HÜCRE ve HÜCRE YAPISI - abl.gtu.edu.trabl.gtu.edu.tr/hebe/AblDrive/71167157/w/Storage/... ·...

HÜCRE ve HÜCRE YAPISI

Yrd.Doç.Dr.Yosun MATER


Kimya bilmi için maddelerin temel birimi atom ne ise Biyoloji bilmi için de canlılığın temel

birimi Hücre’dir. Yani tüm organizmalar hücrelerden oluşur.

Hücreler iki şekilde karşımıza çıkar, bunlar; Prokaryotik (öncül çekirdekli) ve Ökaryotik (gerçek

çekirdekli)’tir.

Prokaryotlar (Procaryotes) Bacteria ve Archaea hücrelerini içerirken, Ökaryotlar (Eucaryotes)

Protists, Fungi, Plantae ve Animale alemlerine ait hücreleri oluştururlar.

Karakteristik olarak hücreler mikroskobik boyuttadırlar ve Mikroskop adı verilen aletler

yardımıyla incelenirler. Boyutlarına kabaca bakarsak prokaryotlar 0,1-5 µm, ökaryotlar ise yaklaşık

10-100 µm çapındadır. Genellikle hücreler, boyalar yardımıyla ve farklı teknolojilerde mikroskoplar

kullanılarak incelenir (Şekil 6.2).


Mikroskoplar ve Çeşitleri

Hücreleri genel olarak incelemede en çok kullanılan mikroskop ışık mikroskobudur. İnce

yapı (ultrastrüktürel yapı) incelemesinde de en çok kullanılan mikroskoplar Scanning

elektron mikroskobu ve Transmisyon elektron mikroskobudur.

Işık Mikroskobu (Light Microscopy=LM): Görünür ışık dalga boyunda çalışan, bir dizi

mercekten oluşan en eski mikroskop türüdür. 1590’larda keşfedilmeye başlanmış, 1600

yıllarda kullanılmış. Rönesans’ta önemli yeri olan bir alettir. 1000-10000x büyütmelere

ulaşabilir.

Scanning Elektron Mikroskobu (=SEM): Vakum altında elektron ışıması kullanılarak

görüntü floresan bir ekrana düşürülür ve fotoraflanır. Onun için çözünürlüğü yüksektir.

1000-250000x büyütmelere ulaşabilir. Genellikle 3D görüntü elde edilir. Morfolojik

incelemelere uygundur.

Transmisyon Elektron Mikroskobu (=TEM): Vakum altında elektron ışıması kullanılarak

görüntü floresan bir ekrana düşürülür ve fotoraflanır. Onun için çözünürlüğü yüksektir.

1000-250000x büyütmelere ulaşabilir. Genellikle 2 boyutlu görüntü elde edilir. Fizyolojik

incelemelere uygundur.


Bunlara ek olarak günümüzde kullanılan daha bir çok çeşit mikroskop bulunmaktadır.


Tüm Hücrelerde Gözlenen Üç Temel Yapı

Canlılar prokaryotlar ve ökaryotlar olmak üzere iki ana gruba ayrılır. Hücre ister zarla

çevrili olmayan (Prokaryotlar = Öncül çekirdekliler) veya bir zarla çevrili

(Ökaryot=Gerçek çekirdekliler) genetik materyal içersin, muhakkak türünü devam

ettirmek için nükleik asitleri yapısında bulundurur. Prokaryotlarda bu bölge nukleoid

adını alır. Ökaryorlarda zarla çevrili olan bu alana nukleus (=çekirdek) denir.

Sitoplazma; metabolik faliyetlerin içinde gerçekleştiği, organelleri barındıran,

büyük kısmı su olan ve nötre yakın, tuzlar ve iyonlar içeren bir kimyasal yataktır.

Hücre zarı ise; hücreyi dış etkilerden koruyan, hücreye şeklini veren, pek çok

durumda hücre içi trafiği düzenleyen ikili fosfolipit tabakalardan oluşan bir yapıdır.

Yapısında küresel proteinler ve fosfolipit yaprakları bulunur (Şekil).


Prokaryotik Hücreler

(Prokaryotic Cells)

Genellikle basit organizasyonlu

zarla çevrili organeli bulunmayan

yapılardır. Bazı örneklerinde zarlı

yapılara rastlanır (Şekil 4.4).

Bunun sebebi sadece yüzey

alanının arttırmak ve daha verimli

kullanmaktır. Farklı şekillerde

hareket edebilirler. En önemli

hareket organları kamçıdır (Şekil

4.3 ve 6.5). Yrd.Doç.Dr.Yosun MATER

Prokaryotik hücrelerin etrafını saran hücre zarı peptidoglikan yapıdadır.

