HÜCRE VE ORGANELLERİ

Mesut AKPUNAR

Hücre1. Canlıların temel yapı ve işlevsel birimi hücredir.

2. Bütün canlılar bir yada daha fazla hücreden meydana gelmiştir.

3. Kalıtım materyali hücrede bulunur.

4. Yeni hücreler var olan hücrelerin çoğalması ile oluşur.

5. Canlılarda hayatsal olaylar hücre içinde gerçekleşir

(Modern Hücre Teorisi).

Hücreler çekirdek yapılarına göre iki grupta incelenir.

1. Prokaryot hücre: Çekirdek zarı ve zarlı organelleri

yoktur. Genetik material (DNA)

sitoplazmaya dağılmıştır. Sadece ribozom organeli

bulundururlar. Hücre çeperleri vardır.ÖR: Bakteriler ve mavi-yeşil

algler(siyanobakteriler)prokaryot hücre yapısına sahiptirler.

Hayvan hücresi

HÜCRELERİ BİRBİRİNDEN AYIRAN ÖZELLİKLER

ÖZELLİKLER PROKARYOT EUKARYOT

ÇEKİRDEK ZARI YOK VAR

ÇEKİRDEKCİK YOK VAR

HİSTONE PROTEİNLERİ YOK VAR

DNA İÇERİĞİ KÜÇÜK BÜYÜK

İNTRONLAR YOK VAR

BÜYÜKLÜK KÜÇÜK BÜYÜK

Hücreler yapılarına göre iki ana gruba ayrılırlar

bunlar ; PROKARYOTLAR

&

EUKARYOTLAR

(Karyot=nükleus, Pro=önce, Eu=gerçek anlamına gelmektedir.)

Prokaryotlarla Eukaryotlar arasındaki en temel farklar prokaryotların bir nükleusa (çekirdek) ve membrana bağlı organellerinin (birkaç istisna haricinde) olmamasıdır. Her ikisinin de DNA sı, hücre zarı, ribozomları vardır.

HÜCRENİN YAPISI

Hücre heterojen yapıdadır. Çünkü böyle bir hücre bir çok organel ihtiva eder.

Hücre, Çekirdek, Hücre zarı, Sitoplazma ve Sitoplazma içindeki organallerden oluşur.

Bu oranaller bitki ve hayvan hücresine göre farklılıklar gösterir.

A) Hücre ZarıHücre zarının yapısı fosfolipit adı

verilen bir tabakadan oluşur. Hücre zarındaki moleküller sabit

olmayıp hareketli bir yapı göstermektedir.

Kolesterol molekülleri protein-lipit tabakadaki sırt sırta vermiş

molekülleri birbirine bağlamada iş görür.

Hücre zarının dış kısmında glikolipit ve glikoprotein ler

bulunur. Bu moleküllerin farklı dağılımı ve sayısı hücrenin

özgüllüğünü sağlar.

Şekilde mavi renkli yapılar zar proteinleri olup içindeki kanallar zarın seçici geçirgen özelliğini belirler.

Karbonhidrat + yağ = GlikolipitKarbonhidrat + protein = Glikoprotein

Canlı saydam ve esnektir.Üzerinde por denilen delikler bulunur.

Seçici – geçirgen dir.Zardaki proteinler enzim görevi yapar.

Akışkan bir yapıya sahiptir. Sitoplazmayı çevreleyerek hücreye şekil verir ve

dağılmasını engeller. Madde alış-verişini sağlar.

Uyarı iletimi yapar. Hücrelerin birbirlerini tanımalarını sağlar.

ÖZELLİKLERİ:

HÜCRE ZARINDAN OLUŞAN YAPILAR :

Mikrovillüs: zar yüzeyindeki papmaksı çıkıntılara denir. İncebağırsak epitelinde bulunurve emilim

yüzeyini arttırır.

