Ünite 2: Hücre

Hücrenin Tanımı ve Genel Özellikleri

Canlılardaki en küçük yaşam birimi hücredir. Hücre, organizmada yapısal ve işlevsel özellik gösterebilen en küçük canlı birimdir. Hücre, organizmadan izole edildiğinde bile kendi başına bir müddet çalışabilir.

Hücrenin Şekli ve Yapısı

Canlıları oluşturan hücreler çeşitli büyüklüklerdedir. Sinir hücreleri ve yumurta hücreleri gibi istisnai hücreler dışında ortalama olarak büyüklükleri 15 ila 20 mikron arasında değişmektedir. Hücre, sitoplazma ve çekirdek (nükleus) olmak üzere iki bölümden oluşur.

Proteinler, karbonhidratlar, lipidler, enzimler, vitaminler, hormonlar ve pigmentler gibi organik maddeler ile su, sodyum, potasyum, kalsiyum, fosfor, demir gibi inorganik maddeler hücrenin yapısına giren maddeler olarak sıralanabilir.

Sitoplazma

Hücrenin çekirdek (nükleus) dışında kalan bölümüne sitoplazma adı verilir. Hücrenin yaşamını sürdürebilmesi için çekirdek ve sitoplazmanın bir arada bulunması gerekir. Sitoplazma ve çekirdeğin tek başına yaşama şansları yoktur. Çekirdek, madde sentezi için gerekli esas yapı taşlarını sitoplazmadan alır ve sentezlediği ribonükleik asitleri (RNA) sitoplazmaya gönderir. Hücredeki sentez olayları böylelikle yönetilmiş olur. Hücre metabolizması ve fonksiyonu da sitoplazma içerisinde gerçekleşir. Sitoplazma, temel plazma (sitosol) ve organeller olmak üzere iki bölümden oluşur.

Organeller

Hücrede aynı anda çok sayıda biyokimyasal reaksiyonlar gerçekleşir. Bu reaksiyonların birbirini etkilememesi için, hücre içinde membranlarla sarılı bölmeler oluşturulur. Membranlarla sarılı bu sitoplazma bölmelerine membransel organeller denir. Membransel organeller hücre zarı, ergastoplazma, golgi aygıtı, lizozomlar, mikrocisimler ve mitokondriyonlardır. Hücre içinde ona şekil ve desteklik sağlayan, madde iletimi gibi hareketi gerektiren olaylarda görev alan organeller de bulunur. Bunlara da ipliksel organeller denir. İpliksel organeller sentrozom, mekik iplikleri ve mikrofibrillerdir.

Membransel Organeller

Hücre Zarı: Hücreyi saran ve dış ortamdan ayıran çok ince bir zardır. Proteinler, lipidler ve az miktarda da karbonhidratlardan yapılmıştır. Hücreler iç yapısını hücre zarının özel geçirgenliği sayesinde koruyabilir, madde ve iyon alış verişinde, uyarı iletiminde, hücreye hareket kazandırmada, hücrelerin birbirine bağlanmasında ve hücre metabolizmasında rol oynar.

Ergastoplazma: Ribozomlar ve endoplazmik retikulum olmak üzere iki farklı organelden meydana gelir.

Ribozomlar: Ribozomal RNA (rRNA) molekülleri ve protein moleküllerinden oluşurlar. Ribozom ve polizomlar, sitosolde ilk protein sentezinin yapıldığı organellerdir.

Endoplazmik Retikulum: Ribozom ve polizomlarda sentezlenen proteinler endoplazmik retikulumdan geçerek yüksek proteinlere dönüştürülürler.

Golgi Aygıtı: Golgi aygıtı da tıpkı endoplazmik retikulum gibi sentez olaylarında görev alan organellerdendir.

Lizozomlar: Hücre içi sindirimden sorumludurlar.

Mikrocisimler: Hidrojen peroksitin yapımı ve yıkımından sorumlu peroksidaz grubu enzimler içerirler.

Mitokondriyonlar: Hücrelerde madde sentezlenmesi ve yıkımlanması, madde alış verişi, hücre bölünmeleri ve hareketleri gibi pek çok enerjiye gereksinim duyan olaylar gerçekleşir. Mitokondriyonlar, bu ihtiyacı karşılamak üzere hücrelerde enerjiyi (ATP) üreten, çubuk şekilli membransel organellerdir.

İpliksel Organeller

Sitosol içerisinde yer alarak hücreye desteklik sağlayan, hareket ve madde iletimi gibi görevler üstlenen ipliksel organeller hücreye şekil vererek iskeletini oluştururlar. Bunlar sentrozom, mekik iplikleri ve mikrofibrillerdir.

