Şifre Sıfırlama

Hücre

Hücre Biyolojisi

 

Hücre bir canlının yapısal ve işlevsel özellikler gösterebilen en küçük birimidir. Robert Hooke tarafından tanımlanmıştır. Hücreler; ancak mikronlarla (\(10^{-6}\) metre) ölçülecek kadar küçük ama çok karmaşık yapılardır (ancak sinir hücresi veya yumurta hücresi gibi bazı özel hücreler gözle görülebilir; bilinen en büyük hücre, deve kuşu yumurtasıdır). Çoğu hücre bölünerek kendisine benzeyen hücreler meydana getirir. Hücrelerin kimyasal yapısında su, mineral, yağ, protein, karbonhidrat ve nükleik asitler bulunur.

Çoğu hücre (sinir hücresi gibi uzun olan hücreler hariç) gözlemlenirken ışık mikroskobu kullanılır. Hücre ile ilgili edinilen bilgilerin çoğu ışık mikroskobundaki gelişmeler sonucunda keşfedilmiştir.

Hücre Teorisine İlişkin Çalışmalar

Robert Hooke, mikroskopla incelemekte olduğu şişe mantar parçasının yan yana dizili bitişik bölümlerden oluştuğunu görmüş. Etrafları çevrili ve içleri boş olan yapılarına uygun olarak, bu yapı birimlerine “Hücre (“Cellula) adını vermiş. Bu ismi 1665 yılında yayınladığı Micrographia adlı kitapta da kullanmıştır.

Daha sonra 1671 yılında Grew ve 1672 yılında Malpighi, bitkilerde de aynı yapı birimlerinin olduğunu bulmuşlardır. 19. yüzyılın ortalarında “Hücre Kuramı” ortaya atılmıştır. Günümüze dek geliştirilen hücre kuramı (hücrelerin yapısını, özelliklerini, oluşumlarını vb. tanımlayan kuram) biyolojiye büyük ilerlemeler sağlamıştır.

1858 yılında Alman patolog Rudolf Wirchow (Rudolf Virkov) ise bu bilgilere ilave olarak her hücrenin, var olan diğer hücrelerin bölünmesiyle oluştuğunu ileri sürmüştür.

Hücre Kuramı

Hücre Kuramına göre;

  • Bütün canlılar bir ya da daha fazla miktarda hücrelerden oluşmuştur. (Keşfeden bilim adamı: Theodor Schwan)
  • Hücreler kendilerinden önce yaşayan hücrelerden oluşurlar. (Keşfeden bilim adamı: Rudolf Virchow)
  • Hücre içinde oluşan kimyasal reaksiyonlar hücre içerisindeki organeller ile gerçekleştirilir.
  • Bütün hücrelerin ortak özelliği benzer kimyasal reaksiyonların olmasıdır.

Hücre Çeşitleri

Hücreler gelişmişlik düzeyine göre prokaryot (ilkel) hücreler ve ökaryot (gelişmiş) hücreler olmak üzere ikiye ayrılır.

Prokaryot hücrelerde;

  • zarla çevrili organeller bulunmaz.
  • genellikle bakteriler prokaryot hücrelerden oluşur.
  • çekirdekleri yoktur.

Ökaryot hücrelerde ise;

  • zarlı ve zarsız organeller bulunur.
  • çekirdekleri vardır.

Hücre Kısımları

Ökaryot bir gücrenin temel yapısı 3 kısımdan oluşur:

  • Hücre zarı
  • Sitoplazma ve Organeller
  • Çekirdek

Hücre Zarı ve Madde Alışverişi

Hücre zarı; hücrenin dış kısmında bulunan, molekülleri özelliklerine göre hücre içine alan veya dışarı bırakan seçici geçirgen katmandır (Seçici geçirgenlik, hücre zarının bazı maddeleri hücre alıp bazılarını almamasıdır). Hücre zarı karbonhidrat,protein ve yağlardan oluşur. Saydam ve esnek bir yapıdadır. Oransal olarak hemen hemen her hücrenin %65’i protein, %33’ü lipid, %2’si ise karbonhidrattan oluşmaktadır.

Bitki hücrelerinde zardan başka bir de hücre duvarı (çeperi) vardır. Hücre duvarı cansız olup selülozdan yapılmıştır. Hayvansal hücrelerde hücre duvarı yoktur.

 

Hücre zarı; hücre canlılığının ve özgün hücre işlevlerinin sürekliliğini mümkün kılan çok önemli bazı fonksiyonları yerine getirir ki, bunları kabaca şöyle sıralamak mümkündür:

  • Hücre içi ortamın özgün bileşimini (sitoplazmayı) hücre dışı ortamdan ayırmak
  • Hücre içi ile hücre dışı ortamlar arasında seçici bir şekilde madde alışverişini sağlayarak hücrenin atıklarını hücre dışı ortama vermek, hücre dışından hücreye gerekli maddeleri almak
  • Komşu hücrelerle iletişimi ve madde alışverişini sağlamak

Akıcı Mozaik Zar Modeli

Günümüzde kabul edilen zar modeli “Akıcı Mozaik Zar Modeli”dir. Bu teoriye göre; hücre zarı, iki sıra yağ tabakasıyla bu tabakalarda yüzen farklı büyüklük ve yapıdaki proteinlerden oluşur.

