-
Son videoda size bir nöronun nasıl göründüğünü gösterdim
Ve bir nöronun farklı bölümlerinden bahsettik
Size bir nöronun ne olduğuyla alakalı genel bir bilgi verdim
Nöron, dendritler tarafından uyarılır
Bu uyarılmanın ne anlama geldiğini sonraki videolarda anlatacağız
-
Bu impuls, bilgi ve sinyal toplu olarak iletilir
Eğer nöron, farklı dendritler tarafından çok noktadan uyarılırsa
Bu impulslar toplanır ve eğer eşik enerjisini geçerse hareket oluşturulur
-
Ya da bu impuls akson boyunca ilerler ve belki de diğer nöronları veya kasları uyarır
Çünkü aksonların bu uç noktaları diğer nöronlarla ya da kas hücreleriyle bağlantılı olabilir
-
Ya da kim bilir, ne olduğunu bilemeyiz
Fakat benim bu videoda asıl anlatmak istediğim bu uyarının ne olduğu
-
Ya da bir nöronun bu bilgiyi akson yoluyla nasıl ilettiği
Ya da gerçekte, bu uyarının dendritten aksona bu yolu nasıl gidiyor olduğu?
-
Aslında bütün bunlardan bahsetmeden önce bazı temel kurallara ihtiyacımız var
Veya bir nöronun zarı boyunca sahip olduğu asıl potansiyel enerjisinin kaynağını anlamaya..
-
Aslında bütün hücrelerde bir miktar potansiyel enerji farkı vardır
Ama eğer bir nörondan ve onun uyarı gönderme yetisinden bahsediyorsak bu özellikle konumuzla alakalıdır
-
Haydi şimdi bir sinir hücresine-nöron- yakından bakalım
-
Bu hücrede istediğim bir yere yakından bakabilirim
Çünkü bu hücrenin miyelin kılıfı yok
Hücrenin zarına zum yapıyorum
Şimdi diyelim ki bu nöronun zarı
İşte bu şekilde
Evet bu hücre zarı
Burası nöronun ya da hücrenin dışı
Ve burası da nöronun ya da hücrenin içi
Şimdi, hücrenin çevresinde yüzen sodyum ve potasyum mineralleri çizelim
-
Sodyumu şu şekilde çiziyorum
Sodyum daire şeklinde olacak
Evet bu sodyum
Sodyum-Na- iyonlarının yükü artı bir-+1- olmalı
Sonra da küçük üçgenler şeklinde potasyumları çiziyorum
Şimdi buna potasyum diyelim
Potasyum K şeklinde gösterilir
Bu da artı yüklü bir iyondur
Ve şimdi iyonları buralara yerleştirdik
Şimdi hücrenin hem içine hem de dışına artı yüklü sodyum ve potasyumlar yerleştirmeye başlayalım
-
Bu iyonların hepsi pozitif yüklü
Biraz içeride biraz da dışarıda sodyum var
Şimdi hücre zarının dışında içindekinden daha fazla pozitif yük oldu
-
Böylece burada bir potansiyel fark oluştu
Eğer hücre zarı olmasaydı negatif yükler kaçmak isteyecekti
Ya da pozitif yükler veya pozitif yüklü iyonlar içeri girmek isteyecekti
-
Dışarısı daha fazla pozitif yüke sahip olamayacaktı
biz de bunun nedeninden bahsediyor olacaktık
-
Yani bu bir elektrik potansiyel farkı, değil mi?
Eğer bu farkın büyüklüğü daha az ve pozitif olursa
Yani burada bir artı yüküm olursa, yük daha az pozitif yük olan tarafa gitmek ister
-
Yükler diğer pozitif yüklerden kaçmak isteyecek
-
Yani diğer pozitif yükler tarafından itilecek
Aynı şekilde eğer burada negatif bir yüküm olsaydı, o da diğer tarafa geçmek isteyecekti
Ya da pozitif bir yükün burada oradaki halinden daha mutlu olacağını söyleyebilirim :)
-
Fakat sorumuz bunun nasıl gerçekleştiği?