Yani protein ve şeker birimlerinden oluşur. Zar bir arada aminoasitler arasındaki peptid bağları ile durur.

Bazı bakterilerde bu yapının etrafında mukus veya kapsül denen ve hastalık yapma

yeteneğini, yani patojeniteyi arttıran bir tabaka bulunabilir.

Arkea bakteriler denen ilkel grupta ise hücre zarı yapısı protein-şeker kompleksine ek

olarak alışılmadık lipit tabakaları içerir ve bu açıdan bakıldığında ökaryotlara

bakterilerden daha yakın görülür.

Prokaryotların hareket edenlerinde gözlenen kamçı yapısı ise, kamçılı (=Euglena)

hayvanda görülenden yapısal olarak çok farklı ve çok daha ilkeldir.


Ökaryot Hücreler (Eukaryotic Cells)

Ökaryortik hücreler, prokaryot hücrelerden çok daha kompleks yapıdadır. Çünkü bu

hücrelerde zarla ayrılmış organeller, yani küçük öncül organlar bulunur.

Bu endomembran sistemleri hücre için hayati öneme sahiptir. Bunlar arasında bitki

hücrelerinde yer alan merkezi boşluk (=Central vacuole), kesecik sistemleri (=Vesicles),

genetik

materyali taşıyan kromozomlar ve hücrenin yapısını destekleyen, proteinlerle

desteklene sitoiskelet sistemi sayılabilir.

Hücre kılıfı denilen, hücre zarı dışındaki yapı ise özellikle bitki hücrelerine sağlamlık

ve dayanıklılık sağlar.


Nukleus: Nukleus çift zarlı yapı

içerir. İçerisi kromatin iplikle

doludur.

Yüzeyinde porlar olan bir yapıya

sahip olduğu freeze-fracture

denilen bir elektron mikroskobu

inceleme yöntemiyle kolaylıkla

gösterilebilir (Şekil 9).


Ribozomlar: Büyük ve küçük alt birim olmak üzere iki

birimden oluşan protein kesecikleri şeklinde yapılardır.

Bunlar nukleolus (=çekirdekçik)’ta üretilen birimlerdir.

Üretilip sitoplazmaya porlardan geçer. Protein sentezi

olacağı zaman birimler rRNA denilen bir RNA

yardımıyla bir araya gelir. mRNA vasıtasıyla alınan azotlu

baz kodu, tRNA’ların yardımıyla amino asit diline

çevrilir. Ve hücre tarafından okunur (Şekil 10).


Endoplazmik retikulum (ER):

Hücrede dolaşım sistemi gibi iş gören ve

glikoproteinlerin yapıldığı yerdir.

Granüllü ve granülsüz olmak üzere iki şekilde

bulunur.

Granüllü ER (=RER) ribozomlarla kaplı

olduğu için bu adı alır ve genellikle salgının çok

olduğu, protein sentezinin yoğun olduğu

hücrelerde bulunur.

Granülsüz ER (=SER) ise hücrede Lipit ve zar

sentesinde, Ca+2 deposu olarak görev yapar. Buna

ek olarak az etkili toksik maddelerin bertaraf

edilmesinde görev alır (Şekil 11).


Golgi Apereyi (=Cihazı):

Golgi apereyi düz ve dış bükey bir yapıdır.

Genellikle hücre zarına yakın yerlerde lokalize olur.

Özellikle çok salgı üreten hücrelerde görülür. Hücre

içi ve dışı arasındaki madde transferlerinde rol alır

(Şekil 6.12).


Lizozomlar: Hücre içi sindirim enzimlerini içeren dahili sindirim yapılarıdır. Genellikle içlerinde

asidik pH’da salgı maddelerini, sindirim enzimlerini içerirler. Görevlerini doğru yapamamaları Tay-

Sachs ‘ta dahil olmak üzere birçok genetik hastalığa yol açabilir. Bilindiği gibi Tay-Sachs hastalığı

kaslarda istemsiz kasılmalara yol açan bir rahatsızlıktır (Şekil 6.13).


Mikrobadiler ve diğer organeller;

Peroksizomlar Yağ asitlerinin oksidasyonu için gerekli enzimleri içerirler.

Genetik taramalarında 32 genin peroksizomlardaki proteinleri tanımladığı

gözlenmiştir. Hidrojen peroksit üretirler(Şekil 6.19).

Vakuol: Genellikle bitki hücrelerinede bulunan suyu ve su basıncını dengeleyen

yapılardır (Şekil 6.14).


