Hücre yaşamın en küçük birimi olarak tanımlanır. Hücreler birleşerek dokuları oluşturur. Dokular bir araya gelerek organları, organlar ise sistemleri oluşturur. Sistemlerin iş birliği ile organizma yaşamını devam ettirir. Diğer bir bakışla büyük ve bütün olarak görünen bir organizma mikro ölçekte incelendiğinde hücrelere ulaşırız. Hücreler mikro boyutlarda olmasına rağmen oldukça karmaşıktır. Hücre tıpkı bir fabrika gibi bölümlerden oluşur. Bölümlerin çalışması ve iş birliği sayesinde canlılık devam eder.
Canlılarda farklı hücre yapıları bulunmaktadır. Daha ilkel olan bakteri gibi canlılarda prokaryot hücre yapıdayken insanlar ökaryot hücre yapısına sahiptir. Ancak tüm hücrelerde 4 ortak özellik bulunur.
Hücre zarı: Tüm hücreler kendilerini dış ortamdan ayıran bir zar ile çevrilidir. Yumurta kabukları, içerisindeki sıvıyı dış ortamdan ayıran bir zara benzetilebilir. Canlılara göre zarın yapısı ve içeriği değişir.
Sitoplazma: Tüm hücreler canlılığını devam ettirmek için büyük çoğunluğu su, protein, yağ ve organellerden oluşan jelimsi bir sıvı içerir. Bu jelimsi sıvı hücre zarı ile ortamdan ayrılır.
Genetik Materyal: DNA, hücrelerin genetik materyalidir. Her hücrede bulunur ve gerekli proteinler DNA’da bulunan baz dizisine göre kodlanır. Nesiller boyunca aktarılan bilgiler DNA ile korunup yavru nesillere aktarılır.
Ribozom: Protein, canlılığın devam etmesi için en temel makro moleküldür. Hücre içerisinde gerçekleşen solunum, sindirim gibi metabolik faaliyetler için protein yapılı enzimler gereklidir. Protein, ribozom tarafından sentezlenir. Ribozom, yaşamsal faaliyetlerin devamlılığı için şart olan protein üretimi için tüm hücrelerde bulunur.
Hücreler bu ortak özellikleri taşımakla birlikte iki temel yapısal kategoriye ayrılır: Prokaryot ve ökaryot hücre. Yapısal sınıflandırma, hücrenin zar yapısındaki farklılıklar, hücre içerisinde bulunan organel çeşitleri ve düzenden kaynaklıdır.
Prokaryot hücreler daha ilkel hücre yapısına sahiptir. Genetik materyali, DNA’sı herhangi bir zar ile çevrelenmemiştir. Bu yüzden ökaryot hücre gibi gerçek çekirdekleri yoktur. Prokaryotların tümü tek hücrelidir ancak tüm tek hücreli canlılar prokaryot değildir. Örneğin, amip tek hücreli olmasına rağmen ökaryottur. Mavi-yeşil alg ve bakteriler prokaryot hücre yapısına sahiptir. Hayvan, bitki, mantar ve protistalar ökaryot hücre yapısına sahiptir. Bu hücrelerde zarsız organeller: Ribozom ve sentrozom bulunur. İki organelde hücrenin canlılığı ve üremesi için gereklidir.
Ökaryot kelimesi Yunanca bir kelimedir ve “gerçek çekirdek” anlamına gelir. Ökaryot hücreler gelişmiş hücre yapısına sahiptir. Hücre içerisinde bulunan çekirdek, bir zar ile çevrilidir. Burada genetik bilgiler yani DNA bulunur. DNA sentezi ve protein sentezinin başlangıç aşamaları burada gerçekleşir. Zarlı ve zarsız organeller bulunur. Hücre içerisinde farklı organeller arasında iş bölümü vardır. Hayvan ve bitkiler ökaryot hücre yapısına sahiptir.
Her iki hücre tipi ortak olan 4 özelliğe de sahiptir. Ancak içerdiği organeller ve çekirdek yapısı ile farklılık gösterirler.
Prokaryot ve ökaryot hücreler bazı ortak özellikler taşır ancak birbirlerinden oldukça farklıdırlar. Ökaryot hücre yapısına sahip canlılara insanlar ve bitkiler örnek verilebilir. Gıda zehirlenmesi ve ishale neden olabilen salmonella ise prokaryot hücre yapısına sahip bir bakteridir. Ökaryot hücreler, prokaryot hücreler ile karşılaştığında daha karmaşık bir yapıya sahiptir. Ökaryotlarda daha çok organel bulunur ve hücre içinde gerçekleşen işlemler daha karmaşıktır. Aşağıdaki tabloda ökaryot ve prokaryot hücre yapısına sahip canlılar arasındaki farklar verilmiştir.
