Hücre Dışı
| Ekstra selüler matriks | Tanımlama |
| Zemin maddesi | Arka plan rengi |
| Lifler | arka planın üzerindeki çizgiler |
Ekstra Selüler Matris (ECM) hücrelerin dışında bulunan tüm materyalleri içerir. Genellikle yukarıda listelenen iki bölüme ayrılır.
Zemin Maddesi (Ground Substance)
Zemin maddesi, geleneksel mikroskop altında bakıldığında belirli bir şekli olmayan hücre dışındaki malzemeye verilen addır. Bu sıvı bir kan damarının içindeyken plazmadır, ancak bu sıvı kandan çıkıp hücreleri çevrelediğinde ECF olarak adlandırılır. Bu sıvı akmaz veya damlamaz, proteinler, glikoproteinler ve polisakkaritler de dahil olmak üzere zemin maddesinde bulunan büyük solütler tarafından yerinde tutulur. Küçük solütler konsantrasyon gradyanlarından aşağıya doğru difüze olma eğilimindedir. Buna karşın zemin maddesinin büyük molekülleri sabittir ve sıvıyı yerinde tutarak viskoziteli bir jel oluşturur. Zemin maddesi, mikroskop altında pek bir şeye benzemez. Jöleye çok yakından baktığınızda nasıl görünüyorsa, zemin maddesi de aşağı yukarı aynıdır. Bu proteinler, glikoproteinler ve polisakkaritler, hücreler tarafından imal edilir ve sekrete edilir. Bunları imal eden hücrelerde, çok sayıda GER ve golgi aygıtı vardır.
Zemin maddesinde bulunan glikoproteinlerden biri de fibronektindir. Eğer hücrenin hücre membranında doğru integrinlere(trans membran proteindir) sahipse, hücreler fibronektini tanıyabilir, fibronektine bağlanabilir ve fibronektin boyunca hareket edebilirler. Fibronektin, sadece hücrelerin üzerinde hareket ettiği bir yol olarak değil, aynı zamanda bir yol haritası olarak da işlev görür. Doğru hücreleri, doğru zamanda, doğru yere götürmek, hem yara iyileşmesinde hem de gelişimde çok önemlidir. Esasında, gelişim hakkında öğrendikleriniz yara iyileşmesinde de geçerlidir.
Zemin maddesinde bulunan bir diğer önemli molekül de hiyalüronik asit adı verilen büyük bir polisakkarittir. Fibronektinde olduğu gibi, hücreler, hiyalüronik aside bağlanır ve üzerinde hareket eder (Farklı bir hücre zarı proteini kullanarak). Hyaluronik asidin diş hekimliğinde uygulamaları vardır; Örneğin diş eti hücrelerinin diş implantına yapışarak bakterilere karşı dirençli bir sızdırmazlık oluşturmasına yardımcı olmak gibi. Modern görüntüleme tekniklerini kullanmadan fibronektin veya hiyalüronik asidi göremeyiz, bu yüzden bu konular, bir sonraki bölüm olan lifler kısmında değil, zemin maddesinin bir parçası olarak listelenmişlerdir. Hücreler zemin maddesi proteinleri üzerinde göç ettiğinden, ECM proteinlerinin bir iskele işlevi gördüğünü söylüyoruz. İskeleler olmadan dokular sadece kenarlarından büyür. Hız kritik değilse bu sorun değildir; örneğin, mine ve dentin oluştuğu zamanlarda, embriyo rahim içinde güvende iken. Ancak bir yaralanmanın ardından, yaranın sadece kenarlarından değil, her yerinden aynı anda iyileşmesi en uygunudur. Vücut, genellikle önce yara kabuğu gibi bir çeşit iskele kurar. Diş hekimliğinde, yapay iskeleler vücudun daha hızlı iyileşmesine yardımcı olarak cerrahi replasman ihtiyacını azaltır. Yapay iskelelere örnek olarak bazı kemik grefti malzemeleri ve periodontal membranlar verilebilir.
Hücreleri yeni konumlara yönlendiren yapısal rollerine ek olarak, zemin maddesi molekülleri, hücrelere konumsal bilgi sağlar. Bu bilgi, hücrelere, nerede bulunduklarını ve ne yapmaları gerektiğini söyler. Örneğin, bir kök hücre fibronektine bağlandığında, fibronektin, kök hücreye, farklı genleri ifade etmesinin ve belirli bir hücre türüne diferansiye olmasının talimatını verebilir. Bu, bir kök hücrenin reaksiyonel dentin oluşturan bir odontoblasta veya yara dokusu oluşturan bir fibroblasta diferansiye olması arasındaki fark anlamına gelebilir. Hücreleri doğru yere götürmek iyidir, ancak hücrelerin oraya vardıklarında ne yapacaklarını bilmeleri gerekir. Diş oluşumu ve diş onarımını ele aldığımızda, fibronektinin ve hiyalüronik asidin bu işlevlerini hatırlayın.
Zemin maddesinin, kök hücreleri yönetiş şekli hakkında daha fazla bilgi edindikçe, dişlerin ve periodontal dokuların kendilerini onarmaları konusunda daha bilgili hale geliyoruz.
