Hücre Nedir

♦ Canlının temel, yapısal ve işlevsel birimidir.
♦ Bütün canlılar, bir ya da daha fazla hücreden oluşmaktadır.
♦ Yeni hücreler, var olan hücrelerin bölünmesi sonucu
meydana gelir.

HÜCRENİN YAPISI

-Canlılar hücresel organizasyona sahiptir. Bazı canlılar tek hücreli iken bazıları çok sayıda hücreden oluşur.

-Hücreler yapılarına ve gelişmişlik düzeylerine göre prokaryot ve ökaryot olmak üzere ikiye ayrılır.

-Prokaryot hücrelerin zarla çevrili organelleri yoktur. Bu tip hücrelerde organel olarak sadece protein sentezinin gerçekleştiği ribozom bulunur. Kalıtsal materyali, halkasal şekilde olup sitoplazma içinde dağınık hâldedir. Bundan dolayı mikroskopta belirgin bir çekirdek yapısı görülmez. Bakteriler ve arkeler prokaryot hücre yapısına sahiptir.

-Ökaryot hücreler, prokaryot hücrelere göre daha büyük ve gelişmiş olup çift katlı zarla çevrili çekirdeğe ve zarlı organellere sahiptir. Kalıtsal materyalleri kromatinler hâlinde çekirdekte bulunur. Protista, bitki, mantar ve hayvanlar
âlemine dâhil canlılar ökaryot hücre yapısına sahiptir.

HÜCRENİN KISIMLARI

Ökaryot hücreler 3 ana kısımdan oluşur:
♦ Hücre zarı
♦ Sitoplazma
♦ Çekirdek

Hücre Zarı:

-Hücre zarı; hücreyi dış ortamdan ayıran, canlı, esnek, ince, seçici geçirgen bir yapıdır. Hücreye şekil verir. Hücreyi korur,
sarar ve hücrenin dağılmasını engeller.

-Hücre zarındaki lipitler çoğunlukla fosfolipit yapıdadır. Çift katlı fosfolipit tabakası esnek olup sürekli hareket hâlindedir. Bu durum hücre zarının akıcı olmasını sağlar.

-Hücre zarında bulunan fosfolipit moleküllerinin arasında düzenli biçimde dağılmış ve yer değiştirebilen protein molekülleri bulunur. Bunlara kanal proteinleri denir. Bu kanallar hücrenin dış ortamla madde alışverişini sağlar ve sitoplazmanın homeostazisini düzenler. Ayrıca hücre zarı yüzeyine tutunmuş çoğunlukla enzim görevi yapan proteinler vardır . Hücre zarının yapısında bulunan karbonhidratlar, zarın dış kısmında protein ve lipitlere bağlı olarak bulunur.

-Glikoproteinler ve glikolipitler hücre zarında uyarıları algılayan reseptör olarak görev yapan, hücrelerin birbirini tanımasını sağlayan ve hücre zarının seçici geçirgenliğini denetleyen moleküllerdir. Hayvan hücrelerinin zarında  steroit olan kolesterol molekülü de bulunur.

-Bitki ve mantar hücreleri ile prokaryot canlıların hücre zarının dış kısmında koruyucu bir duvar vardır. Bu duvar bakteri ve arkelerde farklı maddelerden; bitkilerde selüloz, mantarlarda ise kitinden yapılmıştır. Hücreyi dış ve iç etkilere karşı koruyan duvar, cansızdır ve üzerindeki geçitler sayesinde tam geçirgendir.

Sitoplazma

-Ökaryot hücrelerde hücre zarı ile çekirdek zarı arasında kalan bölge sitoplazma ile doludur.

-Prokaryot hücrelerin zarla çevrili çekirdeği bulunmadığından hücre zarı içerisindeki tüm kısım sitoplazmayı oluşturur. Prokaryot hücrelerde yaşamsal faaliyetler, büyük oranda sitoplazmada bulunan serbest enzimler tarafından yürütülür.

-Sitoplazma; yarı akışkan sıvısal kısım, organeller ve hücre iskeleti elemanlarını içerir. Sitoplazmanın %70-%90’ı sudur. Ayrıca içerisinde mineraller, tuzlar, gazlar, proteinler, karbonhidratlar, yağlar, enzimler, hormonlar, vitaminler, boşaltım atıkları, ATP, nükleotitler ve RNA’lar bulunur. Sitoplazma sürekli hareket hâlindedir. Bu hareket, hücre içeriğinin homojen hâle gelmesini sağlar.

Hücre Organelleri

-Ribozom:

-Protein moleküllerinin sentezi, ribozomlarında gerçekleşir.