Yükler dağılmış olduğu için, kendi yollarını-meyillerini- kaybediyorlar
Bu yüzden bu potansiyel farkı elde edemiyoruz
Bu durumu oluşturmak için bir şekilde sisteme enerji vermek zorundayız
Bunu da hücrenin dışında içine göre daha fazla olan pozitif yüklerle elde edebiliriz
-
Ve bu sodyum-potasyum pompalarıyla gerçekleştirilebilir
Şimdi bunu çizeceğim
Bu aslında proteinin gerçek görüntüsü değil
Ama bu çizim size bu pompaların aslında nasıl çalıştığı ile ilgili fikir verecek
Evet şimdi böyle bir şey çiziyorum
Sonra proteinin diğer tarafını çiziyorum
Burası belki de bu şekilde görünüyordur
Burayı neden bu şekilde çizdiğimi anlayacaksınız
Proteinin ya da enzimin bu kısmını bu şekilde sonra da diğer kısmını şu şekilde çizeceğim
-
Ve bu şekilde görünecek
Elbette ki gerçek protein bu şekilde görünmez
Proteinlerin nasıl göründüğünü göstermeye çalışıyorum
Proteinler büyük kümeler halindedir ve çok karmaşık bir yapıya sahiptir
Proteinlerin farklı parçaları farklı şeylerle bağ yapabilir
Bu şeylerin proteinlerle bağlanması da onların şeklinin değişmesine sebep olabiir
Fakat ben buraya basit bir diyagram çizeceğim
Çünkü size bir şey göstermek istiyorum
Bu bizim inaktif durumdaki sodyum-potasyum pompamız.
Burası sodyumumuzun bağlanabileceği güzel bir yer
-
Bu durumda sodyum, proteinin veya enzimin üzerindeki bu yerlerle bağ yapabilir
-
Eğer sadece sodyum bağlanırsa ve sistemde herhangi bir enerji yoksa hiç bir şey gerçekleşmez
-
Aynen bu şekilde kalmaya devam eder
Aslında protein biraz daha çılgın görünür
Gerçek protein bu şekilde büyük bir bulut gibidir
Ve sodyumlar şuralara bağlanır
Belki burası proteinin bir şekilde içi de olabilir
Ama yine de proteinin bu tarafına sodyum bağlanmasıyla herhangi bir şey gerçekleşmez
-
Herhangi bir şey olması için enerji olmalıdır
Bu ATP den elde edilen enerjidir
Bu konuyu size Solunum'da anlatmıştım
Buna göre ATP hücre içinde bulunan bir enerjidir
Ve bu da ATP yapmak için uygun bir şey
ATP-adenozin trifosfat-
ATP enzimin diğer bir tarafına gidebilir
Fakat bu diyagramda enzimin bu tarafına gidiyor
ATP yi bu renkle gösterelim
Bu enzim bir çeşit ATPaz enzimidir
ATPaz enzimi ATP den bir fosfatı koparır
Ve bu etki onun şeklinden kaynaklanır
Bu enzim ayırmaya yarar
Bir fosfat kopardığında şekli değişir
Önce şunu bir yazalım
Birinci adımda, sodyum iyonlarımız var
Ve aslında, haydi onları bir sayalım
3 tane sodyumumuz var-bunlar gerçek oranlar-
3 sodyum iyonu nöronun ya da hücrenin içinde
Pompayla bağ yapıyorlar
Bu aslında bizim hücre zarımızla çaprazlanır
Şimdi ikindi adım, bir de ATP miz var
ATP deki pozitif fosfat kırılır ve ADP ye dönüşür
ADP, ATP nin şekil değiştirmiş halidir
Bu da pompanın şeklini değiştirecek enerjiyi sağlar
-