Hücre zarına karbonhidratlar doğrudan bağlanamaz; protein ve lipitlerle birleşik yaparak bağlanabilir. Protein ve glikozdan oluşan yapıya glikoprotein, yağ ve glikozdan oluşan yapıya glikolipit denir. Glikolipit ve glikoproteinler hücre zarının dışarıdaki maddeleri tanımasını sağlar. Bu sayede hücre zarları seçiçi geçirgenlik özelliği kazanır. Ayrıca glikoprotein yapılar hücreler arası iletişimi sağlanmasına katkıda bulunur. Alkol, kloroform ve eter gibi maddeler hücrelerin seçici geçirgen yapılarını bozabilir.

Gliko-proteinlerin görevleri şu şekilde özetlenebilir;

  • Hücreye girecek olan maddeleri tanır ve hücreye seçici özellik kazandırır.
  • Bazı gliko-proteinler, virüs reseptörü olarak görev yapar.
  • Alyuvarların zarında bulunan bazı gliko-proteinler kan grubunu belirler.
  • Komşu hücrelerin birbirini tanımasını sağlar. Bu özellik doku nakillerinde önem arz eder.

 

 

Aynı zamanda hücre zarındaki porlardan (deliklerden) madde alışverişi gerçekleşir. Bu porların etrafında proteinler vardır.

Hücre zarından geçebilen maddeler

Küçük moleküller (glikoz, aminoasit, su, madensel tuzlar), yağda eriyen A, D, E, K vitaminleri, nötr (oksijen ve karbondioksit) moleküllerdir.

NOT: Hücre zarının lipit yapısının çok fazla olması sayesinde yağda çözünen vitaminler suda çözünen vitaminlere göre çok daha hızlı hücreye geçiş yaparlar.

 

Hücre Zarının Farklılaşması

 

Hücre zarı farklılaşarak mikrovillus, mezozom ve yalancı ayak denilen özel yapıları oluşturur. Bu özel yapılar hücrenin görevini yerine getirmesine katkı sağlar.

Mikrovilluslar: Hücre zarının dışarıya doğru oluşturduğu uzantıdır. Özellikle emme görevi fazla olan hücrelerde, örneğin bağırsak epitelinde, hücre dış yüzeyini (emilim alanını) artırmak için oluşturulur.

Yalancı Ayak: Amip, akyuvar ve cıvık mantar hücrelerinde besin bulma ve yer değiştirme için hücre zarının oluşturduğu geçici uzantılara yalancı ayak denir.

Mezozom: Bakterilerde mitokondri görevi gören zar kıvrımlara Mesozom denir. Mezozomda solunum enzimleri bulunur.

 

Hücre Zarından Madde Alışverişi

Madde Alış-Verişi: Hücrelerin yaşamlarının devamı bulundukları ortamdan ihtiyaç duydukları maddeleri alması ve bu ortama metabolik artıklarını vermesine bağlıdır. Maddelerin sitoplazmik ortam ile dış ortam arasında alış verişinde hücre zarı engelini aşmak gerekir . Hücre zarları seçici geçirgendir (organel zarları da ( E.R. , Golgi , Lizozom , Mitekondri , Kloroplast vb.) seçici geçirgendir). Bitki, mantar ve bakterilerde ayrıca çeper ve kapsül engeli de bulunur.

 

Hücreden geçecek madde zardan geçebilecek boyuttaysa 2 şekilde geçebilir. Pasif veya Aktif taşımayla.

Pasif Taşıma

Maddelerin enerji harcanmadan yoğunluk farkı sayesinde hücre zarından doğrudan geçmeleridir. Rüzgarsız bir günde odanın camını açtığınızda meydana gelen hava değişimi gibi. Canlı cansız bütün hücreler pasif taşıma yapabilir. Pasif taşıma yukarıdaki tablodan da görebileceğiniz gibi difüzyon ve osmoz olmak üzere 2’ye ayrılır.

1) Difüzyon

Maddelerin çok  yoğun ortamlardan az yoğun ortamlara kendi kinetik enerjileri ile yayılmalarına denir. Enerji ve enzim kullanılmaz. Sıcaklık ve hareket gibi faktörler difüzyonu hızlandırır. Difüzyon iki ortam arasında yoğunluk farkı ortadan kalkıncaya kadar devam eder.

Difüzyon hızına etki eden faktörler:

  • İki ortam arasında yoğunluk farkı arttıkça difüzyon hızı artar.
  • Sıcaklık ve hareket difüzyonu hızlandırır.
  • Hücre zarındaki por sayısı ve por genişliği artıkça difüzyon hızı artar.
  • Molekül büyüklüğü artıkça difüzyon hızı azalır.
  • Basınç farkı difüzyonu hızlandırır.

Kolaylaştırılmış difüzyon: Maddeler hücre zarından bir taşıyıcı yardımıyla geçiyorlarsa buna kolaylaştırılmış difüzyon denir. Enzimler kolaylaştırılmış difüzyonda görev alır ancak enerji harcanmaz. Kolaylaştırılmış difüzyon canlı ortamlarda gerçekleşir. Suda çözünen maddeler hücrelere sıklıkla kolaylaştırılmış difüzyon ile girer.