Yalancı ayak: hücre zarındaki geçici çıkıntılardır. Amip gibi bir hücrelilerde besin alınması ve hareketi

sağlarken alyuvarlarda mikropların etkisiz hale getirilmesini sağlar

Siller ve kamçı: hücre zarından çıkan ince ve çok sayıdaki uzantılara sil, uzun ve az sayıdaki uzantılara

kamçı denir.

Besin kofulu: hücreden geçemeyen besin maddelerinin endositoz yoluyla hücre içine alınması ile oluşur.

Sitoplazmaİki kısma ayrlır

a) Sıvı kısım ( sitozol)

b) OrganellerA)Sıvı Kısım

Hücre zarı ile çekirdek zarı arasında kalan hücre bölümünü kaplayan, homojen nitelikte, kolloidal ve devamlı değişim halinde bulunan bir eriyiktir. Sitoplazma inorganik maddeler (çeşitli iyonlar metal tuzları, asit ve bazlar), organik maddeler, (protein, yağ, karbonhidrat, nükleik asitler, hormonlar) ve % 60-95 arasında değişen sudan ibarettir. Sitoplazmanın içerisinde çeşitli canlı yapılar (organeller) ve cansız yapılar (inklüzyon cisimcikleri) bulunur.

Görevi :

1. Biyokimyasal reaksiyonlar için zemin oluşturmak

2. Organellere yataklık etmek

3. Organellerin hareketini sağlamak

B)OrganellerHücrede temel olayların gerçekleştiği birimlerdir.

Hücre hayatsal faaliyetlerini yapabilmesi için bu organellere ihtiyaç duyar.

Hayvan ve bitki hücresinde organeller farklılık gösterebilir.

Tek hücrelilerde çift zarlı organeller bulunmaz.

Bunlardan bazıları;

1)RİBOZOM:

Hücrenin protein üretim yeridir.

Aminoasitleri birleştirerek protein sentezini gerçekleştirir.

Bütün hücrelerde bulunur(virüsler hariç).

Ribozom çekirdekçikte üretilir.

Sitoplazmada serbest olarak endoplazmik retikulum üzerinde , mitokondri ve kloraplast içinde bulunur.

Zarsız bir organeldir.

Ribozom protein + RNA’ dan meydana gelmiştir.

Bu iki alt birim birleşerek ribozom kompleksini oluştururlar

protein sentezi sırasında birleşirler.

Çok sayıda ribozomun birleşmesiyle oluşan boncuk dizisi

şeklindeki yapılara polizom (poliibozom) denir.

Ribozom üzerinde mRNA’nın bağlanacağı bir bölge bulunur ki bu

bölge mRNA’yı tanıyarak ribozoma tutunmasını sağlar.

Ribozom aynı zamanda tRNA’yı da tanıyacak şekilde özelleşmiştir.

2) ENDOPAZMİK RETİKULUM• Çekirdek ile hücre zarı arasında bulunur.

•Endopazmik retikulum hücre içerisinde madde iletimini sağlayan organellerdir.

• Endopazmik retikulum hemen hemen bütün hücrelerde bulunmaktadır.

•Üzerinde ribozom bulunduran endoplazmik retikulum ‘ lara granüllü E.R.denir.

• Bunlara kısaca GER denir.

• Ribozom bulundurmayanlara da kısaca granülsüz E.R (düz yüzlü DER. ) denir. Endokrin bezlerde ve yağ sentezi yapan

hücrelerde sayıları fazladır. Lipit, steroit, polisakkarit metabolizmasında rol oynarlar.

• Ayrıca E.R.protein ve kalsiyum gibi besinleri de depo eder.

• Golgi aygıtına biyokimyasal materyaller gönderir.

3) GOLGİ CİSİMCİĞİ Granülsüz ER’den meydana gelmiştir.

Endoplazmik retikulumla bağlantılı olarak vesikül üretmekle görevli bir

organeldir.

Ribozomlar tarafından üretilen ve E.R.biriktiren proteinler daha sonra geçiş

vesikülleri ile golgi aygıtına ulaşır.

Golgi aygıtına ulaşan proteinler hücre tarafından üretilen şeker molekülleri ile etkileşerek golgi aygıtı içerisinde bazı

işlemlere tabi tutulur.