Mitokondria ve Kloroplastlar:

Mitokondri iki zarlı bir yapıdır. İç zar Krista adını alır, çok kıvrımlıdır. Görevi

oksidatif metabolizmayı yani şekerin metabolize edilerek enerji ATP eldesinde önemlidir.

İki zar arası bölgeye zarlar arası boşluk denir. İçinde ise matriks denilen bir yatak ve

kendine ait DNA içerir (Şekil 6.17).

Kloroplast ise mitokondri gibi çift zarlı bir yapı içerir. Arada stroma denilen bir yatak

bulunur.

Tillokoid (=Thylakoid) denilen pulcuk benzeri zarlardan oluşmuş yapılar içerir.

Bunların bir araya geldiği yapıya Grana denir (Şekil 6.18). Mitokondri gibi kendine ait

DNA içerir.


Endosimbiyoz Hipotezi:Bu hipotez temelinde Nukleus, Mitokondri ve kloroplastın

bakteri kökenli olduğu düşüncesi yer alır. Bir hipotezdir (Şekil 6.16 ve 4.18).


Hücre iskeleti: Üç tip lifli yapıdan oluşur (Tablo 6.1, Şekil

6.20 ve 6.21).

Bunlar;

Aktin filamentleridir. Bazen mikrofilament adıda verilir.

Birbirine sarılmış iki filamentten oluşur 7nm çaplı

filamentlerdir. Aktin adı verilen alt birimlerden oluşur.

Mikrotubuller: 25 nm çaplı 13 protofilamentten oluşurlar.

Alfa ve beta alt birimleri vardır.

İntermediate filamentler ise 8-10 nm çaptadır. Protein

tetramerlerinden oluşmuştur.


Sentromer ve Mikrotübüller:

Sentromerler üçlü-dokuz grup

mikrotübülden oluşmuştur.

Perisentrioler materyal ile

çevrilidir.

Hayvan hücrelerinde iğ

ipliklerinin oluşmasında görev

alır (Şekil 6.22).


Hücre Dışı Yapılar ve Hücre hareketi:

Bazı canlılar sürünme hareketi yapar. Bu

sürünme hareketi miyozin proteini

yardımıyla gerçekleşir.

Özellikle kanser hücreleri buna örnek

verilebilir.

Kamçı ve sil hareketi; Ökaryotlardaki

kamçı 9+2 sistemi ile oluşur.

Bu yapı sillerdede benzerdir ama siller

daha kısa yapıdadırlar (Şekil 4.24 ve 6.23).


Hücre duvarı:

Bitkilere sağlamlık

kazandıran bir yapıdır

dışta öncül duvar arada

ara lamel yer alır. Sonra

hücre zarı gelir (Şekil

6.27).


Hayvan hücrelerinde Extraseluler matrixe (ECM) salınım: ECM lifsi

proteinler ve bazı kollegen fibriller ile desteklenir. Üçüncü tip protein ise

fibronectin yapısında, integrin adınıda alan proteinlerdir. Salınımda çok önemli

rol oynarlar (Şekil 25).


Hücre Bağlantıları

Hayvan veya bitki hücreleri, dokuları, organları ve organ sisemlerini oluştururken aralarında organize olurlar.

Komşu hücreler genellikle birbirlerine tutunmak, etkileşimde bulunmak ve haberleşme için fiziksel olarak bağlar-bağlantılar oluştururlar.

Bitki hücrelerinde bu bağlantılara plazmodesmata adı verilir (Şekil 6.29)

Hayvan hücrelerinde ise bunlar, tight junction (Sıkı bağlantılar), desmata ve gap junction adını alırlar.


Kaynaklar Campbell Biology 10th ed.(2014) Neil A. Campbell,

Jane B. Reece, Unit 2, Part:6, p: 93-119 Pearson Benjamin Cummings, 1301 Sansome St., San Francisco, CA 94111.

Biology / 9th ed (2008)Peter H. Raven George B. Johnson, Kenneth A. Mason, Jonathan B. Losos, Susan R. Singer, Chapter 4, p:59-87. The McGraw-Hill Companies, Inc., 1221 Avenue of the Americas, New York, NY 10020.


HÜCRE ve HÜCRE YAPISI - abl.gtu.edu.trabl.gtu.edu.tr/hebe/AblDrive/71167157/w/Storage/... ·...

Documents

Transcript of HÜCRE ve HÜCRE YAPISI - abl.gtu.edu.trabl.gtu.edu.tr/hebe/AblDrive/71167157/w/Storage/... ·...