Difüzyonla hücre zarından alınabilen maddeler: Su, oksijen, karbondioksit, iyot, etil alkol, glikoz, galaktoz, fruktuz, aminoasit, yağ asiti, gliserol, Na . K gibi iyonlar mineraller.

Difüzyonla hücre zarından alınamayan maddeler: Proteinler, yağlar, disakkaritlar, lipoprotein, polisakkarit, virüs, bakteri, ATP.

2) Osmoz

Osmoz, çözücü maddelerin az yoğun ortamdan çok yoğun ortama, seçici geçirgen bir zardan enerji harcanmadan geçişidir. Canlı sistemlerde çözücü madde su olduğu için, biyoloji biliminde osmoz terimi ile kastedilen, suyun az yoğun ortamdan çok yoğun ortama seçici geçirgen bir zardan enerji harcanmadan geçişidir.

 

Yukarıdaki görselde meydana gelen olay osmoz olayına bir örnektir. Yoğun olan kısım diğer kısma bir emme kuvveti uygular ve emme kuvvetleri eşitleninceye kadar su geçişi devam eder. Bu emme kuvvetine osmotik basınç denmektedir. Osmotik basınç bitkilerin besin alışverişinde kritik bir role sahiptir.

Hücreler farklı yoğunluktaki durumlarda dış ortama farklı tepkiler verir; bu tepkiler plazmoliz, deplazmoliz olarak adlandırılır. Bu tepkilerde turgor basıncı (su alma isteği) ve osmatik basınç (su verme isteği) etkilidir.

Plazmoliz: Bitki hücresinin kendinden daha yoğun(hipertonik) ortama konulduğunda su kaybederek büzülmesidir. Bu büzülme uzun süre devam ederse bitki hücresi ölür.

Deplazmoliz: Plazmolize uğramış hücrenin kendinden daha az yoğun (hipotonik) ortama konulduğunda su alarak şişmesidir.

 

Aktif Taşıma

Enerji harcanarak maddelerin seçici geçirgen zardan az yoğun ortamlardan çok yoğun ortamlara taşınmasına aktif taşıma denir. Aktif taşıma sırasında enerji harcanır. Yani aktif taşıma yapan hücre kesinlikle canlı olmalıdır. Aktif taşımanın hızı sıcaklığa, ph değişimlerine, oksijen miktarına, inhibitörlere duyarlıdır (enzimler görev aldığı için). Aktif taşımada, hücre zarı üzerindeki porlardan geçebilecek büyüklükteki moleküller, taşıyıcı protein ve taşıyıcı enzimler yardımıyla taşınır. Hücre içinden hücre dışına, hücre dışından hücre içine olmak üzere her iki yönde de gerçekleşebilir.

Taşınan madde hücre zarından geçemeyecek kadar büyükse 2 şekilde taşınabilir. Bu taşıma yöntemlerinde sitoplazma ve dış ortamdaki maddenin yoğunluk farkı önemli değildir. Aynı taşıma yöntemleri organel zarlarındada görülebilir.

1) Endositoz

Hücre zarından difüzyonla veya aktif taşımayla geçemeyecek büyüklükteki moleküllerin hücre içine alınış yöntemidir. Endositoz ile içeri alınan madde katıysa fagositoz, sıvı ise pinositoz olarak adlandırılır.

Fagositoz: Katı moleküllerin hücre içine alınması işlemine denir. Bu olay sırasında alınacak molekül hücre zarına temas ettiğinde ilk olarak yalancı ayaklarla (pseudopodia) etrafı sarılır ve besin kofulu olarak hücre içine alınır. Besin kofulunun lizozom ile kaynaşması sonucu içerideki besin sindirilir ve hücre içine alınır.

Pinositoz: Sıvı veya sıvıda çözülmüş moleküllerin alınması işlemine denir. Sıvı maddeler yalancı ayaklarla sarılamadığı için bu yöntemle hücre içine alınamaz. Bunun yerine hücre zarında minik cepler oluşturularak madde alınır.

2) Ekzositoz

Hücre içindeki büyük moleküllerin hücre dışına atılmasını sağlayan taşıma şeklidir. Hücre içindeki moleküllerin sindirilemeyen atıkları koful içinde hücre zarına getirilip koful zarı ve hücre zarının birleşmesi yoluyla atılır. Koful zarı birleşim yerinden açılarak atık maddeleri dışarı atar.

 

 

Sitoplazma ve Organeller

Sitoplazma; çekirdek zarı ile hücre zarı arasını dolduran sitoplazma; yumurta akı kıvamında, yarı akışkan (kolloidal) bir yapıdır. Sitoplazma; solunum, fotosentez, beslenme, sindirim, boşaltım gibi bütün yaşamsal faaliyetlerin geçtiği yerdir. Bu olaylar ile ilgili tepkimeler sitoplazmanın sıvı kısmına dağılmış enzimler tarafından yapılırken bir kısmı da organellerde gerçekleştirilir. Sitoplazmanın miktarı hücrenin boyutuna göre değişir. Sitoplazmanın büyük bir kısmı (%60-80 arası) sudan oluşur ve hücreler yaşlandıkça su oranı azalır.