-Büyük ve küçük olmak üzere iki alt birimden meydana gelir.

-Tüm prokaryot ve ökaryot hücrelerde bulunur.

-Ökaryot hücrelerin ribozomları, prokaryot hücrelerin ribozomlarından biraz daha büyüktür.

-Prokaryot hücrede ribozomlar, sitoplazmada serbest hâlde bulunur.

-Ökaryot hücrelerde ribozomlar; sitoplazmada serbest hâlde, granüllü endoplazmik retikulumlar ile çekirdek zarlarının dış yüzeyinde, mitokondri ve plastitlerde bulunur.

-rRNA ve proteinden oluşan ribozomlar, ökaryot hücrelerin çekirdekçiğinde sentezlenir.

-Endoplazmik Retikulum:

-Hücre zarından başlayıp çekirdek zarına kadar uzanan hücre içi kanallar sistemidir.

-Çekirdek zarı endoplazmik retikulum zarlarının devamıdır.

-Bazı endoplazmik retikulumların zarları üzerinde ribozomlar bulunabilir.

-Ribozom bulunduranlara granüllü endoplazmik retikulum denir.

-Ribozom  bulundurmayanlara granülsüz (düz) endoplazmik retikulum denir.

-Ribozomlarda üretilen proteinlerle birlikte hücre dışına verilecek olan salgıların büyük bir kısmı granüllü endoplazmik retikulum tarafından sentezlenir ve küçük keseler içinde paketlenerek Golgi aygıtına gönderilir.

-Granülsüz endoplazmik retikulum; hücre zarı ile çoğu organelin zar yapısına katılan yağ moleküllerinin sentezinde, ilaç ve alkollerin zehirleyici etkilerinin yok edilmesinde, karaciğer hücrelerinde depolanan glikojenin glikoza parçalanmasında ve steroit yapılı bazı hormonların sentezinde görev alır. Çizgili kas hücrelerinde kasılma için gerekli olan kalsiyum iyonlarını depolar.

-Endoplazmik retikulumlar, hücre bölünmesi sırasında eriyerek kaybolur. Bölünme tamamlandığında ise yeniden yapılır.

-Hücre çekirdeğinin belirli bir bölgede sabit kalmasını, asidik-bazik tepkimelerin birbirinden ayrılmasını ve hücre içerisinde maddelerin taşınmasını sağlar.

-Golgi Aygıtı

-Golgi aygıtı, çok sayıda yassılaşmış keseden ve küçük kofullardan meydana gelir.

-Üzerinde ribozom bulunmaz.

-Alyuvarlar ile sperm hücreleri hariç bütün ökaryot yapılı hücrelerde, tükürük bezi hücrelerinde, mukus salgılayan bezlerde ve bitkilerin koku molekülleri üreten hücrelerinde iyi gelişmiştir.

-Endoplazmik retikulumlarda üretilen maddelerin büyük bir kısmı Golgi aygıtında ayrıştırılır, depolanır ve paketlenir.

-Glikoprotein ve lipoprotein gibi maddelerin üretimi ve salgılanmasından sorumludur.

-Lizozomların oluşumunda Golgi aygıtı rol oynar.

-Golgi aygıtındaki fonksiyon bozuklukları hücre için adeta yıkımdır. Örneğin sinir hücrelerinde işlev kaybına neden olan Alzheimer ile kistik fibrozis hastalığında Golgi aygıtının hem yapısında hem de işlevlerinde anormallikler olduğu ortaya konulmuştur.

–Lizozom

-Lizozomlar, sindirim enzimleri taşıyan, tek katlı zarla çevrili organelidir.

-Lizozomun içerisinde bulunan enzimler, granüllü endoplazmik retikulumların yüzeyinde bulunan ribozomlarda üretildikten sonra endoplazmik retikulumlar aracılığı ile Golgi aygıtına getirilir. Burada yoğunlaştırılarak paketlenir ve kesecikler içine alınıp lizozom şeklinde sitoplazmaya bırakılır.

-Lizozomlar hücre içi sindirim yapabilen hücrelerde bulunur.

-Bitkide ve mantarda bulunmaz.

-Lizozomlar, spermin yumurtaya girmesinde de etkilidir. Spermin uç kısmında bulunan lizozoma benzer bir organel, yumurtanın dış kısmında bulunan koruyucu örtüleri eritir.
-Bozulmuş ve yaşlanmış organeller, lizozomlar tarafından yok edilir.

-Lizozom zarının iç yüzeyi, enzimlerin zarar vermesini engelleyen özel bir madde ile kaplanmıştır. Herhangi bir etki sonucu lizozom zarı parçalanırsa enzimler sitoplazmaya dağılır ve hücre kendini sindirir. Bu olaya otoliz denir.

