1. Hücre İskeleti
Yrd.Doç.Dr. Mahmut BALKAN
Tıbbi Biyoloji ve Genetik
Anabilim Dalı

2. HÜCRENİN GENEL YAPISI
Hücre heterojen bir yapıda olup; çekirdek, hücre zarı, sitoplazma, sitoplazma
içindeki organeller ve hücre iskeletinden oluşmaktadır.

3. Hücre İskeleti (Cytoskeleton)
Membranla çevrili bir çok organele ilave olarak çoğu hücre protein yapıda
çeşitli filamentler içerir. Filamentlerin hücre içinde oluşturdukları ağsı yapıya
hücre iskeleti denir. Bakterilerde bulunmaz.
Filamentlerin bazı görevleri:
1.
Hücre/Çekirdek şeklinin ve yerleşiminin belirlenmesi ve korunması
(elastikiyet, sağlamlılık)
2.
Hücrenin hareket (göç, diapedez vb) hücrenin bir bölümünün hareketi
(siliyum, kuyruk vb)
3.
Fagositoz, endositoz, ekzositoz
4.
Hücreye destek olmak
5.
Kasılma
6.
Hücre içerisinde organellerin ve kimyasal habercilerin taşınmasını sağlamak
7.
Hücre-hücre ve hücre-hücre dışı ortam ilişkilerini destekleme
8.
Kromozomların yavru hücrelere ayrılmasına yardımcı olmaktır.

4. Hücre iskeleti üç temel filamentten oluşur:
1. Mikrotübüller (Tübülin proteininden oluşur, kromozomların
hücre bölünmesi sırasında ayrılmasında ve ayrıca hücre
hareketlerini
sağlar.
Hücre
içinde
kimyasal
habercilerin
veziküller içinde sinir uçlarında taşınmada da görev alır, 24 nm.)
2. İntermediate flamentler (Keratin, laminin, vimentin gibi
proteinlerden oluşur, mekanik strese maruz kalan hücrelerde
yoğun olarak bulunurlar, 10 nm)
3. Mikrofilamentler (Aktin proteininden oluşur, bütün hücrelerde
bulunur, hücre iskeletini en önemli parçasıdır, 7 nm.)

5. Hücre iskeletini oluşturan mikrofilament ve hücre içinde madde taşınmasında
görev alan mikrotübüller
Thibodeau&Patton; Anatomy&Physiology, 1993.

6. Hücre iskeleti üç temel filamentten
oluşur

7. 1. Mikrotübüller
•Eritrositlerde bulunmaz, 24nm çap ve bir kaç mikrometre
•Aynı moleküller organizasyona sahip, farklı görevler;
-Mitoz iğciği
-Stoplazma içinde özel yollar
-Sil ve kamçı oluştururlar
-Mikrotübül organize edici merkez =MTOM= MTOC) veya Sentrozom

8. Mikrotübül organize edici merkez =MTOM= MTOC) veya
Sentrozom

9. •Mikrotübüller dinamik yapılardır
•Bazıları hızlıca yıkılırken (mitoz iğciği) bazıları uzun süre
hücre içinde kalır (nöronların dentrit ve
aksonlarında, aksonal taşınma)

10. •Mikrotübüllerin yapısına katılan diğer proteinler
•Mikrotübül Associated proteins (MAPs)
•Tau, akson mikrotübüllerinin stabilitesini arttırır.
•MAP1, MAP2

11. •Kolşisin (Colchicine), mikrotübül birleşme ve ayrışma
evrelerini değiştirebilir.
•Vinblastin ve vincristin

12. Mikrotübüller kutuplu yapılardır
•37°C de ve GTP varlığında tübilinler bir araya gelerek mikrotübülleri
oluştururlar
•Mikrotübül organize edici merkez =MTOM= MTOC)
•Sentrozom veya bazal cisim

13. •Mikrotübüller kutuplu yapılardır
•MTOM;
•İnterfaz ve mitoza girmiş hayvan hücresinde sentrozom
•Kamçı ve sillerde bazal cisim
•Dendritlerde yok