Organeller: Sitoplazma içinde belirli görevler yapmak üzere özelleşmiş yapılara organel denir. Özellikle karmaşık yapıdaki ökaryotik hücrelerde birçok organel çeşidi bulunur. Bu organeller; ribozom, endoplazmik retikulum, golgi aygıtı, lizozom, mitokondri, koful, sentrozom, plastitler şeklinde sıralanabilir.

Organellerin Sınıflandırılması

Organeller kendi içlerinde zarsız, tek zarlı ve çif zarlı olmak üzere sınıflandırılır. Organeller hücre konumuzdaki diğer yapılar gibi mikroskobun bulunmasından sonra gözlemlenmeye ve tanımlanmaya başlamıştır.

 

1) Endopilazmik Retikulum (ER)

Sitoplazmada besin dolaşımını, yağ ve hormon sentezini sağlayan, hücre zarı ve çekirdek zarı arasında yer almış tek zarlı bir sıra karışık kanallar sistemidir. Üzerinde ribozom bulundurup bulundurmamasına göre ikiye ayrılır.

  • Granüllü E.R: Zarları üzerinde ribozom bulundurur. Özellikle protein sentezi yapan hücrelerde sayıları fazladır.
  • Granülsüz E.R: Üzerinde ribozom bulundurmaz. Özellikle karbonhidrat ve yağ sentezi yapan hücrelerde sayıları fazladır.

 

 

Endopilazmik Retikulumun Görevleri

  • Hücre zarından çekirdek zarına kadar uzanan zarlı kanallar sistemidir.
  • Memeli alyuvarı hariç bütün çekirdekli hücrelerde bulunur.
  • Hücre içine ve dışına madde taşır. Bazı maddeleri depolar (Ca ve protein gibi).
  • Çekirdek zarı ve golgiyi oluşturur. Hücreyi bölmelere ayırarak, sitoplazmadaki asidik ve bazik tepkimelerin birbirini etkilemeden yapılabilmesini sağlar.

2) Ribozom

Ribozomlar hücre içi protein sentezler. Hücre içindeki en küçük organeldir. Hücrenin olmazsa olmaz organelidir çünkü protein sentezlemeyen canlı hücre yoktur. Zarsız bir organeldir. Sitoplazmada serbest veya endoplazmik retikulum’a bağlı olarak bulunan 120-200 Å (angstrom) çapında yapılardır. Ribozomun yaklaşık %65 kadarı rRNA, geri kalan %35’lik bir kısmı ise ribozomal proteinlerden oluşur.Enzim salgılayan bez hücrelerinde sayısı daha fazladır. Çekirdekçikte üretilir ve mitokondri veya klorplastın yapısında bulunur.

 

Çok sayıda ribozomun birleşmesiyle boncuk dizisi şeklinde yapılar oluşabilir. Bu yapılara poliribozom veya polizom denir. İki birimden oluşur. Bu iki birim normalde ayrı olup, ribozom görev yapacağı zaman birleşirler.

3) Golgi Cisimciği (Aygıtı)

Proteinler sentezlendikten hedef noktalarına gitmeden önce golgi tarafından işlenir ve paketlenir. Bu şekilde oluşan yapılara salgı kofulu denir. Olgun alyuvar ve sperm hücreleri hariç tüm ökaryot hücrelerde bulunur. Üst üste sıralanmış yassı keselerden oluşan zarlı bir organeldir. Ter ve tükürük bezi gibi salgı yapan hücrelerde çok gelişmiştir.

 

Golginin görevleri

  • Sindirim enzimi taşıyan lizozomu oluşturur.
  • Hücre zarının yapımına katılır.
  • Bitkilerde ara lamel oluşumunu sağlar.

4) Lizozom

Ökaryotik hücrelerin sitoplazmasında bulunan, tek katlı zarla çevrili, genellikle küçük, yuvarlak ve çapları 0,2-0,8 mikron arasında değişen yapılardır. Asit ve çeşitli sindirici enzimler içerirler. Akyuvar, karaciğer ve dalak gibi hücre içi sindirimi gerçekleştiren yapılarda sayıları daha fazladır. Bazı basit yapılı bitki türleri hariç, kompleks yapılı bitki türlerinde bulunmaz.

Lizozomun etrafındaki zar golgi cisimciğinden oluşur ve içerisindeki enzimler ribozomlarda üretilir. Üretilen enzimler ER ile taşınır. Kısacası ribozomlarda üretilen ER ile taşınan enzimler golgide paketlenerek lizozom oluşturulur. Yani lizozomun oluşmasında ribozom, golgi ve ER etkilidir.

Lizozomun görevleri

  • Hücre içi sindirim ve savunma organelidir.
  • Hücrenin endositoz ile aldığı büyük moleküllü maddelerin sindiriminde görev alır.
  • İçindeki enzimlerinin serbest kalmasıyla hücrenin parçalanmasına neden olur. Bu olaya otoliz denir.
NOT: İnsanların embriyonal döneminde parmak oluşumunda, kurbağaların başkalaşım dönemlerinde kuyruğunun yok olmasında, kertenkelenin düşmanından kaçarken kuyruğunun kopmasında lizozomlar etkili olur. Bu duruma otoliz denir. Otoliz bir hücrenin lizozomunda bulunan sindirim enzimlerinin serbest kalarak (zarın yırtılması sonucu) hücreyi sindirmesidir.

