Hücre, Yapışması Gereken Hücreyi Nasıl Seçer?

 

Tipik bir hücrenin yüzeyi, düz değil pürüzlüdür. Çoğu hücre, yüzeylerindeki filopod olarak adlandırılan mikro-çıkıntılar yoluyla birbirlerine temas ederler. Bunların uzunluğu çoğu zaman 0,1 mikron kadardır ve bir mikron karelik alanın yüzde biri kadarını kaplarlar. Bu mikro-çıkıntıları insanın parmakları gibi kullanan hücre, bulunduğu ortamı keşfeder ve yakın çevresindeki diğer hücrelerin yüzeylerini "hisseder".

Bir başka hücreye yapışma, mikro-çıkıntıların üzerinde bulunan özel moleküller sayesinde gerçekleşir. Çiftler halindeki yapışma molekülleri, birbirlerini tamamlayan yüzeyleriyle bağlanırlar. Proteinlerin, maddeleri tanımak için kullandıkları anahtar-kilit tanıma prensibini uygularlar. İki yapışma molekülü arasındaki bağa "yakınlık" (affinity) bağı denir. İki hücre arasındaki her yakınlık bağının kuvveti, iki yapışkan molekülü birbirine bağlayan çeşitli zayıf kimyasal bağların toplamından oluşur.

Hücrelerin dış yüzeyleri negatif yüklüdür, bu nedenle hücreler birbirlerini elektrostatik olarak iterler. Bu koşullar altında hücrelerin birbirine temas etmesi imkansız gibi görünür. Ancak hücre zarının özel tasarımı sayesinde hücreler birbirine temas etme imkanı bulur. Hücre zarındaki bu mikro-çıkıntılarda, temas alanının azalmasıyla birlikte, buradaki itici gücün etkisi de azalır ve artık engelleyici olmaktan çıkar.

Mikro-çıkıntılar yoluyla hücrelerin yapışması, hücrenin yön bulmasında da önemli rol oynar. Örneğin gelişmekte olan embriyo bedeninde göç eden hücreler, yollarını bu mekanizma sayesinde bulurlar. Bu hücreler görevlendirildikleri yere ulaşana kadar bir dizi hücreye sırasıyla yapışırlar; böylece diğer hücreleri iterek yollarını açmış olurlar. Doğru temas gerçekleşene kadar birçok yöne bu çıkıntılarını uzatmaya devam ederler. Eğer hücre bu çıkıntıları uzatma imkanına sahip olmasaydı, karanlıkta bir kişinin ellerini kullanmadan yön bulmaya çalışması gibi hücrenin yön bulması da imkansız olacaktı. Ancak Allah burada da ilmindeki zenginliği, yarattığı varlıklardaki tasarım mükemmeliğini bir kez daha göstermektedir.

Hücreler arası yakınlık bağının kurulabilmesi için, yapışma moleküllerinin birbirini tamamlayan iki yüzeyi arasındaki mesafenin bir nanometreden az olması ve aynı hizada olmaları gerekir. Bu şartların gerçekleşmesi son derece zordur. Ancak hücre zarındaki yakınlık bağları gerektiği kadar yakınlaşamasa da yapışma gerçekleşebilir. Bunu mümkün kılan bağlar arasındaki güçtür. Bu bağlar ortalama 40 nanogram ağırlığı (Bir gram 1 milyar nanogramdır.) kaldırmaya yetecek güçtedir. Eğer hücreler arası yakınlık bağları bu derece kuvvetli olmasalardı, hücrenin bir başka hücreye yapışması son derece zorlaşacaktı.

Pek çok hücre tek bir çıkıntı yoluyla çevresindeki hücrelerle bağlantı kurabilir; iki yakınlık bağı sayesinde de kalıcı bir bağ oluşturabilir. Bu yapışma sisteminde yakınlık bağlarının kuvveti birkaç kat daha zayıf olsaydı, hücrenin hücreye bağlanması mümkün olmazdı. Ayrıca proteinler kararlı olmaz ya da enzimler ilgili maddelere bağlanamazdı. Bu yaşamsal faailiyetler açıısndan son derece önemlidir. Bu bağların daha kuvvetli olması durumunda ise, bağ oluştuktan sonra hücrelerin birbirlerinden ayrılmaları çok zor olurdu. Görüldüğü gibi hücrenin bir başka hücreye yapışabilmesi için son derece hassas bir denge söz konusudur. Bu dengenin tesadüf eseri tam olması gerektiği şekilde olması ise imkansızdır.