-Lizozomlardaki fonksiyon bozuklukları, bazı hastalıklara neden olur. Tay-Sachs  hastalığında sinir hücrelerinin lizozomlarında lipitleri sindiren enzimler eksiktir. Zamanla sinir hücrelerinde biriken lipitler, hücrelerin fonksiyonlarının bozulmasına neden olur. -Lizozom faaliyeti sonucu parçalanması gereken maddeler parçalanmadan zamanla lizozomlarda birikebilir. Bu maddeler yaşlılık pigmenti adı verilen pigmentlere dönüşür.

Peroksizom (Mikrocisimcikler)

-Peroksizomlar, hem bitki hem de hayvan hücrelerinde bulunan, zehirli maddeleri yok eden, tek katlı zarla çevrili organeldir.
-Peroksidaz ve katalaz enzimleri yardımı ile alkol, ilaç gibi zararlı maddelerin toksik etkilerini yok eder. hidrojen peroksiti (H2O2), sahip olduğu katalaz enzimi ile zararsız su ve oksijene ayrıştırır.

-Bazı peroksizomlar yağ asitlerini mitokondrinin kullanabileceği daha küçük moleküllere dönüştürür. Bu olay sırasında oksijen kullanılır.

-Ökaryot bir hücrede oksijen tüketen iki organel vardır. Bunlardan biri mitokondri diğeri peroksizomdur.

–Koful

4 çeşittir.

a)Besin Kofulu

-Besinlerin endositoz yoluyla hücreye alınması sonucunda oluşan keseciklere besin kofulu denir.

-Genellikle hücre içi sindirim yapabilen; bir hücreli canlılarda ve insanların fagositoz yapabilen hücrelerinde görülür.

-Besin kofulundaki maddeler lizozomlardaki sindirici enzimlerle parçalanır. Meydana gelen ürünler sitoplazmaya geçer, geride kalan atıklar ekzositozla hücre dışına verilir .

b)Salgı Kofulu

-Golgi aygıtında üretilen salgıların ve metabolizma sonucu meydana gelen atık maddelerin hücre dışına verilmesini sağlayan
keseciklere denir.

-Böcekçil bitkiler ve ayrıştırıcı mantarlar, sindirim enzimlerini salgı kofulları oluşturarak ekzositozla hücre dışına verir.

c)Depo Kofulu

-Bitki ve hayvan hücrelerinde bulunur.

-Bitkilerin depo kofulları hayvanların depo kofulundan daha büyüktür.

-Bitkilerde zehirli maddeler, metabolizma sonucunda meydana gelen atıklar, boya maddeleri, köklerden suyla birlikte alınan tuzun fazlası, zehirli maddeler ile organik asitler yaprak hücrelerinin kofullarında biriktirilir ve sonbaharda yaprak dökümüyle bitkiden uzaklaştırılır.

-Bazı bitkilerin hücre kofullarında ise asit ve bazlarla renk değiştirebilen boya maddeleri bulunur. Bu maddeler, çiçeklerdeki taç yaprakların ve meyvelerin renklenmesinde etkilidir.

-Bitki hücreleri olgunlaştıkça küçük depo kofulları birleşir ve tek büyük bir kofula dönüşür .

d) Kontraktil (Kasılgan) Koful

-Tatlı sularda yaşayan ökaryotik tek hücreli canlılarda hücre içine giren suyun fazlası, kontraktil kofullar yardımıyla hücre dışına atılır. Bu olay sırasında ATP harcanır.

-Kontraktil kofullar, sitoplazmaya doğru uzanan çok sayıda kol yardımıyla fazla suyu alarak biriktirir. Kofulun etrafını saran ve kasılabilen ipliksi yapılar sayesinde zaman zaman kasılan koful içerisindeki su bir miktar tuzla birlikte hücre dışına atılır. Bu sayede hücre hemoliz olmaktan kurtulur.

–Mitokondri

-Mitokondri, hücrenin ihtiyaç duyduğu ATP’yi sentezleyen organeldir.

-Bir hücredeki mitokondri sayısı, hücrenin enerji ihtiyacına göre değişebilir.

-Prokaryot hücre yapısına sahip canlılarda ve memeliler sınıfına dâhil canlıların olgun alyuvar hücrelerinde
mitokondri bulunmaz.

-Mitokondriler çift katlı zarla çevrelenmiş olup iç zar, yüzeyini genişletmek amacıyla içeriye doğru çok sayıda girinti yapmıştır. Bu girintilere krista denir. Kristaların yüzeyinde elektronların hareketini sağlayan ve ATP sentezleyen enzimler bulunur.