5) Mitokondri

Memeli alyuvarları hariç oksijenli solunum yapan tüm ökaryot hücrelerde bulunur. Prokaryot hücrelerde mitokondri yoktur. Mitokondri hücrede enerji üreten organeldir (oksijenli solunum yapılarak ATP sentezlenir). Boyları 0,2 – 5 mikron arasında değişir. Şekilleri ise ovalden çubuğa kadar değişkenlik göstermektedir. Bazı hücreler tek bir büyük mitokondri içerebilse de çoğunlukla büyük sayılarda bulunurlar. Sayıları hücrenin enerji ihtiyacına göre değişir. Özellikle kas ve sinir hücreleri gibi enerji ihtiyacı fazla olan hücrelerde çok sayıda mitokondri bulunur. Bir karaciğer hücresinde sayıları 2500 civarına ulaşabilir.

Çift zarlı bir yapıya sahiptir. Dış zar düz ve esnektir. İç zar, yüzey genişletmek için oluşturulan ve krista adı verilen kıvrımlardan meydana gelmiştir. Krista üzerinde enerji üretimini sağlayan E.T.S (elektron taşıma sistemi) elemanları bulunur. Mitokondrinin içerisi matriks denilen sıvı ile doludur. Matriks, mitokondri içine giren maddeleri parçalayacak enzimleri taşır.

 

Mitokondrilerin matriks kısmında kendilerine ait DNA, RNA ve ribozomları vardır. Bu özelliğinden dolayı kendini eşleyebilir ve kendi enzimlerini üretebilir. Kendi DNA’sını olmasına rağmen çoğalmaları çekirdeğin kontrolünde gerçekleşir. Mitokondri DNA’sının kimyasal ve fiziksel etkilerle bozulması, oksijenli solunumda ATP sentezinin azalmasına neden olur. Buna bağlı olarak hücrede yaşlanma ve ölüm gerçekleşir.

6) Sentrozom

Sentrozom, yosun ve eğrelti otu gibi ilkel bitki hücrelerinde ve sinir hücreleri hariç tüm hayvan hücrelerinde çekirdeğe yakın bir yerde bulunur. İlkel bitki hücrelerinde ve mantar hücrelerinde bulunur. Ancak yüksek yapılı bitki hücreleri ve yumurta gibi hücrelerde bulunmaz. Zar bulunmaz.

 

Sentriol adı verilen birbirine dik iki silindirik cisim ve bunları sitoplazma sıvısından ayıran bir maddeden oluşur. Her bir sentriyol, bir daire üzerinde dizilmiş dokuz adet üçerli mikrotübülden meydana gelir. Sentrioller hücre bölünmeye hazırlandığı dönemde eşlenir. Mitoz bölünme başladığında çekirdeğin iki karşıt bölgesine giderek mikrotübülleri oluşturur ve hücre bölünmesine (kromozomların ayrılması ve kutuplara gitmesine) yardımcı olur.

7) Plastitler

Alg ve bitki hücrelerinde bulunan çeşitli görevleri olan çift zarlı temel organellerdir. 1,5 milyar yıl önce simbiyogenez ile oluştuğu tahmin edilmektedir. Genç hücrelerde renksiz olan plastitler (lökoplast), hücre ile birlikte gelişerek, hücrenin görevine uygun şekil ve renk kazanır. Bulundurdukları pigment (renk maddesi) ve görevlerine göre birbirine dönüşebilen üç çeşit plastit vardır:

A) Kloroplast

Klorofil pigmenti içerdikleri için yeşil renkli (bitkiye yeşil rengini verir) olan plastitlerdir. Kloroplastlarda fotosentez olayı gerçekleştirilir. Çift katlıdır. 

Kloroplast içinde tilakoit denilen çok sayıda yassı bölmeler ya da lameller bulunur. Tilakoitlerin bir araya gelmesiyle oluşan kümelere granum adı verilir. Granumlar da bir araya gelerek granayı oluşturur. Granaların arasını dolduran ve mitokondri matriksine benzeyen renksiz ana maddeye stroma denir.

Stromada DNA, RNA, ribozomlar ve fotosentezde görevli enzimler vardır. Bu özelliklerinden dolayı kloroplastlarda mitokondriler gibi çekirdeğin kontolünde çoğalabilirler ve kendi enzimlerinin bir kısmını sentezleyebilir.

B) Kromoplast

Bitkilerin çiçeğine renk verir. Çiçeklerdeki kırmızı, sarı, turuncu, hatta leylak gibi renklerin oluşmasını sağlar. Havuca turuncu renk veren karoten, domatese kırmızı renk veren likopen, limona sarı renk veren ksantofil pigmentleridir. 

C) Lökoplast

Renksiz olan plastitlerdir. Görevi nişasta, yağ ve protein depolamaktır. Bitkinin kök,toprak altı gövdesi (rizom) ve tohumları gibi depo organlarında (patateslerde kök yumrusunda) bulunur. Gün ışığına çıkınca bitkinin bulunduğu yerdeki rengini değiştirir.