14. Mikrotübüller (+) uçlarından uzar veya kısalır

15. Mikrotübüller aracılığıyla gerçekleşen hücre içi taşınma
•Aksonal taşınma
•Anterograde taşınma
•Retrograde taşınma

16. Veziküller mikrotübül boyunca özel proteinler sayesinde
taşınır
•Motor proteinler; kinesin ve dinein (MAP1C)
•ATP

17. Mikrotübül İlişkili Motor Proteinleri (MAPs) ve Mikrotübül Boyunca Taşınma:
• Kinesin ve Dinein (MAP1C) gibi motor proteinleri, hücrelerde mikrotübül
boyunca olan taşımada rol oynarlar. Polar durumdaki mikrotübül boyunca (-)
yönden (+) yöne taşınma Kinesin; bunun tersi yönde taşınması ise Dinein
motor proteinince olur.
Şekil 4 Kinesin Molekülü (A), Bir Vesikülün Kinesin yardımıyla mikrotübül boyunca (-) uçtan (+) uca (B), ve
Dinein molekülü yardımıyla (+) uçtan (-) uca doğru taşınması

19. •Mikrotübüllerden oluşan yapılar
•Sil; aksonem
•Kamçı (Flagel)
•Bazal cisim
•Sentrioller

20. Bazal cisim
•Sil ve kamçılar da görülür
•Mitotik mikrotübüller de ise sentriol
•Sentriol çoğalması Mitoz bölünme ile olur
•Sentriol ve bazal cisim bir DNA ihtiva eder

21. 2. İntermediate filamentler (8-10 nm)
•Kas, epitel ve sinir hücrelerinde bol miktarda bulunurlar
•Monomerleri Fibröz proteinlerdir

22. 2. İntermediate filamentler
•Nonpolardırlar
•Hücreler kendilerine ait intermediate flamentlerin oluşumunu
sayılarını, uzunluklarını ve pozisyonlarını düzenlerler

23. 2. İntermediate filament tipleri

24. 2. İntermediate filament tipleri

25. 3. (Mikrofilamentler) Aktin filamentler: 8 nm
•Bütün ökaryotik hücrelerde bulunur (Örn; çizgili kas hücreleri)
•G aktin monomerlerinden oluşur
•Hem stabil (mikrovilluslar ve kas hücreleri) hem de kararsız ve
çabuk dağılan yapılardır
•Polardırlar
•α aktin değişik kas tiplerinde bulunurken, β ve γ aktinler kas
haricindeki diğer bütün hücrelerde bulunurlar

26. 3.Aktin filamentlerin polimerizasyonu
•ATP, K+ ve Mg++ varlığında
•Aktin polimerizasyonu esnasındaki ATP hidrolizi, mikrotübül
oluşması sırasındaki GTP hidrolizine analogdur

27. 3.Aktin filamentler
Polardırlar
Aktin filamentlerinin polimerleşmesi
Hücre Moleküler Yaklaşım, G. M. Cooper ve R. E. Hausman: Çeviri Ed. Meral Sakızlı ve Neşe
Atabey, 2006

28. Polimerizasyonda görekli aktin bağlayıcı proteinler
• Aktin flamentlerin uzayıp kırılmalarında Timosin, Profilin, Gelsolin gibi
Aktin bağlayıcı proteinler ve ATP rol oynar.
• Aktin monomerleri, kendilerine bağlanmış Timosin veya Profilin taşıyor ve
ATP bağlanmışlarsa, bu monomerler aktin flamentin (+) ucuna eklenir ve
flamentin boyu uzar
• Şayet Gelsolin molekülü aktin flamente bağlanırsa, bağlandığı noktada
Aktin flamenti kırılır ve o noktayı Gelsolin kep gibi kuşatarak yeni
monomerlerin (+) uca bağlanmasını engellerler.

30. Bazı hücreler hareketleri esnasında aktin ihtiva eden
pseudopod, lamelipodi fillopod ve mikrospike’ler oluştururlar
•Hareketli hücrelerin kenarları (korteks) aktin polimerizasyonun
özünü teşkil eder
• Bazı patojenik bakteriler hücreler arasında hareket edebilmek için aktin kullanır

31. Hücre korteksindeki aktin polimerizasyonu hücre yüzey
reseptörleri tarafından kontrol edilir
•Örn; Kemotaksi; nötrofillerin bakteriyal enfeksiyon kaynağına
yönelmeleri