Hücre canlının tüm biyokimyasal süreçlerini yönetir ve organizmanın hayatta kalmasını sağlar. Canlılığın sürekli şekilde sağlanması hücre içerisinde bulunan organeller sayesinde gerçekleştirir. Organellerin çeşidine göre hücre farklı özellikler gösterebilir. Örneğin, hücre bölünmesi sırasında görev alan sentrozom, ökaryotlarda bulunurken prokaryotlarda bulunmaz. Bu durum prokaryot ve ökaryot hücre bölünmesinde büyük bir farklılığa sebep olur.
Prokaryot ve ökaryot hücreler bazı ortak özellikler taşır ancak birbirlerinden oldukça farklıdırlar. Ökaryot hücre yapısına sahip canlılara insanlar ve bitkiler örnek verilebilir. Gıda zehirlenmesi ve ishale neden olabilen salmonella ise prokaryot hücre yapısına sahip bir bakteridir. Ökaryot hücreler, prokaryot hücreler ile karşılaştığında daha karmaşık bir yapıya sahiptir. Ökaryotlarda daha çok organel bulunur ve hücre içinde gerçekleşen işlemler daha karmaşıktır. Aşağıdaki tabloda ökaryot ve prokaryot hücre yapısına sahip canlılar arasındaki farklar verilmiştir.
Organel Nedir?
Vücudumuzda bulunan kalp, beyin ve akciğer gibi organlar belirli görevler için özelleşmiştir. Kalp, kanın pompalanmasından sorumluyken beyin vücudu yönetmekten sorumludur. Organeller de benzer şekilde hücre içinde tıpkı organlar gibi özelleşmiş yapılardır. Her birinin kendine özgü işlevi vardır ve sitoplazma içerisinde bulunur.
Organeller bir fabrika içerisindeki küçük odalara benzetilebilir. Bu odalardan birinde yiyecek depolanabilir ve oda bu yüzden soğuktur. Sitoplazmada bulunan organeller bir zar yapısı ile sitoplazmadan ayrılır ve iç koşullarını sürdürür. Organeller zarlı ve zarsız olarak ikiye ayrılır.
Zarlı organeller "fosfolipit" yapısındaki bir zar ile çevrilidir ve zar sayesinde organellerin iç koşulları korunur. Zarsız organellerde ise böyle bir zar bulunmaz.
Ökaryot ve prokaryot hücrelerde benzer ve farklı organeller bulunur. Organel çeşidi ve sayısı yapılan güncel çalışmalarla artmaktadır. 2023 yılında yayımlanan bir çalışmada meyve sineklerinde yeni bir organel keşfedilmiştir. Organelin, hücrenin enerji ihtiyacını karşılamak için kullanılan “inorganik fosfat” depolanmasında rol aldığı keşfedilmiştir. Ancak temelde tespit edilmiş ve temel organeller aşağıda verilmiştir. Bununla birlikte sentetik organel üretim çalışmaları yapılmaktadır. Organeller, farklı amaçlar için tasarlanıp kullanılabilmektedir. 2021 yılında yapılan bir diğer çalışmada zarsız bir organel tasarlanmış ve protein salınımı için kullanılmıştır.
Zarsız organeller hem ökaryot hem de prokaryot canlılarda bulunur. Yani hem bakteriler de hem de insanlarda bu organeller bulunur. Bu grupta ortak olarak bulunan 2 organel bulunur.
Zarsız organeller: Ribozom ve sentrozom en çok bilinen 2 zarsız organeldir. Ribozom tüm canlılarda bulunurken sentrozom yalnızca ökaryot hücrelerde bulunur.
Sentrozom
Sentrozomlar, çekirdeğin yakınlarında bulunur. Silindir şeklindeki borucuk demetlerine benzeyen bu organel hücre bölünmesinde çok önemli bir görevi yerine getirir. Hücre bölünmesinden önce bir kopyası daha oluşur (sentriyol çifti) ve zıt kutuplara yerleşirler. Zıt kutuplardan "mikrotübül" adı verilen iplikçikleri oluştururlar. Hücre bölünmesi sırasında kromozomlar bu iplikçikleri yapışır ve iplikçikleri yardımıyla eşit şekilde kutuplara çekilir.