NOT: Simbiyogenez hipotizi ekoloji konusunda detaylıca anlatılmıştır.

8) Koful

Kofullar tek katlı zarla çevrili, içi sıvı dolu keseciklerdir. Hücre içinde oluşan artıkların, besinlerin ve fazla sıvıların depolandığı yapılardır. 

  • ER’dan, golgiden, hücre zarından ve lizozomdan oluşabilir.
  • Hayvansal hücrelerde az ve küçük,bitkisel hücrelerde ise gençken küçük,yaşlandıkça büyürler. Çünkü tuzlu artıklar kofullarda biriktirilir.
  • Hücre içi osmatik basınç ve pH’ı ayarlar.
  • Kofulda bulunan su turgor basıncı oluşturarak hücreye diklik ve direnç verir.
  • Metabolizmanın aktiflik derecesini belirler. Eğer koful büyük ve sitoplazmada miktarı çok ise  metabolizma yavaşlar.

5 Çeşit koful vardır: Kontraktil koful, besin kofulu, sindirim kofulu, boşaltım kofulu, depo kofulu. Kontraktil koful, tek hücreli tatlı su canlılarında bulunan daimi kofuldur. Fazla suyu dışarı atmayı sağlar.

9) Hücre İskeleti

Nasıl bizim içimizdeki organlar kaslarımız ve diğer destek sistemi elemanlarımızla oldukları yerde sabit bir şekilde kalıyorsa hücrelerinde organellerini sabit bir konumda (ihtiyaca göre hareket ettiren) tutan sistemleri vardır. Buna hücre iskeleti diyoruz. Hücre iskeleti tüm ökaryot hücrelerde bulunur. En gelişmiş hücre iskeleti hayvan hücrelerinde görülür. Hücre iskeleti miktotübül, mikrofilement ve ara filament olmak üzere üç çeşit yapısal elemandan oluşur.

Mikrotübüller: Hücre iskelet elemanlarından kalın olanıdır. Çapları 25 nm(nanometre)’dir. Tübilin adı verilen proteinlerin oluşturduğu içi boş, çubuk şeklinde yapılardır. Mikrotübüller hücre içinde sürekli oluşup ayrışabilir. Hücre şeklinin belirlenmesinde, organellerin hücre içinde yer değiştirmesinde ve hücre bölünmesi sırasında kromozomların yavru hücrelere taşınmasında görev alır.

Mikroflamentler: Mikrotübüllerden çok daha incedir. Çapları yaklaşık 7nm’dir. Mikrofilamentler aktin adı verilen proteinlerin üst üste sarmal şekilde dizilmesiyle oluşur. Mikrotübüller gibi mikroflamentlerde de oluşup ayrışabilme özelliği vardır. Kas dokudaki liflerin kasılmasında mikrofilamentler rol oynar. Hücrelerin yalancı ayak oluşturarak hareket etmesinde ve beslenmesinde etkilidir. Ayrıca hücre bölünmesi sırasında hücrenin Boğumlanarak ikiye ayrılmasını da mikrofilamentler sağlar.

Ara filamentler: Mikroflamentlerden daha kalın, mikrotübüllerden daha ince olan hücre iskeleti bir elemanıdır. Çapları 8-12 nm civarındadır. Farklı tipteki protein iplik yapılarının birbiri üzerine sarılmasıyla oluşur. En kararlı hücre iskelet elemanıdır. Hücre şeklini korur ve hücre içi yapıları sabitler. Keratin yapılı ara flamentler deri hücreleri arasında bağ kurarak dokunun dış etkenlere karşı dayanıklılığını arttırır. Keratin, saç ,tırnak gibi yapılardaki hücrelerde daha bol bulunur. Ara filamentleri oluşturan proteinler dokudan dokuya farklılık gösterir. Bu proteinlerden oluşan ipliklerin birbiri üstüne sarmal yapmasıyla ara filamentler oluşur.

10) Peroksizomlar

Peroksizomlar, neredeyse bütün ökaryot hücrelerde bulunan hem oksitleyici hem de antioksidan etkiye sahip bazı enzimler içeren zarlı bir organeldir. Bazı peroksizomlar yağ asitlerini mitokondrinin kullanabileceği
daha küçük moleküllere dönüştürür. Hayvansal organizmalarda peroksizomlar; özellikle metabolik aktivitesi daha yüksek olan karaciğer, kalp, kas ve böbrek hücrelerinde daha fazla bulunur.

 

Hücre Çekirdeği ve Çeşitleri

Hücre çekirdeği, ökaryot hücrelerin çoğunda (bakteriler, mavi yeşil algler ve memelilerin olgun alyuvarları hariç) bulunan zarla kaplı bir organeldir. Hücrenin genetik bilgilerinin çoğu, hücre çekirdeğinin içinde katlı uzun doğrusal DNA molekülleri ile histon gibi birçok proteinin bir araya gelerek oluşturduğu kromozomlarda bulunur. Hücre çekirdeğinin görevi hücre işlevlerini kontrol altında tutmaktır. Çekirdeği çıkarılan her hücre bir süre sonra ölür. Çekirdek bir çift zar tarafından sitoplazmadan ayrılır.

