FZYOLOJ R GR CEM SAMUT Fizyoloji terimi Yunanca

FİZYOLOJİ ÖĞR. GÖR. CEM SAMUT

Fizyoloji terimi, Yunanca physis 'doğa’ ve logos 'bilim‘ kelimelerinden oluşmaktadır. Fizyolojinin değişik tanımlarını yapmak mümkündür: "Canlıların hücre, doku ve organlarının görevlerini ve bu görevlerin nasıl yerine getirildiğini inceleyen bilim dalıdır. "

"Canlı varlıkların organ ve dokularının niteliklerini ve işlevlerini inceleyen bilim dalıdır. “ "Organizmanın çalışmasını konu edinen bilim dalıdır. “ "Vücudun, dolayısıyla organ ve sistemlerin görevlerini inceleyen bir bilim dalıdır. "

"Canlılarda hücre, doku, organ ve sistemlerin görevlerini, aktiviteleri sonucunda uğradıkları değişiklikleri, birbirleriyle olan bağlantılarını ve fonksiyonel ilişkilerini araştıran ve inceleyen bir bilim dalıdır. “

HOMEOSTAZİS?

İnsan vücudundaki bütün organ, sistem ve hücreler, mükemmel bir iş birliği, uyum ve denge içerisinde görev yaparlar. Bu yapıların böyle ahenkli bir şekilde görev yapmasıyla vücutta bir iç denge meydana gelir. Vücudun bu iç dengesine homeostazis denir. Homeostazis, bu yapılar tarafından belli sınırlar içerisinde ve değişmez bir şekilde tutulmaya çalışılır.

HOMEOSTAZİS’İ NASIL SAĞLARIZ? Vücudumuz, hücre düzeyinde gerekli ayarlama ve değişiklikleri yaparak, yani içten ve dıştan gelen çeşitli etkilere karşı gerekli tepkileri göstererek bu dengeyi korumaya çalışır.

Bu denge korunduğu sürece, yani homeostazis değişmez tutulduğu sürece, hayat sorunsuz olarak devam eder. Bunu bir Örnekle açıklayalım: Vücudumuzun belli bir sıcaklığı vardır. Vücudumuzu oluşturan hücrelerin normal fonksiyonlarını sürdürebilmeleri için de bu sıcaklığın korunması gerekir.

Hava sıcaklığı normal olduğu sürece, bu yönden bir sorun ortaya çıkmaz. Ancak çok soğuk bir ortamda bulunduğumuz zaman, vücut sıcaklığının dengelenmesi gerekir. Vücudumuz bu durumda ne yapar?

Bunun için yüzeyel (deri) arterler daraltılır. Böylece, buralara fazla kan gitmesi engellenerek sıcaklık kaybı önlenir.

Tersine çok sıcak ortamlarda vücut sıcaklığının düşürülmesini sağlamak için; Vücudumuz ne yapar?

Yüzeyel arterler genişletilir. Bu suretle deri bölgesine daha fazla kan gönderilerek, sıcaklığın deri yoluyla dışarıya verilmesi sağlanır. Bu mekanizma yeterli olmazsa ne olur?

Bu mekanizma da yetmezse terleme olayı devreye girer. Bununla, sıcaklığın buharlaşma yoluyla azaltılması sağlanır. Bu örnekte de görüldüğü gibi vücudumuz, içten ve dıştan kaynaklanan bu gibi etkilere karşı gerekli cevabı vererek homeostazisi korumaya çalışmaktadır.

A. HÜCRE Hücre, canlılığın tüm karakteristik özelliklerini gösterebilen en küçük birimdir. Temelde, tüm hücreler benzer özellikler gösterirler.

Varlığı ilk defa 1665 yılında Robert HOOKE tarafından tespit edilen ve cellula (odacık=hücre) olarak adlandırılan hücre, ancak mikroskop yardımıyla görülebilmektedir.

Hücrelerin şekilleri de farklıdır. Oluşumuna katıldıkları doku ve organların yapısına göre yuvarlak, yassı, ipliksi, iğsi, prizmatîk ve küp biçiminde olabilirler.