-Mitokondrinin içini dolduran sıvıya matriks denir. Matriks içinde kendine özgü halka şeklinde DNA molekülleri, tüm RNA çeşitleri, ribozomlar, ATP, solunum enzimleri, solunum reaksiyonları sırasında açığa çıkan ara ürünler, su ve mineraller bulunur. -Mitokondriler sahip olduğu DNA’lar sayesinde kısmen hücreden bağımsız olarak yaşar.

-Mitokondri, tüm insanlarda anasal olup yumurta ile yavruya aktarılır.

-Plastitler

-Plastitler; alg, bitki gibi ökaryot hücreli canlılarda bulunan, çift katlı zara sahip, farklı görevleri yerine getiren organeller
grubudur.

-Plastitler, güneş ışığı yardımıyla fotosentez yapabilen, çeşitli renklerde pigmentler içeren, bitkilerin çiçek, tohum ve meyvelerine renk veren organellerdir.

-Plastitler, protein, yağ ve karbonhidratların sentezini yapabilen ve bunları depolayabilen hücre organelleridir.

-Bitki hücrelerinde öncü plastitlerden gelişen kloroplast, kromoplast ve lökoplast olmak üzere üç tip plastit bulunur. Plastitler belirli şartlar altında birbirine dönüşebilir.

a)Kloroplast

-Fotosentez tepkimelerini gerçekleştiren ve klorofil içeren, yeşil renkli plastitlerdir. Bitkilerin yaprak hücrelerinde bol miktarda bulunur.

-Kloroplastlar, bitkilerin yapraklarıyla atmosferden aldığı CO2’i, kökleriyle topraktan aldığı sudaki hidrojenleri ışık varlığında birleştirerek besin ve O2 üretir.

-Kloroplastlar, organik maddelerin sentezi için gerekli olan ATP’yi güneş enerjisini kullanarak sentezler.
-Kloroplastlar çift katlı zarla çevrilmiştir.

-Kloroplastların iç kısmında tilâkoit adı verilen, klorofil taşıyan, yassılaşmış kese şeklinde başka bir zar sistemi vardır. Tilâkoit zarların üst üste dizilerek oluşturduğu yığın granum denir.

-Kloroplastın içini dolduran sıvıya ise stroma adı verilir. Stroma içerisinde mitokondrilerde olduğu gibi halka şeklinde DNA molekülü, tüm RNA çeşitleri, ribozomlar ile enzimler bulunur.

-Kloroplastlar, mitokondriler gibi kendilerini çekirdeğin kontrolünde çoğaltır.

-İhtiyaç duyduğu proteinlerin bir kısmını kendi ribozomlarında sentezler.

b) Kromoplast

-Kromoplastlar, bitkilerde yeşil dışındaki diğer renk pigmentlerini taşır. Yüksek miktarda sarı renkli, turuncu renkli ve kırmızı
renkli pigmentler içerir.

-Kromoplastlar bitkilerde çiçeklerin taç yapraklarında, bazı bitkilerin köklerinde meyve ve tohumlarda bol miktarda bulunur.

-Papatya, limon gibi bitkilerde sarı renkli ksantofil; havuç, portakal gibi bitkilerde turuncu renkli karoten; domates, çilek gibi bitkilerde kırmızı renkli likopen bulunur.
-Kloroplastlar, kromoplastlara dönüşebilir

c)Lökoplastlar

-Bitkilerin kök, gövde, tohum, yumru gibi kısımlarında bulunan renksiz plastitlerdir.

-Fotosentez sonucu üretilen glikoz molekülleri lökoplastlarda nişasta taneciklerine dönüştürülür

-Farklı bitki türlerinde lökoplastlar yağ ve protein molekülleri de depolayabilir. Örneğin zeytin, fındık, avokado gibi bitkilerin
lökoplastlarında bol miktarda yağ; mercimek, fasulyenin lökoplastlarında protein; patatesin lökoplastlarında ise nişasta depolanır.
-Lökoplastlar uzun süre ışık aldığında kloroplastlara dönüşebilir.

-Sentrozom

-Hayvan hücrelerinin birçoğunda, alg ve mantarlarda çekirdeğin hemen yanında bulunan zarsız bir organeldir.

-Bir sentrozom, birbirine dik olarak yerleşmiş iki adet sentriyolden oluşur.

-Her bir sentriyol, dokuz adet üçerli mikrotübülden meydana gelir.

