Biyoloji

Hücre Nedir? Prokaryot ve Ökaryot Hücre Yapıları ve Hücre Organelleri

Hücre Nedir? Prokaryot ve Ökaryot Hücre Yapıları ve Hücre Organelleri

Başlıklar

Hücre Nedir?

Hücre, insan yapısı ve canlı organizması söz konusu olduğunda çok fazla gündeme gelmektedir. Hücre nedir, hücrenin yapısı nasıldır, görevleri nelerdir gibi detaylar araştırılmaktadır. Bütün bu soruların cevaplarını ve çok daha fazla bilgiyi sizler için derledik.

Canlı vücudunun en küçük yapı taşına hücre denir. Birçok hayati olayın gerçekleşmesinde hücre pay sahibidir. Yaşayan bütün canlıların biyolojik yapılarının, çoğalmalarının, biyolojik işlevlerini yerine getirmelerinin en küçük birimi hücrelerden oluşmaktadır. Farklı hücre türleri olmakla birlikte bütün hücreler ortak evrensel özelliklere de sahiptir.

Hücre kelimesi İngilizcede cell olarak ifade edilmektedir. Köken olarak Latincedeki cellula kelimesinden türetilmiştir ve ilk kez Robert Hooke tarafından kullanılmıştır.

Hücrenin Tarihçesi

Robert Hooke çeşitli araştırmalar yapmış ve şişe mantar parçalarını mikroskopla incelemiştir. Bu incelemelerin birisinde mantar parçasının yan yana dizili bitişik bölümlerden meydana geldiğini görmüştür. İçleri boş, etrafları çevrili bu yapı birimlerine cellula (hücre) ismini vermiştir. 1665 yılında yayınlamış olduğu Micrographia adlı kitabında da bu isme yer vermiştir.

Hooke’dan sonra da araştırmalar devam etmiş, 1671 yılında Grew, 1672 yılında Malpighi bitkilerde de aynı yapının yer aldığını keşfetmişlerdir. 19. Yüzyılın ortalarındaysa Hücre Kuramı literatüre girmiştir. Bu teoride tüm canlı organizmalar hücrelerden oluşur fikri öne sürülmüştür. 1800’lü yılların sonundaysa her hücre başka bir hücreden meydana gelir doktrini ortaya konulmuştur.

Hücre kuramı günümüze kadar gelişmiş, hücrelerin yapısı, oluşumları, özellikleri gibi detayları tanımlayarak biyoloji biliminin gelişmesine katkı sunmuştur. Özellikle mikroskobun gün geçtikçe daha da gelişmesi hücreyi oluşturan yapı taşlarının daha fazla aydınlatılmasına imken vermekte, gelişmeler sürmektedir.

Hücrenin Tarihçesi ve Robert Hooke

Hücrenin Yapısı

Hücreler dokuların en küçük yapı taşlarıdır. Yaşamın tüm özelliklerini sergilemektedirler ve hücrenin yapısı atom molekülleri, molekül makromolekülleri, makromolekül makromolekül kompleksleri oluşturmaktadır. Bütün hücreler temelde aynı yapıya sahip olmakla birlikte bulundukları dokuya ve dokudaki fonksiyonlarına göre kendilerine has bazı farklılıklar taşımaktadırlar.

En basit haliyle hücreler zar içinde yer alan sitoplazma ve genetik bilgiyi çevreleyen çekirdekten oluşmaktadır. Fakat bu bileşenler yalnızca mikroskopla görülebilmektedir. İçeriğinde şunlar bulunmaktadır:

  • Çekirdekçik 
  • Çekirdek,
  • Ribozom,
  • Vezikül,
  • Granüllü (Tanecikli) Endoplazmik Retikulum,
  • Golgi Aygıtı,
  • Sitoiskelet,
  • Granülsüz (Düz) Endoplazmik Retikulum,
  • Mitokondriler,
  • Koful,
  • Sitoplazma,
  • Lizozom,
  • Sentriyoller (Sentrozom).