Ribozom
Hücrenin yaşamı için en önemli organellerden biri ribozomdur. Yaşamın devamlılığı için gerekli olan protein yapıları ribozom tarafından sentezlenir. Sitoplazmada dağınık halde bulunurlar. Ancak hücre zarına veya endoplazmik retikulum (ER) üzerinde de bulunabilirler. Ribozom, büyük ve küçük birimlerden oluşur. Hücre, protein sentezine ihtiyaç duyduğunda büyük ve küçük birim bir araya gelir. Protein sentezinin en çok yapıldığı hücrelerden biri pankreas hücreleridir. Pankreas hücrelerinde çok sayıda ribozom bulunur.
Ribozomlar, hücre sitoplazmasında serbest halde ya da endoplazmik retikulum (ER) üzerinde bulunur. Lizozomda sindirim için özelleşmiş enzimler bulunur. Bu enzimler protein yapılıdır ve lizozom gibi belirli bir yere gönderilmesi hedeflenmiştir. Lizozomdaki gibi özel görevleri bulunan enzimler, ER tarafından sentezlenir. Sitoplazmada serbest halde bulunan ribozomlar ise belirli bir yere gönderilmeyen proteinlerin sentezinden sorumludur.
Zarlı organeller, fosfolipit yapılı bir zar ile çevrilidir. Bu şekilde sitoplazmadan ayrılır ve iç koşulları korunur. Lizozom zarlı bir organeldir ve görevini yerine getirmesi için asidik bir ortama ihtiyacı vardır. Zar sayesinde içerisindeki asit dış ortama yayılmaz ve hücre bütünlüğü korunur. Zarlı organeller genellikle ökaryot canlılarda bulunur.
Lizozom
Lizozom, hücre içerisinde artık kullanılmayan maddelerin gönderildiği ve parçalandığı yerdir. Lizozom parçalama işlemini içerdiği enzimler sayesinde gerçekleştirir. Enzimler, sadece asidik ortamda çalışır bu yüzden lizozom ’un iç ortamı asidiktir. Lizozom, hücre atıklarının yanı sıra tüm bir hücreyi parçalayabilir, ayrıca planlı hücre ölümü olan apoptozda da görevlidir. Örneğin beyaz kan hücreleri içerisinde bulunan lizozom işgalci bir bakteriyi parçalar. Benzer şekilde artık işlevini düzgün şekilde sürdüremeyen bir hücre lizozom tarafından parçalanır. Yaşlandıkça ciltte oluşan koyu lekelerin bir sebebi lizozomun görevini getirmemesindendir.
Mitokondri
Mitokondri, hücrenin enerji fabrikası olarak adlandırılır. Hücre için gerekli olan enerji, mitokondride üretilir. Enerji farklı formlarda bulunur. Hücre içerisinde kullanıma uygun enerji formu ise ATP (Adenozin trifosfat) ‘dir. Mitokondri, çift zarlı bir organeldir. Çift zar sayesinde ATP üretimi sağlanır.
Mitokondri kendi DNA’sına ve proteinlerine sahip organellerden biridir. Bu özelliği nedeniyle ilk oluşan organellerden biri olduğu düşünülmektedir. Anneden aktarılır ve mitokondriye özgü kalıtsal hastalıklar oluşabilir. Bazı hücrelerde bir tane büyük mitokondri bulunabilir. Ancak birçok hücrede yüzlerce hatta binlerce küçük mitokondri bulunur. Mitokondri miktarı, metabolik aktiviteye göre değişir. Örneğin, kas hücrelerinde daha çok mitokondri bulunur.
Kloroplast
Kloroplast, fotosentezin gerçekleştiği organeldir. Fotosentez yapan; bitki, alg ve plankton gibi canlılarda bulunur. Yeşil pigmente sahip olan klorofil kloroplastta bulunur. Bitkiler, yeşil rengini klorofilden alır. Kloroplast, mitokondriye benzer şekilde kendine ait DNA ve proteinlere sahiptir. Yapısal olarak yine mitokondriye benzer şekilde çift zardan oluşur. İç zarda fotosentez pigmentleri bulunur. Pigmentler, disk şeklinde yerleşmiş "tillakoid" katmanlarda bulunur ve fotosentez burada gerçekleşir.
Endoplazmik Retikulum
Hücre çekirdeği kendi zarı yani çekirdek zarı ile çevrilidir. Endoplazmik retikulum, çekirdek zarı ile bitişik şekilde konumlanır. Çekirdekte kodlanan protein endoplazmik retikulum içerisinde modifiye edilir ve hedefine yollanır. Endoplazmik retikulum, granürlü ve granürsüz olmak üzere ikiye ayrılır. Granürlü endoplazmik retikulum üzerinde ribozomlar bulunur. Bu kısımda protein sentezlenir. İnsülin gibi salgılanan proteinler, granürlü ER tarafından sentezlenir. Granürlü ER’ın bir diğer görevi ise hücre zarı üretimidir. Granürlü ER, hücrenin hücre zarı üretim bölümü gibi çalışır.