 

Çekirdeğin Bölümleri

Çekirdek, hücrenin yönetim ve kontrol merkezidir. Hücrelerin bölünmesini, büyümesini, onarılmasını ve canlılık faaliyetlerinin devamını sağlar. Sitoplazma içerisinde yer alan en büyük yapıdır. Sitoplazmadan daha yoğun ve koyu renklidir. Dört kısımdan oluşur. Bu kısımlar çekirdek zarı, çekirdek öz suyu, çekirdekçik ve kromatin ipliklerdir.

1) Çekirdek Zarı (Karyolemma)

Çift katlı (mitokondri ve kloroplastta olduğu gibi) bir zar sistemine sahiptir. Bu zarlardan her biri hücredeki diğer zarlar gibi protein ve yağlardan yapılmıştır.  Dış zar endoplazmik retikulumun devamı gibidir. Üzerinde ribozomlar vardır. Çekirdek zarında, stioplazmaya madde alışverişini sağlayan porlar (delikler) vardır. Bu porlar hücre zarındakilerden daha büyüktür.

2) Çekirdek Plazması (Karyoplazma) 

Çekirdeğin içerisini dolduran homojen yapıda bir sıvıdır. Bu sıvıya çekirdek sıvısı da denir. İçerisinde enzimler bulundurur.

3) Çekirdekçik (Nükleolus)

Çekirdek içinde koyu görünen bir veya daha çok sayıda küre şeklinde cisimciklerdir. Zarsız bir yapıdır. Çekirdekçik, protein ve RNA yönünden zengindir. Protein sentezi yüksek olan yumurta, sinir ve salgı hücrelerinde çekirdekçik büyüktür.

4) Kromatin İplikler ve Kromozomlar

Bölünme öncesinde hücrenin çekirdek plazmasında uzun, ağ ve yumak şeklinde iplikler gibi görünen yapılara kromatin iplik (DNA molekülü) denir. Hücre bölünmesi sırasında kromatin iplikler spiral yaparak toplanır, kısalır, kalınlaşır ve kromozom denilen yapıları oluşturur.

Kromozomların en önemli görevi kalıtım birimi olan genleri (DNA) taşımasıdır. Kromozomların şekli, sayısı ve büyüklüğü her bir türe ait bütün bireylerde sabittir. Örneğin; İnsanlarda 46, domateste 24, buğdayda 42, moli balığında 46, yuvarlak solucanda 2 tane kromozom vardır. Kromozomun fazla ya da az sayıda olması canlının gelişmişliğinin az ya da fazla olması anlamına gelmemektedir. Bu iki kavram birbiriyle alakasızdır.

Normal vücut hücrelerimizde; anne ve babadan gelen birer kromozom takımı bulunur. Bu tip hücrelere diploid hücre denir ve kromozom sayısı hep 2’nin katı olmak zorundadır. Bazı basit yapılı hayvanlarda ve bütün eşey hücrelerinde tek takım kromozom bulunur. Bu tip hücrelere monoploid hücre denir ve kromozom sayıları 1’in katı olmak zorundadır.

Kromozomların özellikleri:

  • Her canlının belirli sayıda kromozomu bulunur. Örneğin insanların 46 kromozomu vardır.
  • Kromozom sayısının vücut büyüklüğü veya canlının gelişmişlik düzeyiyle bir ilgisi yoktur.
  • Tür içi sağlıklı canlılar arasındaki kromozom sayısı aynıdır.
  • Farklı türlerin aynı sayıda kromozomu olabilir.

Hücre Çeşitleri

Hücreler gelişmişlik düzeyine göre prokaryot (ilkel) hücreler ve ökaryot (gelişmiş) hücreler olmak üzere ikiye ayrılır.

1) Prokaryot hücreler

Bakteriler, arkebakteriler ve mavi-yeşil alglerdeki hücre tipleri bu gruba girer. Bunların çekirdek zarı ile çevrili çekirdekleri yoktur. Sitoplazmalarında mitokondri gibi zarlı organeller yoktur. Kalıtım maddesi olan DNA sitoplazma içerisine dağılmış durumdadır. Ribozomları vardır. Bu hücrelerin hayati faaliyetleri sitoplazmada ve hücre zarında gerçekleşir.

2) Ökaryot hücreler

Çekirdeği ve organelleri zarla çevrilmiş olan hücrelere ökaryot (gelişmiş) hücreler denir. Ökaryot hücreler hücre zarı, sitoplâzma ve çekirdek olmak üzere üç kısımdan oluşurlar. Bazı tek hücreli canlıların, mantarların, bitkilerin, insanların ve hayvanların (çok hücreli canlılar) hücreleri ökaryot hücredir.