Ve sonunda golgi aygıtında sentezlenen salgı ve sindirici enzimler vesikül halinde sitoplazmada serbest olarak yüzmeye başlar. Sindirici enzim içeren moleküllere “lizozom” adı

verilir.

İnsanda ter, tükürük, göz yaşı, süt salgılarlar.

Bitkilerde ise reçine, tanen, eterk yağ ve alkaloid salgısı yaparlar bitkilerde hücre bölünmesi sırasında ara lamel oluşumunu sağlar.

Lizozom tek zarla çevrili içinde sindirim enzimi bulunduran organeldir.

Büyük moleküllü besin maddelerini parçalar.

Akyuvar hücresinde mikropları parçalar.

Lizozomun etrafındaki zarı erirse içindeki enzimler hücreyi parçalar ve bu olaya otoliz denir.

Ölmüş hayvan cesedinin birkaç gün içinde çürüyüp kokmasının bir nedeni de budur.

Lizom enzimleri asidik ortamda (pH=5)çalıştığından sitoplazmanın sıvı kısmında (pH=7) çalışmazlar.

Kompleks yapılı bitkilerde lizozom bulunmaz bunun yerine fitolizozom adı verilen yapılar bulunur.

Lizozom

Zigottan embriyoya…

KOFUL (VOKUOL) Hücre içinde oluşan atıkalrın, besinlerin ve fazla sıvıların

depolandığı keseciklerdir.Koful, sitoplazmada bulunan içi sıvı dolu boşluklardır.

Vakuol de denilen koful, bütün bitkiler ve mantarlar ve bazı protistalar ve hayvanlar ile bazı bakterilerde bulunur.

Koful zarına tonoplast, koful sıvısına ise tonoplazma denir.Genç bitki hücrelerinde sayıca az ve küçük,yaşlı hücrelerde ise

sayıca çok ve büyüktürler.Hayvan hücrelerinde kofular küçük, az sayıda ve geçicidir.

Kofullar, Endoplazmik Redikulum, Hücre zari, Golgi cisimcigi veya Lizozomdan olusabilir.

KOFUL ÇEŞİTLERİKontraktil koful: Tatlı sularda yaşayan bir hücrelilerde osmosla hücre içerisine giren fazla suyu kasılıp gevşeyerek hücre dışına boşaltan kofuldur. Çalışması sırasında ATP harcanır.

Besin kofulu: Fagositoz veya pinositozla alınan besin maddelerinin tutulduğu kofuldur.

Sindirim kofulu: Besin kofulunun lizozomla birleşmesi sonucu oluşan kofuldur.

Boşaltım kofulu: Fazla su ve metabolizma atıklarının bulunduğu kofuldur.

Depo kofulu: Metabolizma sonucu meydana gelen zehirli maddeler tuzlarla birleştirilir ve kristal halde bu kofullarda biriktirilir.

Sentrozom organeli zarsız bir organeldir.

Sentrozom, birbirine dik iki silindirik cisme sahiptir, her sentriyol, birbirine paralel üç küçük tüpten oluşmuş, dokuz iplik içerir.

Hücre bölünmesi sırasında iğ iplikleri bölünme sırasında kromozomların ayrılması ve kutuplara taşınmasında görevlidir. Bu iplikler protein yapısında olup arası matriks ile doludur.

Mikrotibüller silidirik oluşturacak şekilde dizilirler...

Sentrozom, yosun ve Eğrelti otu gibi ilkel bitki hücrelerinde ve sinir hücreleri hariç tüm hayvan hücrelerinde çekirdeğe yakın bir yerde bulunur ayrıca mantar hücrelerinde de bulunur.

Ancak yüksek yapılı bitki hücreleri ve yumurta gibi hücrelerde bulunmaz.

SENTROZOM

4 MİTOKONDRİHücrenin enerji santralidir.

DNA’ sı olduğundan kendini eşleyebilir

Mitokondrinin kendine ait DNA,RNA,ETS (elektron taşıma sistemi) ve ribozomu vardır. ETS’ si olduğundan

kendi enerjisini üretir.