Hücre Çeşitleri

Hücre çeşitleri yapılarına göre ikiye ayrılmaktadır:

  1. Prokaryot (Prokaryote) Hücre: Bakterilerdeki, arkebakterilerdeki, mavi-yeşil alglerdeki hücre tipleri prokaryot hücrelerdir. Bu tür hücrelerde çekirdek zarıyla çevrili bir çekirdek bulunmamaktadır. Sitoplazmalarında mitokondri tarzı zarlı organeller de bulunmaz. DNA bu hücrelerin kalıtım maddesidir ve stoplazma içinde dağılmış vaziyettedir. Zar taşımayan, fakat organel olduğu bilinen Ribozomları vardır. Hayati faaliyetleri hücre zarında ve stoplazmada meydana gelmektedir. Mitoz bölünme ile çoğalmakta, bazılarında hücre duvarına ek olarak polisakkarit yapılı kapsül yer almaktadır.
  2. Ökaryot (Eukaryota) Hücre: Bu tür hücreler sitoplazma içinde zarla çevrelenmiş çekirdek ve organellere sahiptirler. Bakteri ve arkealar dışındaki bütün canlılar ökaryot hücreler olup Latincede Karyon kelimesi çekirdek manasına gelirken ön takısı -eu da gerçek manasındadır. Dolayısıyla gerçek çekirdek olarak ökaryot hücreler görülmektedir.

Ökaryot hücrelerde kalıtsal materyal hücre içindeki belirli bir zarla çevrili çekirdeğin içinde yer almaktadır. Kromozomları proteinden ve DNA’dan oluşmuştur. Mitoz bölünmekte, sitoplazmalarında karmaşık organeller yer almaktadır. Prokaryotlara göre ökaryot hücreler çok daha gelişmiştir. Bitkiler, hayvanlar, protistler ve mantarlar alemini kapsamaktadır.

Hücre Çeşitleri

Hücre Yapısının Parçaları

Hücrenin organizasyonu belli kısımlardan oluşur. Bunlar ve özellikleri şöyledir:

Hücre Zarı

Hücre zarına “plazma zarı” adı da verilir. Seçici geçirgen, hücreyi dış ortamdan ayıran canlı yapıya hücre zarı denir. Hücreyi çevreler ve ortalama 75 angström kalınlığındadır. Hücre zarının hem içte hem de dışta birer protein tabakası vardır. Ortada ise lipit katı bulunur. Elektron mikroskobu ile hücre zarı üzerinde yapılan araştırmalar zarların mozaik şeklindeki fonksiyonel birimler şeklinde incelenmesinin daha iyi neticeler vereceğini ortaya koymuştur.

Hücre zarı hücreye şekil verir. Fakat sadece bununla kalmaz. Artık maddelerin ve besin maddelerinin hücreye giriş çıkış ayarını da yapar. Hücrenin koruyuculuğunu üstlenir. Hücre zarına dair ilk model Danielli ve Dawson tarafından 1935 yılında ortaya atılmıştır. Uzun süre bu model kabul görmüş olsa da hücre zarının işleyişini açıklamaya yetmemiştir.

1972 yılında Nicolson ve Singer akıcı-mozaik zar modelini belirtmişlerdir. Akıcı-mozaik zar modeline göre zarın yapısının yüzde 65’i protein, yüzde 33’ü lipit ve yüzde 2’si karbonhidrattan oluşmaktadır.

Hücre zarının yapısı yarı geçirgen ve gözeneklidir. Esas yapısı proteinler ve lipitlerden oluşur. Hücrelerin her birinin yağ, protein ve karbonhidrat oranları farklı olduğundan hücre zarları da farklıdır. Hücreye gelen bütün elektriksel iletiler ve kimyasallar hücre zarıyla alınmakta, yapısında yağ, protein ve karbonhidrat yer almaktadır.

Hücre zarının birçok görevi vardır. Sitoplazmayı çevreleyerek dağılmasını engeller ve şekil verir. Madde alışverişlerini düzenler ve ozmotik dengenin sağlanmasında pay sahibi olur. Salgı görevi yerine getirir ve enzimleri taşır. Hücrelerin birbirlerini tanımalarını sağladığı gibi uyarı iletimini gerçekleştirir.

