıpkı virüsün hücrelere girmesi gibi.

And some proteins move within the fluid mosaic,

Bu akıcı mozaiğin içinde bazı proteinler hareket halindedir;

coming together to form complexes that carry out specific jobs.

bir araya gelip belli işleri yapabilen karmaşık bir yapı oluştururlar.

For instance, one complex might activate cells in our immune system,

Örneğin, biri bağışıklık sistemimizdeki hücreleri harekete geçirir

then move apart when the job is done.

ve işi bittikten sonra birbirinden ayrılır.

Cell membranes are also the site of an ongoing war

Hücre zarı aynı zamanda sürekli bir savaş alanıdır,

between us and all the things that want to infect us.

bizi hasta etmek isteyen her şeyle aramızda dururlar.

In fact, some of the most toxic substances we know of

Hatta bulaşıcı bakteriler tarafından oluşturulan

bildiğimiz bazı son derece zehirli maddelerin

are membrane-breaching proteins made by infectious bacteria.

zardan geçme özellikleri vardır.

These pore-forming toxins poke giant holes in our cell membranes,

Bu gözenekli toksinler hücre zarımızda dev delikler açarlar

causing a cell's contents to leak out.

ve hücre içeriğinin dışarı sızmasına sebep olurlar.

Scientists are working on developing ways to defend against them,

Bilim insanları kendimizi savunmamız için yeni yöntemler üzerinde çalışıyorlar;

like using a nano-sponge that saves our cells

tıpkı zararlı toksinleri emerek

by soaking up the membrane-damaging toxins.

hücrelerimizi koruyan nano süngerler gibi.

The fluid mosaic is what makes all the functions of life possible.

Bunların hepsini mümkün kılan akıcı zar mozaiğidir.

Without a cell membrane, there could be no cells,

Hücre zarı olmadan hücre de var olamaz.

and without cells, there would be no bacteria,

Hücreler olmazsa bakteriler de olmaz;

no parasites,

parazitler de,

no fungi,

mantarlar da,

no animals,

hayvanlar da

and no us.

ve biz de var olmayız.