32. Hayvan hücrelerinin korteksinde yer alan aktin filamentler üç tip
düzenleme gösterir

33. Aktin bağlayıcı proteinler

36. Mikrovilluslar bazı hücrelerde aktin filamentlerden
oluşurlar

37. Miyofibril Yapısı

41. Hucre İskeletine bağlı Hastalıklar
• Kardiyovaskuler Sendromlar
• Norodejeneratif Hastalıklar
• Kanser (invazyon)
• Karaciğer Sirozu (toksik hedef molekul)
• Pulmoner Fibrozis
• Blisterli Deri Hastalıkları

42. BULLOZ PEMPHİGUS
•Mast hucrelerine antikor bağlanır
•Mast hucreleri ECF salgılar
•ECF, eozinofillerden proteaz salgılanır
•Proteaz hemidesmozomdaki
keratinleri yıkar

43. Bulloz pemfigus
Epidermolizis bulloza simpleks

44. HÜCRE BAĞLANTILARI
• Çok hücreliler ve
Doku
• Hücre dışı matriks
(ekstraselüler
matriks)
– Hücre matriks
bağlantıları (Bağ
dokuda)
– Hücreler arası
(interselüler)
bağlantılar (Epitel
doku)
Epitel Dokusu
Bağ Dokusu
Hücrelerarası
Matriks

45. Hücre bağlantıları
Özellikle epitel dokuda çok bol ve önemli

46. Hücre bağlantıları

47. Terminal tıkaç (Tigt junction: Zonula occludens)
•Epitel doku hücrelerinde serbest yüzeyin hemen altında
bulunur
•Bariyer
•Barsak lümeni, Pankreas lümeni, İdrar kesesi, Mide lümeni

48. •Bağlayıcı bağlantılar (Anchoring junction)
•Dokularda çok yaygın olarak bulunurlar
•Bir hücrenin sitoplazma iskeletini diğer hücrenin iskeleti ile veya
ekstraselüler matriks ile bağlarlar
•Kalp kası, deri epiteli ve uterus boynu gibi devamlı olarak mekanik
baskılara maruz kalan dokularda bol bulunurlar
•Bu bağlantı bölgelerinde iki sınıf protein yer alır

50. Yapışma kuşakları (Adhesion belt:Zonula adherens)
•Epitel hücrelerinde terminal tıkaçların hemen altında bulunur
•Hücreyi hücreye bağlayıcı aktin filament bağlanma bölgesidir
•Komşu hücrelerin zarlarını kalsiyum bağımlı bir mekanizma ile bir
arada tutarlar.

51. Yapışma plakları (Focal Contact: Adhesion Plaque)
•Hücreyi matrikse bağlayıcı aktin filament bağlanma bölgesidir
•Fokal kontakt , hücreleri kancalama görevinden başka, hücre dışı
ortam ile hücre iskeleti arasında uyarı iletiminde de görev yapar
•Bir çok protein kinaz fokal kontakt bölgesinde yer alarak görev yapar
•Bu kinazlar, hücre iskelet bileşenleri de dahil olmak üzere bir çok farklı
hedef proteini fosforlar ve böylece büyüme, morfoloji ve farklılaşma
gibi hücrenin ekstraselüler matrksine cevabını düzenlerler.

53. Desmozom
•Hücreyi hücreye bağlayan intermediate filament bağlanma bölgeleridir
•Özellikle epitel dokuda bulunur
•Hücreleri birbirine perçinleyen hücreler arası temas noktalarıdır
•Desmozomlar; epitel hücrelerinde keratin, kalp kas hücrelerinde
desmin, beyin yüzeyini örten bazı hücrelerde vimentin filamentlere
bağlanırlar

54. Hemidesmozom
•Epitel hücresinin bazal yüzeylerini hücrelerin altında uzanan bazal
laminaya (ekstraselüler matrikse) bağlayan intermediate filament
(özellikle keratin) bağlanma bölgeleridir
•Transmembran protein fokal kontakta olduğu gibi integrindir.

55. İletişim bağlantıları (Communicating anchoring)
•Hücreler arasında elektriksel veya kimyasal sinyallerin geçebileceği pasajlar
oluştururlar
Gap junction
•Hücreden hücreye geçebilen moleküllerin ağırlığı 1200 daltondan azdır
•Çeşitli iyonlar, amino asitler, şekerler, nükleozid fosfatlar (ATP, cAMP gibi)
ve vitaminler geçebilir
•Hücreden hücreye geçen moleküller sayesinde haberleşmeyi sağlarlar

56. Gap junction
•Ortamda yüksek konsantrasyonda Ca++ iyonları
bulunduğu zaman bu kanal kapanır