Sitoplazma

Hücre zarı ile çekirdek zarı arasında sitoplazma yer alır. Bütün bu bölümü kaplayan homojen, kolloidal ve sürekli değişim halindeki eriyik maddeye sitoplazma denir. Çeşitli iyonlar, metal tuzları, bazlar ve asitlerden oluşan inorganik maddeler; protein, yağ, karbonhidrat, hormonlar nükleik asitler gibi organik maddeler ile yüzde 60-95 arasında sudan meydana gelir. Sitoplazmanın içinde hem canlı hem cansız yapılar bulunur. Canlı yapılara protoplazma adı verilir ve protoplazma çekirdek ve sitoplazmadan meydana gelir.

Sitoplazma büyük oranda sudan oluşsa da ne katı ne sıvıdır. Bu yapısına da kolloidal denilir. Çözünmüş ve dağılmış tanecikler barındırır. Taneciklerin miktarı hücre türünün her birinde farklıdır.

Sitoplazmanın içerisinde endoplazmik retikulum, mitokondri, lizozom, ribozom, golgi aygıtı, plastitler, kloroplast, koful, sentrozom organelleri yer almaktadır.

Çekirdek

Hücre çekirdeğine aynı zamanda nükleus da denir. Lifli ve tanecikli bir yapıya sahiptir. Hücrenin yönetimi çekirdektedir. Çekirdek zarının iki tabakası bulunur ve çok gözeneklidir.

Çekirdeğin özüne nükleoplazma adı verilir. Tuz ve protein içerir. Hücrenin yaşamını sürdürdüğü gibi çalışma düzenini de sağlar. Eğer çekirdek ölürse hücre de ölür. Hücre ana maddesi içinde çeşitli küçük organellerin uyum içinde çalışması çekirdek sayesindedir. Hücre bölünmesinde de görev almaktadır.

Organeller

Organeller hücre için çok önemli bir yere sahiptir. Vücudun organları ile hücrenin organellerini birbirine benzetebiliriz. Zaten kelimenin aslı organelle olup -elle son eki küçültme ekidir. Dolayısıyla Türkçedeki tam karşılığını organcık (küçük organ) şeklinde belirtebiliriz.

Ökaryot hücreler gibi karmaşık yapılarda çok sayıda organel çeşidi yer alır. Organellerin keşfi ve incelenmesi mikroskobun bulunuşundan sonra başlamıştır. Kimi araştırmacılara göre birçok organel endosimbiyoz bakterisinden köklenerek gelişmiştir.

Çeşitli Organel Yapıları

Sitoplazmanın içinde farklı yapı ve görevleri olan çeşitli organeller vardır. Bunlardan bazıları zarla çevriliyken bazıları tek zarla, bazıları çift zarla çevrilidir. Sentrozom ve ribozom zarsız organel çeşitleri iken golgi cisimi, endoplazmik retikulum, koful ve lizozom tek zarla çevrili organellerdir. Kloroplaslar, mitokondri ve çekirdek ise çift zarlı organeller arasındadır. Daha anlaşılır olması için organelleri zarsız, tek zarlı ve çift zarlı yapılarına göre şöyle gruplandırabiliriz:

Zarsız organeller:

  • Sentrozom,
  • Ribozom.

Tek katlı zarlı organeller:

  • Endeplazmik retikulum,
  • Lizozom,
  • Golgi aygıtı,
  • Koful,
  • Peroksizom.

Çift katlı zarlı organeller:

  • Mitokondri,
  • Plastitler,
  • Kloroplast,
  • Kromoplast,
  • Lökoplast.

Çeşitli Organel Yapıları

Organel çeşitleri ve başlıca özellikleri şöyledir:

  • Ribozom: Protein sentezinin yapıldığı yerdir. Çekirdek zarı ile endoplazmik retikulumun üzerinde yer alabildiği gibi sitoplazma içinde serbest şekilde de yer alabilir. Yapısında RNA ve aminoasit bulunur. Büyük alt birim ve küçük alt birim olarak ayrılır. Protein sentezi esnasında alt birimler bir araya gelirler. Virüs dışındaki bütün canlılarda yer alır.
  • Sentrozom: Sadece hayvan hücresinde yer alır. Birbirine dik bir çift silindirik yapıdan sentrozomlar meydana gelir ve bunlara sentriol adı verilir. Hücre bölünmesi esnasında iğ ipliklerini oluşturmakla görevlidirler.
  • Endoplazmik Retikulum: Çekirdek ile hücre zarı arasında yer alır. Kıvrımlı bir yapısı olup kanallar halindedir. Hücre içi taşıma ve depolama sistemi endoplazmik retikulumca gerçekleştirilir. Granüllü endoplazmik retikulum ve granülsüz endoplazmik retikulum olmak üzere iki çeşittir. Granüllü endoplazmik retikulum protein sentezinde görev alırken granülsüz endoplazmik retikulum yağ sentezinde ve taşınmasında görev alır. Karaciğerdeki zehirli maddelerin detoksifikasyonunda devreye girer.
  • Golgi Aygıtı: Yapı olarak endoplazmik retikulumu andırır. Endoplazmik retikulumun kıvrılarak üst üste yassı kesecikler meydana getirmesiyle golgi aygıtı oluşur. Salgı ve paketleme işleminden sorumludur. İnsan vücudundaki terde, tükürükte, süt bezlerinde fazlaca yer alır. Proteinler son olarak golgi aygıtında işlenir. Hücre zarının yapısına dahil olan lipoprotein, glikolipit ve glikoprotein golgi aygıtında üretilir. Yine lizozom ve koful oluşumunda golgi aygıtının etkisi vardır. Bitkilerde hücre çeperinin yapısına dahil olan selülozun üretimini yaptığı gibi hücre bölünmesi sırasında oluşan ara lamelin oluşumunda da etkindir. Alyuvar hücrelerinde ve spermde yer almamaktadır.
  • Lizozom: Sadece hayvansal hücrelerde yer alır ve yapısında sindirim enzimleri bulunur. Hücre içi sindirimde görevlidir. Hücre içindeki endositoz ile alınan besinleri sindirmekte, hücreye giren yabancı proteinleri parçalamaktadır. Yine hücrelerdeki yaşlanmaya bağlı hücre zarının deforme olmasıyla hücrenin patlayıp kendi kendini sindirmesinde etkindir. Buna da otoliz adı verilmektedir. Dalak, karaciğer, akyuvarlar ve makrofajlarda fazlaca yer almaktadır.
  • Koful: Vakuol olarak da adlandırılır. Bulunduğu hücrenin çeşidine göre farklı görevleri vardır. Depolama, boşaltım ya da sindirim bunlardan bazılarıdır. Tek hücrelilerde besin kofulları ve boşaltım kofulları gibi türleri bulunmaktadır. Koful zarına tonoplast denir. Hayvan hücrelerinde çok sayıda, küçük koful yer alırken bitki hücrelerinde az sayıda ve büyük koful bulunmaktadır.
  • Peroksizom: Tek katlı zar ile çevrilidir. Metabolik aktivitesi oldukça fazladır. Kalp kası, karaciğer ve böbrek hücrelerinde fazlaca yer alır. Hücrede zehir etkisi yapan hidrojen peroksiti bu organelde bulunur. Hücre içinde enerji metabolizmasında mitokondri ve kloroplastlarla birlikte görev alan üçüncü organeldir.
  • Mitokondri: Oksijenli solumun yoluyla hücrede enerji üretimi mitokondride gerçekleştirilir. Çubuk, küre, dallı ve ipliksi formda yer alabilir. Bakteriler dışındaki bütün hücrelerde olup sayısı hücrenin enerji ihtiyacına göre farklılaşır. Sinir, çizgili kas, kalp ve karaciğer hücreleri mitokondri açısından zengindir. Çift zarlı olup iç zarı kıvrımlı, dış zarı düzgündür. İçindeki sıvıya matriks adı verilir ve kendine ait RNA, DNA, ribozom bulundurur. İç zarı üzerinde elektron taşıma sistemi (ETS) yer alır. Oksijenli solunumda grev alan ETS, ihtiyaç anında çoğalabilir, bölünebilir, büyüyebilir. Hatta kendi ihtiyacı olan bazı proteinlerin sentezini sağlayabilir.
  • Plastidler: Çift zarlı organeller olup öglena, bitki, alg gibi ökaryot hücrelerde bulunur. Besin maddesinin sentezinde ve depolanmasında görev alır. Kloroplast, kromoplast ve lökoplast olmak üzere üç grubu ayrılır.