Mitokondri çift zarlı bir organel olduğundan bir hücreli ilkel canlılarda

bulunmaz.

Çift zarlı bir organeldir. Görüldüğü gibi iç ve dış zardan oluşur içteki zar kıvrımlıdır bu kıvrımlara “krista” denir.

Bu kıvrımları yapmasının nedeni yüzey alanını genişleterek daha fazla kimyasal reaksiyona yataklık yapmasıdır

Bitki hücrelerinde az miktarda bulunur.

Hayvan hücrelerinde ise bol miktarda bulunur.

Ayrıca mitokondri oksijenli solunumun yapıldığı yerdir.

Oksijenli solunumda GLİKOZ oksijenle reaksiyona girerek karbondioksit , su ve 38ATP açığa çıkar. Bu sayede enerji ihtiyacımız karşılanır.

Çift zarlı bir organeldir. Plastidler alg ve bitki hücrelerinde bulunan çeşitli görevleri olan temel organellerdir . 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:

5) PLASTİTLER

A) KLOROPLAST Çift zarlı bir organeldir.

Bitkilerde fotosentez yapılmasını sağlar.

Bunu yapısında bulunan ışığı soğurmaya yarayan klorofil pigmenti sayesinde sağlar.

Tek hücreli ilkel bitki hücrelerinin fotosentez yapmasının sebebi ise kloroplast

bulunmamasına rağmen klorofile sahip olmasıdır.

Tillakoidler "grana" adı verilen kümeler meydana getirerek, güneş ışığının en fazla

miktarda emilmesini sağlarlar.

Kloroplastlarda "stroma" adı verilen ve içinde DNA, RNA, ribozomlar ve

fotosentez için gerekli olan ETS enzimleri barındıran bir de sıvı bulunur

Sadece gelişmiş çok hücreli bitki hücrelerinde bulunur.

Bitki fotosentez yaparak hem besin hem de oksijen üretir..

Bitkilere renk veren pigmenttir.

Çiçeklerdeki kırmızı, sarı, turuncu, hatta leylak gibi renklerin oluşmasını sağlar.

Havuca turuncu renk veren karoten , domatese kırmızı renk veren likopin, limona sarı renk veren ksantofildir.

Kısaca kromoplast bitkiye sarı, kırmızı, turuncu gibi renkleri verir.

Bitkilerin bazı renkleri ise koful öz suyunun asidik ya da bazik oluşuna göre renk değiştiren "antokyon" tarafından

oluşturulur.

B) KROMOPLAST

Renksiz bir plastiddir.

Bitkinin kök,toprak altı gövdesi (rizom) ve tohumları gibi depo organlarında bulunur.

Besin depolar.

Patates gibi kökte yumruda ya da bitkinin renksiz kısımlarında bulunur.

Patetes yumrusunda nişasta, baklagil tohumunda protein, ayçiçeği tohomnda yağ depo eder.

NOT: Tüm plastidler birbirine dönüşe bilir. Örnek, domatesin önce yeşil sonra sarı en son kırmızı renk alması.

C) LÖKOPLAST

HÜCRE ÇEPERİ (Hücre duvarı)

• Bitki hücrelerinde, gerçek mantar hücrelerinde ve prokaryot hücrelerde bulunur.

• Hücre çeperini bitkilerde selüloz, bakterilerde peptidoglikan, mantarlarda ise kitinden oluşmuştur.

• Hücre çeperi cansız, dayanıklı ve sert bir özellik gösterir.• Üzerinde madde geçişini sağlayan geçitler vardır.• Geçitlerin büyüklüğü zardaki porlardan büyüktür.

Hücre çeperinin görevi:Hücreyi mekanik ve ozmotik zararlarda korur ve desteklik

sağlar.Turgor basıncı ile hücre çeperinin sağlamlığı bitkilerin genç

kısımlarının dik durmasını sağlar.