Bu pompanın eski hali
Daha sonraki görüntüsü de bu şekilde
Buna açıklık getirmek için biraz boşluk bırakayım
Sonra buraya pompayı çizeceğim
Şurayı silelim
Evet bu ilk hali
Daha sonra fosfat ATP den ayrılıyor
Şu şekilde görünüyor
Bu şekilde görünmek yerine diğer tarafa açılıyor
-
Yani şimdi böyle görünüyor
-
Ve tabi ki bu fosfat gruplarını da beraberinde taşıyor
Fosfatlar pozitif yüklü
Ve bu şekilde taşınırlar
Bu şekilde açılır
Bu tarafı da şimdi şöyle görünür
Böylece şimdi bu fosfatlar dışarı salınırlar
Böylece dışarı fosfatlar dışarı çekilmiş olur
Hatırlarsanız, bu işlem enerji gerktiriyordu
Çünkü bu doğal eğilimin tersine yapılan bir iş
Pozitif yükü alıyorsun
Ve onu daha çok pozitif yük olan bir ortama itiyorsun
Ayrıca etraftaki sodyumu alıyorsun
Daha fazla sodyum bulunan bir ortama koyuyorsun
Bu hem yük dengesine hem de sodyum dengesine zıddır
-
Gelelim üçüncü maddeye
Sodyum hücrenin dışına pompalanır
Bu şekil değiştikçe sodyumla bağ yapma kapasitesi düşer
-
Bu yüzden bunlar biraz daha değişir
Böylece sodyum bu yapıyla bağ yapamaz
Çünkü ATP sebebiyle proteinin şekli değişir
Yani üçüncü adımda, 3 Na+ -pozitif sodyum iyonu- dışarı salınır
-
Şimdi bir kere bu yapıdaki bütün pozitif iyonlar artık dışarıda
-
Ayrıca bu pozitif iyonlar birbirinden mümkün olduğunca uzak durmak istiyorlar
-
Bunlar aslında hücrenin kendisi tarafından çekiliyor
Çünkü hücrenin içi pozitif iyon bakımından fakir
Bu yüzden bu pozitif iyonlar-özellikle potasyum- proteinin bu kısmında bağ oluşturabilir
Bu gerçekleştiğinde bunu aktifleşmiş kompleks olarak tanımlayabiliriz
-
Sanırım şimdi dördüncü adıma geçebiliriz
-
Bizim iki K+-pozitif yüklü potasyum- iyonumuz var
Bu iyonları aktifleşmiş ya da değişmiş pompalar olarak adlandırabiliriz
Veya bunlara açık form da diyebiliriz
Bu iyonlar buraya gelir ve bağ yaparlar
Böylece bu durum proteinin şeklini tekrar değiştirir ve eski haline dönmesine neden olur
Bu açık haline döner
Şimdi bu protein açık haline dönünce bu adamlar artık burada durmazlar
Fakat buradaki iki adamımız burada oturmaya devam eder
Ve tam şuradaki çukurluklar ki aslında onlar çukurluk değil
-
Aslında onlar büyük protein kümeleri
Evet onlar orada daha fazla bağlı olarak kalmaz
Buradaki potasyumlar hücrenin içine salınırlar
Beşinci adımda, bu pompanın şekli tekrar değişmiştir
Böylece pompamız orijinal haline döner
-
Ve sonra hücre ilk haline döner
Bu iki potasyum iyonu hücrenin içine salınırlar
Bu içerideki sodyum iyonlarının ne işe yaradığını sonraki videolarda göreceğiz
-
Diyebilirsiniz ki, neden bu dışarı atılan şeyleri potansiyel fark yaratmak için orada tutmuyoruz?
-
Fakat ileride göreceğimiz üzere bu sodyum iyonları çok yararlı
-
Peki bizim buradan elde ettiğimiz net kazanç nedir?