Lifler (Fibers)
Bir asır önce ışık mikroskobu altında görülebilen üç ipliksi şekil, ECM(ekstra selüler matriks)'nin lifleri olarak gruplandırılmıştı. Fibronektin ve diğer zemin maddesi molekülleri gibi, lifler de fibroblast adı verilen hücreler tarafından salgılanır.
Yukarıdaki şekildeki gibi kolajen lifleri, çok sayıda ayrı proteinin bir araya gelmesiyle oluşur ve bu proteinler de birbirleriyle örülür. Kolajen bu üç lif arasında en güçlü olanıdır. Bu nedenle yapısal bir protein olarak adlandırılır, birçok organa şeklini verir. Kolajen büyük bir proteindir. Kolajenin GER'den Golgi aygıtına taşınması, burada modifiye edilmesi ve nihayetinde hücreden dışarı salgılanması için ekstra büyük veziküller gerekir (Kolajen, GER'de translate edilir). Kolajen lifleri, üç adet sarmal α-heliksten oluşur ve bunlar da birbirlerine sarılıp çapraz bağlanarak -bir halatla aynı temel şekle sahip- çok güçlü bir makromolekül oluşturur. Uçlarından çekerseniz çok güçlüdür, ancak yandan kuvvet uygularsanız bükülür. Örneğin, bir dişteki ileri çürük alanı suların sürüklediği odunlar kadar yumuşak olabilir. Kolajen şunları içerir; etrafındaki önceden var olan bol miktardaki mineralleri içermeyen kollajen liflerini. Kolajen lifler, -dentin ve periodontal ligament gibi- kuvvete karşı koyma yeteneğinin önemli olduğu ağız boşluğu bölgelerinde bulunur. Aslında, kolajen insan vücudunun her yerinde bulunur ve protein içeriğimizin %25'ini oluşturur.
Yapısal bir role sahip olmanın yanı sıra, kolajen bir iskele görevi görür. Fibronektine ve hiyalüronik aside benzer şekilde, hücreler, göç etmek için kolajen lifleri kullanır. Fibronektin gibi kolajen de hücrelere konumsal bilgi sağlar. Bu mümkündür, çünkü farklı yerlerde biraz farklı versiyonlarda bir araya gelen 28 farklı kolajen geni vardır. Benzer şekilde, fibronektin alternatif splaysing sayesinde çoklu izoformlara sahiptir. Örneğin, IEE hücreleri bazal membranda bulunan tip I yerine pre-dentinde bulunan tip IV kolajen ile temas ettikten sonra ameloblastlara diferansiye olur.
Retiküler lifler mikroskop altında ince, örümcek ağına benzer bir ağ gibi görünür. Histologların, retiküler lifleri ilk kez görüp adlandırmasından çok sonra, moleküler biyologlar retiküler liflerin kolajen proteininden yapıldığını keşfettiler. Bununla birlikte, kendi adları vardır ve ekstra selüler matriks lifleri listesinde, kolajen lifleri ile eşit bir konuma sahiptirler. Bu ağsı protein yapı, kolajen lifleri kadar güçlü değildir ama Retiküler ağ, dalak ve lenf düğümleri gibi organlarda kan hücrelerinin bir süre beklemesi için yeterli bir iskelet sağlar. Retiküler lifler olmasaydı, serbest hücreler dibe çökerdi. Özetlemek gerekirse; kolajen proteinleri kolajen lifleri oluşturabilir veya kolajen proteinleri retiküler lifler de dahil olmak üzere lif olmayan başka şekiller oluşturabilir. Moleküllerin, lif olarak sınıflandırılması veya zemin maddesi olarak sınıflandırılması, molekülün mikroskop altındaki görünüşüne bağlıdır. Kolajen proteini, bir genden transkribe edilen ve translate edilen tek bir moleküldür. Bazen canlıların görünüşleri (morfolojileri) ile kökenleri (bu durumda DNA) arasında bir uyumsuzluk olabilir, bu durum gelecekte de tekrarlanabilir. Şu soruyla tekrar tekrar yüzleşmeye hazır olun: Hangisi daha önemli, soy mu(DNA), dış görünüş (morfoloji) mü?
Elastik lifler, kolajen liflerden daha incedir ve mikroskop altında ince tüyler gibi görünür. Elastin denilen farklı bir proteinden yapılırlar. Adından da anlaşılacağı gibi, elastik lifler gerilebilir ve orijinal uzunluklarına geri dönebilirler, yani esneyebilir. Esneme, kolajenin iyi yaptığı bir iş değildir. Bacaklarınızı düz tutarken avuç içlerinizi yere koyamıyorsanız, hamstring ve gastroknemius tendonlarınızın kolajen lifleri hareket aralığınızı sınırlıyor demektir. Düzenli esneme egzersizleri, fibroblastları aktive eder ve fibroblastlar da kolajen liflerini uzatır. Elastik lifler, konuşma veya yutma sırasında şekil değiştiren ağız boşluğu bölgelerinde daha fazla miktarda bulunur (Örneğin; yumuşak damakta).
Sonraki Ders: Hücre Proçesleri
Yorumlar
Yorum Gönder