BİTKİ HÜCRESİ

HÜCRE İSKELETİ

• Ökaryot hücrelere şekil veren ve hücre içi organizasyonu sağlayan yapıların tümü hücre iskeleti olarak adlandırılır.

• Hücre organellerinin yerinin sabitlaenmesinde ve çeşitili tipteki hücre hareketlerinin oluşumundada hücre iskeleti etkili olur.

• Hücre iskeleti mikrofilament, mikrotübüller ve ara filamentler olmak üzere üç temel yapıdan oluşurlar.

Mikrofilamentler Uzun, ince polimerler olan aktin proteinlerinin birbiri üzerinde

sarılması sonucu oluşan yapılardır.Hücre hareketlerine bağlı olarak sürekli oluşup ayrışa bilen

yapılardır.Yalancı ayak oluşumunda, bölünme sırasında hayvan

hücrelerinin boğumlanmasında, kas hücrelerinin kasılıp gevşemesinde görev alır.

Besin emiliminde görev alan mikrovillüsların merkezi yapısını oluşturur.

Sitoplazma akımında etkili olarak hücre içinde madde dağıtımını hızlandırır.

MikrotübüllerTubulin adı verilen protein birimlerinden meydana

gelmişlerdir; sert, içi boş, çubuk şeklindeki yapılardır.Mikrotübüller hücre şeklinin belirlenmesinde hücrelerin ve

hücredeki organellerin yer değiştirmesinde, hücre bölünmeleri sırasında kromozom hareketinde görev alır. Ayrıca bitki

hücrelerinde çeperin yapısındaki selüloz liflerin düzenlenmesinde rol oynar.

Ökaryot hücrelerde bulunan sentrioller, siller ve kamçılar mikrotübül yapıdadır. Prokaryot hücrelerde de kamçı buluna

bilir ancak bu yapılar mikrotübül içermezler.

Ara filamentMikrofilamentlerden daha kalın, mikrotübüllerden daha ince

olan yapılardır. Hücre iskeleti elemanlarından en kararlısı olan ara filamentler

tüm tüm hücre iskeletinin ana çatısı olarak işlev yapar.Ara filamentler hücre biçiminin güçlendirilmesinde, organellerin

hücre içindeki yerlerini sabitlenmesinde, dokuların dayanıklılığının arttırılmasında etkili olur. ÖR: derinin

yapısında bulunan ara filamentler deri hücreleri arasında bağlantılar kurarak dokunun dış etkilere karşı dayanıklılığını

arttırır. Çekirdek ise genellikle ara filamentlerden yapılmış bir kafes

içinde oturur.

C) ÇEKİRDEK (Nükleus)Hücrenin kalıtım ve yönetim merkezidir.

Çekirdek zarla çevrilidir bu zarda porlar bulunur.

Şekilde görüldüğü gibi çekirdek zarıda iki tabakadan oluşmaktadır.

Bu tabakalardan biri çekirdeğin içine diğeri ise sitoplazmaya bakmaktadır.

Ribozomlardaki mRNA’nın çekirdekteki DNA sentezlendikten sonra sitoplazmaya geçmesi bu porlar

sayesinde olur.

Yapısında protein ,RNA,fibriller ve kromatin iplikler bulunur.

Çekirdek, hücre içindeki tüm metabolik faaliyetleri kontrol eden beyin gibi bir organeldir.

Örneğin dışardan nekadar besin alınacağı,nekadar protein üretileceği, ne kadar hormon ve besin

üretileceği hep çekirdek tarafından kontrol edilir.

Çekirdek zarı (karyolemma)Çift katlı bir yapıya sahip olan çekirdek zarı endoplazmik

reticulum ile bağlantılıdır.İçteki zar düzdür, dıştaki zar üzerinde ise proteinler bulunur.

Çok sayıda pora sahiptir mRNA gibi büyük moleküller bu porlardan sitoplazmaya geçerler.

Hücre bölünmesi sırasında çekirdek zarı eriyerek kaybolur. Daha sonra golgi ve E.R organellerinin işlevleri sonucu

tekrar yapılır.