Kloroplastlar yapraklarda bolca bulunup bitkilere yeşil rengi veriler. Kromoplastlar çiçek ve meyvelere renk vermektedir. Likopin kırmızı renkli bir pigment olup çilek ve domateste bolca bulunur. Ksantofil sarı renkli bir pigmenttir. Limon ve muzda bolca bulunur. Karoten turuncu renkli olup özellikle havuçta fazladır. Lökoplaslar ise renksiz plastitlerdir. Yumru, kök, soğan tarzı bitkilerin ışık görmeyen kısımlarında bulunurlar. Buralarda yağ, nişasta ve protein depolarlar.

Hücre Yapılarındaki Benzerlik ve Farklılıklar

Hücre Yapılarındaki Benzerlik ve Farklılıklar

Hücre yapısının parçaları prokaryot hücrede, bitki hücresinde ve hayvan hücresinde ortak bulunmazlar. Farklılıklar ve benzerlikler vardır. Mesela madde alışverişinde, salgılamada ve sitoplazmanın ortamdan ayrılmasında görevli hücre zarı bütün hücre yapılarında vardır. Hücre çeperi ise koruma, destek ve turgor basıncına dayanıklılık görevini yerine getirirken hayvan hücresinde bulunmamaktadır.

Protein sentezi ve transkripsiyon yardımı yapan ribozom prokaryot, bitki ve hayvan hücresinin üçünde de vardır. Enerji üretim merkezi olan mitokondri bitki ve hayvan hücresinde bulunurken prokaryot hücrede bulunmamaktadır.

Çeşitli pigmentlerin taşınmasında, yağ, nişasta, protein tarzı besinlerin depolanmasında görevli plastitler bitki hücresinde varken hayvan hücresinde ve prokaryot hücrede yer almamaktadır. Işığın absorblanması ve fotosentezde görev alan klorofil hayvan hücresinde yokken prokaryot hücrelerin bazılarında, bitki hücrelerinin çoğunda vardır.

Organik bazı maddelerin oksidasyonunu sağlayan peroksizom prokaryot hücrede yokken bitki hücrelerinin ve hayvan hücrelerinin çoğunda vardır. Hücre bölünmesinde iğ iplikçiklerinin sentezinde görev alan sentrozom hayvan hücresinde varken sadece ilkel bitkilerin hücrelerinde bulunmakta, prokaryot hücredeyse bulunmamaktadır.

Hücre içi sindirim yapma görevini ifa eden lizozom prokaryot hücrede yokken bitki hücrelerinin bazılarında, hayvan hücrelerinin çoğunda bulunmaktadır. Salgı maddelerini paketlemek, glikopit, glikoprotein gibi maddelerin sentezinde görev alan golgi aygıtı prokaryot hücrede bulunmazken bitki ve hayvan hücresinde vardır.

Madde taşınması, depolanması, lipid sentezi yapan, hücre zarıyla çekirdek arasında köprü görevi ifa eden endoplazmik retikulum bitki ve hayvan hücresinde varken prokaryot hücrede yoktur. Hücre içindeki atık maddeleri depolama görevini üstlenen koful prokaryot hücrede yoktur. Fakat bitki hücresinde az sayıda, büyük şekilde varken hayvan hücresinde çok sayıda ve küçük şekilde vardır. 

Hücrenin kalıtım ve yönetim merkezi olan çekirdek prokaryot hücrede bulunmazken bitki hücresi ve hayvan hücresinde vardır. DNA ve ribozom sentezinde görevli çekirdekçik ise sadece bitki ve hayvan hücresinde bulunmaktadır.

İlginizi çekebilir: Anabolizma ve Katabolizma Nedir? Farklari ve Vücut Ağırlığına Etkisi Nedir?

İlginizi çekebilecek diğer makaleler için: BİYOLOJİ

İlgili yazılar

Yorumlar - Yorum yapmak için tiklayin

YORUM BIRAKIN