Tek Hücreliden Çok Hücreliye

Endosimbiyoz Kuramı

Bazı ökaryotik organellerin, özellikle mitokondri ve kloroplastların, serbest yaşayan prokaryotlardan kökenlendiğine ilişkin kuramdır. Evrim sürecinin erken aşamalarında, oksijenli solunum yapan prokaryot bir hücre daha büyük yapılı ilkel bir ökaryot hücrenin içine girmiş ve onunla ortak yaşamaya başlamıştır. Prokaryot hücre, içine girdiği hücre için gerekli enerjiyi sağlarken besinini de ondan elde etmiştir. Bu ilişki belirli bir zaman sonra tam bir simbiyozise dönüşmüş ve iki hücre birbirlerine bağlı olmadan serbest yaşama yeteneğini yitirmiştir. Kloroplastlarında benzer bizimde fotosentez yapan prokaryot bir hücrenin ilkel ökaryot hücreye girmesiyle oluştuğu ileri sürülmektedir.

 

Endosimbiyoz Kuramına İlişkin Kanıtlar

Mitokondri ve plastitlerin endosimbiyoz kökenli olduklarına dair bulgular aşağıdaki gibidir.

  • Mitokondri ve plastitler ait oldukları hücreden farklı olan bir DNA taşırlar ve bu DNA bakterilerinkine benzemektedir(dairsellik ve uzunluk açısından)
  • İki veya daha fazla katlı zarları vardır ve en içteki katman hücredeki diğer zarlardan bileşim açısından farklıdır, bileşimi daha çok prokaryotik hücre zarına benzemektedir.
  • Yeni plastit veya mitokondri oluşumu sadece ikiye bölünme işlemine benzer bir süreç sonunda olur. Bazı alglerde plastitler çeşitli kimyasallarla veya uzun süre güneş ışığı yokluğunda hücreye zarar vermeden yok edilebilmektedir bu durumdaki hücrelerde plastitler yeniden üretilememektedir.
  • Plastitlerin iç yapısı ve biyokimyası, örneğin tilakoit ve klorofillerin varlığı, siyanobakterilerle büyük benzerlikler göstermektedir.Ökaryotik genom, bakteri ve plastitlerin filogenetik çözümlemeleri de gösteriyor ki plastitiler en çok siyanobakterilere yakındır.
  • DNA analizleri ve filogenetik çözümlemeler hücresel DNA’nın plastit DNA’sından gelmiş olabilecek parçacıklar bulundurduğunu düşündürmektedir.
  • Hücre çekirdeği tarafından kodlanan bazı proteinler bu organellere transfer edilmektedir ve hem mitokondri hem de koloroplast genomu bakterilere kıyasla daha küçüktür. bu da endosimbiyoz ilişkiyle konak hücreye olan bağımlılığın artması gerektiği görüşüyle örtüşmektedir. Organel genomlarındaki birçok gen ya kaybedilmiş ya da hücre çekirdeğine kaymıştır.
  • Plastitler günümüzde birçok farklı protista türünde bulunmaktadır, bunlardan bazıları plastit bulundurmayan protista türleriyle yakın akrabalık göstermektedirler. Eğer plastitler kendiliğinden oluşsaydı bu olayın birçok kez yeniden tekrarlanması gerekirdi ve endosimbiyoz kuramı olmadan bu yakın türler arasındaki farklılıkları açıklamak kolay olmazdı.
  • Bu organellerin ribozomları bakterilerinki gibidir (70S).
  • Mitokondri ve plastit kaynaklı proteinler, bakterlerde olduğu gibi başlangıç amino asidi olarak N-formilmetiyonin kullanmaktadır.

Tek hücreli canlılardan çok hücreli canlılara geçiş

Tek hücreli canlılardan çok hücreli canlılara geçiş kolonilerle oluşmuştur. Bir kaç hücre bir araya gelerek kolonileri oluşturmuş ve çok hücreli canlılara geçme adımlarını başlatmıştır. Bu koloniler değişik özellikte ve farklı adette hücrenin bir araya gelmesiyle oluşmuştur. Bazı kolonileri bir arada tutan bağ olmamasına (bağı olmayan koloniler ufak bir sarsıntıda dağılabilir) karşın hücreleri arasında bağ bulunduran kolonilerde vardır.

Pandorina: Az sayıda (16 adet) hücreden meydana gelmektedir. Koloniyi oluşturan hücrelerin hepsi aynı yapıda ve aynı işlevdedir. Olası bir dağılmada koloniyi oluşturan hücreler tek başına yaşamayı sürdürürler. Buna karşın hücreleri bir arada tutan jelatimsi bir sıvı bulunmaktadır. Hücreler arasında iş bölümü yoktur.

Volvox: Volvox; 8000 ila 40 000 hücreden meydana gelen düzenli bir küredir. Koloniyi oluşturan hücreler arasında özelleşme ve iş bölümü vardır. Bu özelliğinden dolayı çok hücrelilere geçiş olarak kabul edilir. Volvox kolonisinde üremeden, hareketten ve fotosentezden sorumlu özelleşmiş yapılar bulunur. Yani koloniyi oluşturan hücreler birbirinden ayrılırsa tek başlarına yaşayamazlar.

Mehmet KÜÇÇÜK

Sosyal Medyada Paylaş

49 Görüntülenme

Eklenme Tarihi: 30.03.2021 17:36
Son Güncelleme: 01.01.1970 00:00

0 Yorum

İPTAL
Bu işlemi gerçekleştirebilmek için giriş yapmanız gerekmektedir!