Çekirdek sıvısı (karyoplazma)

Çekirdek içini dolduran saydam sıvıdır.İçerisinde çekirdekcik ve kromatin iplikleri

bulundurur. Çekirdek sıvısı sitoplazma sıvısı ile benzer özelliklere sahiptir. Ancak çözünmüş

madde ve nükleik asitler bakımından daha yoğundur.

Çekirdekçik (nükleolus)Çekirdekçiğin yapısında yoğun miktarda RNA ve protein varlığı tespit edilmiştir. Çekirdekçik aynı

zamanda rRNA nın ve ribozomların sentezlendiği yerdir. Hücre bölünmesi sırasında

çekirdekcikte kaybolur.Çekirdekçik genellikle salgı hücrelerinde olduğu gibi protein sentezi fazla olan hücelerde birkaç

tane ve büyüktür.

Kromatin iplik (DNA+Histon protein)

Çekirdeğe yöneticilik özelliğini kazandıran yapılardır. kromatin iplikler DNA ve proteinden meydana gelmişlerdir.

Hücre bölünmesi sırasında kısalıp kalınlaşarak kromozomları oluşturur.

Kromozomlar kalıtım birimleri olan genleri bulundurur.Bir canlının dokularını oluşturan tüm canlı hücrelerin

kromozom sayısı, DNA miktarı, DNA daki nükleotid sayısı ve dizilişi aynıdır. Fakat doku çeşitlerindeki aktif gen çeşitleri

farklıdır. Bu durum da farklı doku hücrelerinin farklı özelliklere sahip olmasını sağlar.

Çekirdeğin kalıtım materyali olduğunu gösteren deney;

BİTKİ VE HAYVAN HÜCRESİ ARASINDAKİ FARKLAR

HAYVAN HÜCRESİ BİTKİ HÜCRESİ

Sentrozom var Sentrozom yok (Basit yapılı bitkiler hariç)

Depo karbonhidratı glikojendir Nişastadır

Kofullar küçüktür Kofullar büyüktür

Lizozom vardır Gelişmiş yapılı bitkilerde lizozom benzeri yapılar vardır

Hücre çeperi yoktur Hücre çeperi vardır

Plastid yoktur Plastid bulundururlar.

BİTKİ HÜCRESİ

Genç bitki hücresi Yaşlı bitki hücresi

Çekirdek büyüktür ve ortada bulunur Çekirdek küçüktür ve kenara itilmiştir

Metabolizma hızlıdır Metabolizma yavaşlamiştır

Sitoplazma çoktur. Sitoplazma azdır

Kofullar küçük ve çok sayıdadır Kofullar büyük ve az sayıdadır

Çeper incedir Çeper madde birikiminden dolayı kalınlaşmıştır

Büyüme bölgelerinde bulunur Büyümesi durmuş veya yavaşlamış bölgelerde bulunur.

Yapı Prokaryot Hücre Bitki Hücresi Hayvan Hücresi Kısaca Görevi

Hücre zarı Var Var Var Madde alış-verişi ve sitoplazmayı ortamdan

ayırmak

Hücre çeperi VarVar Var

Koruma ve destek

Ribozom Var Var Var Protein sentezi

Mitokondri Yok Yok Yok Enerji(ATP) üretim merkezi

Plastitler Yok Var Yok Çeşitli pigmentleritaşımak, besindepo etmek

Klorofil Var (bazılarında) Var (çoğunda) Yok Fotosentez yapmak

Sentrozom Yok Yok(basit bitkilerde var) Var Hücre bölünmesinde görevli

Lizozom Yok Benzeri var Var Hücre içi sindirim yapmak

Golgi aygıtı Yok Var Var Hücre dışına salgı yapmak

Endoplazmik retikulumYok Var Var

Madde taşınması ve depolanması, lipid sentezi

Koful (vokoul) Yok Var (büyük) Var (küçük) Geçici depolama birimi

Çekirdek Yok Var VarHücrenin kalıtım ve yönetim

merkezi

Çekirdekcik Yok Var Var DNA ve ribozom sentezi