Sentrozom: Golgi aygıtı ile çekirdek arasında, yoğun, ufak bir cisimcik olarak görünmektedir. Sentrozomun ortasında sentriyol adı verilen bir adet silindir görünümlü cisimcik bulunur. Bölünmeye başlayan hücrede sentriyol sayısı ikiye çıkar.

Mekik İplikleri: Mekik iplikleri, ileride anlatılacak olan mitoz ve mayoz bölünmeler s›ras›nda kromozomların kutuplara çekilmelerini sağlayan mikrotubuluslardır.

Mikrofibriller: Mikrofibriller de mikrotubuluslar gibi protein tabiatındadır, ancak onlar gibi borucuk yapısında değil de iplik kuruluşundadır. Hemen her hücre türünde bulunurlar.

Çekirdek

Çekirdek, kalıtımsal özellikleri taşıyan genleri taşıdığından ve sitoplazmadaki sentez olaylarını yönettiğinden hücrenin yaşamında çok önemlidir. Çekirdek büyüklüğü, hücrenin metabolizmasına bağlı olarak değişebilir. Sitoplazması bol olan hücrelerde de çekirdek iridir. Salgı yapan hücrelerde çekirdek, salgı granüllerine yer açabilmek için geçici olarak yerini değiştirebilir, hücrenin bazaline itilebilir ya da salgı granüllerinin üzerinde yarattığı baskı yüzünden çentikli görünebilir. Salgı, hücreden atılınca eski yerini ve şeklini alır.

Kromatin: Kromatini çekirdek asitlerinden DNA (deoksiribonükleik asit) molekülleri meydana getirir. İplik şeklinde olan bu moleküller kromatini oluşturdukları için kromatin iplikleri olarak da anılırlar. Ancak DNA molekülleri yalnız başına olmayıp histon adı verilen proteinlere bağlıdır. DNA’nın histonlarla yaptıkları bileşiğe deoksiribonükleoprotein (DNP) denir.

Seks kromozomu: Her iki eşeyde de bulunan ve organizmanın cinsiyetinden sorumlu olan X ve Y kromozomlarıdır.

Çekirdekçik (Nükleolus): Etrafında kendisini saran bir zar yoktur. Çekirdek içinde bir veya birkaç adet bulunan yuvarlağımsı yapıda, RNA (ribonükleik asit) ve buna bağlı proteinlerden oluşan bir organeldir.

Çekirdek Sıvısı: (Karyolenf) Çekirdek membranı, kromatin ve çekirdekçik arasındaki alanları dolduran homojen görünümlü, jöle kıvamında bir sıvıdır.

Hücre Bölünmeleri

Yaşamın sürekliliği için hücreler kendilerini yenilerler. Bu işi bölünüp çoğalmak suretiyle g1erçekleştirirler. Soma hücreleri amitoz ve mitoz olmak üzere iki şekilde bölünürler. Eşey hücrelerini üreten organlar çalışmaya başlayınca mayoz bölünme adı verilen üçüncü bir bölünme şekli de görülmeye başlar.

Amitoz Bölünme: En basit bölünme türüdür. Genellikle sitoplazma değil, çekirdek bölündüğünden hücre, şeklini değiştirerek komşu hücrelerle olan bağlantılarını koparmaz. Bu bölünmede kromozomlar oluşmaz ve çekirdek zarı erimez.

Mitoz Bölünme: Hücre çekirdeğinin ve sitoplazmasının bölünmesi olayıdır. Kromozomlar, yeni şekillenecek hücrelerde eşit olarak dağılırlar. Hücre mitoz bölünmeye başlamadan önce DNA’sını iki katına çıkarır (tetraploidi) ve organellerinin sayısını artırır. Mitoz, zincirleme olarak birbirini takip eden dört evreye ayrılır. Bu evreler ortaya çıkış sırasına göre; profaz, metafaz, anafaz ve telofazdır.

Mayoz Bölünme: Eşey organlarındaki eşey hücrelerinde görülen bir bölünme şeklidir. Kromozom sayısının yarıya inmesiyle karakterizedir. Mayoz bölünmenin amacı, kromozom sayısının nesiller boyunca aynı kalmasını sağlamaktır.

Hücrenin Yaşlanması ve Ölümü

Hücreler belirli bir zaman sonunda yaşlanır ve ölürler. Ölenlerin yerini bölünerek çoğalan yenileri alır. Bu olaya rejenerasyon denir. Hücre yaşlandıkça rejenerasyon yeteneği azalır. Hücrelerde yaşlanma belirtileri sitoplazma ve çekirdekte ayrı ayrı izlenebilir. Sitoplazmadaki belirtiler, hacminin azalması, içinde yağ ve pigment gibi maddelerin aşırı birikmesidir. Çekirdekteki yaşlanma belirtileri ise küçülme, kenarlarının girintili çıkıntılı olması, kromatinin yoğunlaşması ve sonunda çekirdeğin parçalanmasıdır.