Bu yolla dışarıda daha fazla sodyum iyonu elde ettik
Ve içeride daha fazla potasyum iyonu elde ettik
Fakat dediğim gibi içerideki pozitif yükler dışarıdakinden daha az
Ama bunların ikisi de pozitif yük
Daha fazla sodyumum ya da potasyumum olmasını umursamıyorum
Ancak dikkat ettiyseniz burada orandan bahsediyorum
Her zaman bir ATP kullandığımızda 3 sodyum dışarı atarız
Ve sadece 2 potasyum alırız
Her zaman 3 sodyum atar, 2 potasyum alırız
Bu iyonların her birinin yükü +1
Ama bunu her yapışımızda dışarıda +1 yük kalıyor değil mi?
3 dışarı, 2 içeri
Dışarıda net +1 yük kalır
Yani dışarısını daha pozitif yapıyoruz
Bu özellikle içeriyle alakalıdır
Bu şekilde bir potansiyel fark oluşur
Eğer bir voltmetre alırsak
-voltmetre potansiyel farkı ölçer-
Bu noktayla şu nokta arasındaki potansiyel farkı ölçebiliriz
Daha özelleştirirsek, bu noktayla şu nokta arasında bir gerilim -voltaj- ölçebiliriz
Eğer buradaki gerilimi şuradan çıkarırsak
Dinlenme halindeki gerilim -70 milivolttur
-
Hücre zarı ve nöron arasındaki potansiyel fark, bize dinlenme halindeki gerilimi verir
-
Yani bu videoda anlatmaya çalıştığım şey ATP nin üretilişi
Bir hücre ATP yi ve enerjiyi nasıl kullanır, bu şekilde potansiyel farkı nasıl hücre zarı aracılığıyla sürdürür
-
Ki bunu hücre zarının dışını içine göre daha pozitif tutarak yapar
Böylece içeriyle dışarı kıyaslandığında aslında negatif potansiyel enerji elde ederiz
-
Pozitif yüke izin verilseydi içeri girmeyi tercih ederdi
Negatif yük de tam tersi dışarı çıkmak isterdi
-
Şimdi geriye tek bir soru kaldı
Diyebilirsiniz ki, eğer yükleri dışarıda tutmayı başarırsak, gerilim farkı gerçekten negatif olacak
-
Bu içeride daha fazla negatif yük anlamına gelir
Peki bu neden -70 de dengelendi?
Bunlarla ilgili daha ayrıntılı bilgi sonraki videolarda verilecek
Ama bunu sağlamak için başka kanalar da var
Bu da protein yapının açık haldeyken sodyum geçişine izin vermesidir
-
Ve başka kanallar da açık haldeyken potasyum geçişine izin verir
-
Şimdi bunların kapalı haldeki durumlarını çiziyorum
Sonraki videoda bu yapılar açıldığında ne olur bundan bahsedeceğiz
-
Fakat bunlar kapalı haldeyken bile biraz sızıntı olabilir
-
Ve eğer burada potasyum konsantrasyonu çok yüksek olursa
Bu yükseklik eşik enerjisine ulaşması demektir
Yani -70 milivolt ya da daha fazla
Sodyum dışarıda çok yüksek konsantrasyona ulaşırsa
Bunların birazı sızmaya başlar
Konsantrasyon gerçekten çok yükseldiğinde
Ki bu elektrik potansiyelden dolayı pozitif yük anlamına gelir
Bu da bazı yüklerin itilmesine neden olur
Bu durum bizi -70 milivolt civarında sabitler
Eğer yüklerin konsantrasyonu düşerse
Bu durumda da biraz potasyum diğer tarafa geçebilir
Yani buralar kapalı bile olsa denge bozulduğunda
Mesela -80 ya da -90 milivolt olduğunda
Aniden her bir kanal sızdırmaya karşı büyük bir istek kazanır
-
Bu da bizim sabit bir gerilim potansiyelinde kalmamızı sağlar
-
Gelecek videoda,uyarılmış bir nöronun gerilim potansiyelinde neler olduğunu göreceğiz
-