Granürsüz endoplazmik retikulum ise yağ sentezinden sorumludur. Vücudumuzda üretilen steroid hormonu granürsüz endoplazmik retikulumda üretilir. Granürsüz ER ‘ın en çok bulunduğu hücrelerden biri yumurtalık hücreleridir. Ayrıca, toksik maddelerin uzaklaştırılması da granürsüz ER’ın görevlerinden biridir. Karaciğer hücrelerinde fazla sayıda bulunur. Aşırı dozda ilaç alındığında, granürsüz ER miktarı ilacı vücuttan temizlemek için artış gösterir.
Endoplazmik retikulum (ER), hücre içinde yolcuların taşındığı bir metro sistemi olarak hayal edilebilir. Ökaryotik hücrelerin birçoğunun yarısından fazlası endoplazmik retikulum (ER) ile kaplıdır.
Golgi Aygıtı
Golgi aygıtı, endoplazmik retikulumda sentezlenen proteinlerin bir sonraki durağıdır. ER’ dan gelen proteinler işlenir ve daha yüksek molekül haline getirilir. Buradaki proteinler, depolanabilir veya bir diğer bölgeye transfer edilebilir. Golgi aygıtı, transfer için kendi zar yüzeyini kullanır. Kendi yüzeyinden oluşturduğu bu minik yapılara “veziküller” denir. Veziküller, kayıklar gibi hücre içinde bir kargoyu iletilmesi gereken yere taşır. Vezikül, kesecikler olarak da adlandırılır. Golgi aygıtının yüzeyinde tomurcuklanarak yumru oluşur. Yumru yüzeyden ayrılarak yuvarlak kapalı bir kesecik haline gelir. Golgi içerisinde sentezlenip düzenlenen moleküller veziküller aracılığı ile hedefine ulaştırılır.
Golgi aygıtının bir diğer görevi ise yağ ve karbonhidrat sentezidir. Bitkilerde bulunan, pektin ve selüloz gibi karbonhidratlar, golgi tarafından sentezlenir.
Koful
Koful, hücrenin depolama birimidir. Golgi aygıtı ve endoplazmik retikulumdan büyük bir kesecik şeklinde oluşmuştur. Tek katmanlı bir zarla çevrili ve su ile doludur. Hücre içerisinde depolanması gereken yağ, karbonhidrat gibi moleküller kofulda depolanır. Hücre tipine göre kofulun boyutu değişir. Bitki hücrelerinde bulunan koful, hayvan hücresinde bulunan kofula göre çok daha büyüktür. Koful ’un işlevleri bulunduğu hücreye göre değişir. Bitki hücresinde turgor basıncını düzenlerken tatlı suda yaşayan tek hücreli canlılarda ozmotik basıncın düzenlenmesine yardımcı olur. Bitki hücrelerinde, bulunan bazı kofullar pigment içerir ve bitkinin dikkat çekici olmasına katkıda bulunur. Ayrıca küçük kofullar birleşerek merkezi koful oluşturur. Merkezi koful, daha büyük boyuttadır ve daha çok suyu depolamak için kullanılır.
Peroksizom
Peroksizom tek zar ile çevrilidir ve metabolik aktivitelerde rol alır. Yağ asitleri ve alkolün parçalanmasında görev alır. Hücrede zehir etkisine neden olabilecek hidrojen peroksit maddeleri peroksizom tarafından zararsız hale getirilir.
Organellerin büyüklüğü ve miktarı bulunduğu dokuya ve canlıya göre değişir. Gün içinde tükürük bezlerinden sürekli tükürük salgılanır bu durumda salgılama işleminde görev alan golgi aygıtının dokudaki miktarının çok olması gerekir. Bir diğer örnek ise tatlı suda yaşayan amiplerdir; kontraktil koful sayesinde hücredeki fazla suyu dışarı atar ve yaşamını bu şekilde devam ettirir. Ancak hayvan hücreleri, amip gibi bir ortamda bulunmadığından kontraktil koful bulunmaz. Hücre içerisindeki organeller, canlılığı devam ettiren birimlerdir. Organeller, bulundukları ortama göre ve canlılara göre işlevleri özelleşmiştir.
bilimUP Sosyal Medya Hesapları