-Sinir hücreleri, olgun alyuvarlar, yumurta, çizgili kas hücreleri ve gelişmiş bitkilerin hücrelerinde sentrozom yoktur.

-Sentrozom hücre bölüneceği zaman eşlenir ve bölünme sırasında kromozomların kutuplara hareketini sağlayan
iğ ipliklerini (mikrotübül) meydana getirir.

-Kamçı, sil gibi hücre hareketini sağlayan yapıların oluşumunda rol alır. Sentrozom bu yapıların dip kısımlarında bulunur.

-Hücre İskeleti

-Sitoplazmada bulunan özel proteinlerin aralarında bağlar kurup birleşerek oluşturduğu tüpsü ve ipliksi yapılara hücre iskeletidir.

-Hücre iskeleti, mikrofilament, arafilament ve mikrotübül adı verilen yapılardan oluşur.

-Hücre iskeleti; hücre bölünmesinde, endositoz ve ekzositoz olaylarında, organellerin sitoplazma içinde yer değiştirmesinde, çekirdeğin yerinin sabitlenmesinde, sitoplazma hareketlerinde görevidir.

-Hücre duvarının oluşumunda, hücrelerin birbirine tutunmasında, hücreler arası haberleşmede, sil ve kamçı oluşumunda, amip gibi hücrelerde yalancı ayak oluşumunda etkilidir.

Çekirdek (Nukleus)

-Canlıya ait kalıtsal bilginin depolandığı, hücrenin büyüme, onarım gibi hayatsal faaliyetleri ile bölünmenin kontrol edildiği yapıdır.

-Çekirdek, bölünmeyle oluşan yavru hücrelere kalıtsal bilginin aktarılmasından da sorumludur.

-Genelde bir hücrede bir adet çekirdek bulunurken paramesyum, bazı mantar hücreleri, insanların karaciğer ve çizgili kas hücrelerinde birden fazla çekirdek bulunabilir.

-Hücre bölünmesi sırasında çekirdek bölünür. Ancak sitoplazma bölünmez ise hücre çok çekirdekli olur.
-Çekirdek, bazı hücrelerde hücre yaşamının erken evrelerinde mevcutken sonradan kaybolur.

-Çekirdeksiz hücreler uzun süre yaşayamaz.
-Çekirdeğin büyüklüğü ile sitoplazmanın hacmi arasında belirli bir oran vardır.

-Genel olarak hayatsal faaliyetlerin hızlı olduğu hücrelerde çekirdek oransal olarak daha büyüktür.

-Hücre çekirdeği 4 ana kısımdan oluşur
♦ Çekirdek sıvısı
♦ Çekirdek zarı
♦ Çekirdekçik
♦ Kalıtım materyali (kromatin)

a) Çekirdek Sıvısı

-Çekirdeğin içini dolduran sıvıdır.

-Yoğunluğu sitoplazmadan daha fazladır.

-Çekirdek sıvısının içeriğinde %50-80 oranında su, %39 oranında protein, %10 oranında DNA, %1 oranında ise RNA’lar, nükleotitler, ATP, mineraller ve diğer maddeler bulunur.

b) Çekirdek Zarı

-Endoplazmik retikulum tarafından oluşturulur

-Çekirdek sıvısı ile sitoplazmayı birbirinden ayırır.

-Çekirdek zarı çift katlıdır.

-Çekirdek zarının üzerinde açılıp kapanma yeteneğine sahip ribozomların büyük ve küçük alt birimlerinin de geçebileceği büyüklükte porlar vardır. Bu porlar, çekirdek sıvısı ile sitoplazma arasında madde alış verişine imkân sağlar.

-Çekirdek zarı, hücre bölünmesi sırasında eriyerek kaybolur; bölünme tamamlandıktan sonra yeniden yapılır.

c) Çekirdekçik

-Çekirdekçik DNA, RNA ve proteinden oluşur.

-Zarsız bir yapı olan çekirdekçikte rRNA’lar ile proteinler birleştirilerek ribozomların büyük ve küçük alt birimleri sentezlenir.

-Çekirdekçiğin büyüklüğü ve sayısı hücrenin aktivitesine bağlıdır.

-Protein sentez hızı yüksek olan hücrelerde çekirdekçik sayısı artabilir.

d)Kalıtım materyali

-Ökaryot hücrelerin çekirdek DNA’sı, özel proteinlere sarılı hâlde bulunur. Bu genetik materyale kromatin denilir.

-Ökaryot bir hücrenin çekirdeğindeki genetik materyal kromatinler hâlinde bulunur.

-Bölünme sırasında kromatindeki DNA eşlenerek yoğunlaşır ve kromozomlara dönüşür.