HÜCRENİN YAPISI Hücreler basitçe hücre zarı, ortasında çekirdek, içerisinde çeşitli organeller ve bunlar arasında kalan boşluğu dolduran sitoplâzmadan oluşur.

Hücre Gövdesi (Sitoplâzma)?

Sitoplâzma, hücrenin en büyük ve en önemli maddesidir. Çekirdek dışında kalan ve hücre zarıyla çevrili boşluğu dolduran tüm oluşumlar, sitoplâzma kavramı içerisine girer.

Çiğ yumurta akı kıvamında, renksiz ve saydam bir sıvıdır. Yapısının büyük bir kısmı (%60 -90, ortalama %75) su, , geri kalan kısmıysa (% 10 -40) proteinler, şekerler, yağlar (lipid), enzimler, hormonlar, iyonlar (Na, K, Cl) ve minerallerden oluşur. Hücredeki hayatî olayların büyük çoğunluğu, sitoplâzmada ve sitoplâzma içerisindeki organellerde gerçekleşir. Bu organeller, sitoplâzma içerisinde asılı bir şekilde dururlar.

1. Organeller (Organitler): Hücrelerin, organizmanın canlılık özelliği gösteren en küçük birimi olduğunu biliyoruz. Sahip oldukları bu özelliği, bünyelerinde bulunan çeşitli organeller vasıtasıyla gösterirler. Genel olarak hücrelerde bulunan organelleri şöyle sıralayabiliriz: Mitokondri, golgi aygıtı, endoplâzmik retikulum, ribozom, lizozom, sentrozom, peroksızomlar, mıkroflaman ve mikrotübüller.

Mitokondri (Mitochondria): Hücrede enerji üretiminin yapıldığı, etrafı çift zarla çevrili silindirik yapılardır. Gıdalarla alınan yağ ve şeker, mitokondrilerde son ürün CO 2 ve suya (H 2 O) kadar yıkılarak ATP (adenozin trifosfat) sentezlenir. Bundan dolayı bu yapıya enerji üretim ve solunum merkezi de denilebilir.

Golgi Aygıtı: Özellikle sekresyon (salgılama) yapan hücrelerde (süt, ter ve tükürük bezleri vb. ) sayıları daha fazladır. Ribozomlarda sentezlenen proteinlere gerektiğinde, golgi aygıtı tarafından. şeker ve sülfatlar eklenir. Lipoproteinler, glikoproteinler, mukopolisakkaritler, bağ doku maddeleri vb. golgi aygıtı tarafından sentezlenir. Bunun dışında, yine hücre içinde sentezlenen çeşitli hormon ve enzimler de golgi aygıtı tarafından, son şekilleri verilip paketlenerek hücre dışına gönderilir.

Endoplâzmik Retîkulum(Endoplasmic reticulum, ER): Hücre zarıyla çekirdek arasında uzanan, zar yapısındaki kanallar sisteminden oluşmuştur. Bu sistemin bazı bölgelerinde ribozomlar bulunur. Bu bölgelere granüllü endoplâzmik retîkulum (GER) denir. Ribozom bulundurmayan bölgelerine ise düz endoplâzmik retîkulum adı verilir. GER'de protein sentezi yapılırken, Düz ER'de, -ki bunlar steroit üreten hücrelerde daha çok bulunur- çeşitli steroit hormon ve yağların sentezi yapılır.

Ribozom (Ribosome): Hücrenin en küçük organelidir. Salgı, sinir ve karaciğer hücrelerinde daha çok bulunur. Protein sentezinde görevli yapılardır. Endoplâzmik retikulum üzerinde ya da sitoplâzmada serbest hâlde bulunurlar. Yapısı, RNA (ribozomal RNA) ve proteinlerden oluşmuştur.

Lizozom (Lysosome): Eritrositler dışında, canlı hücrelerin tümünde bulunur; Özellikle makrofaj, çok çekirdekli Lökosit ve karaciğer hücrelerinde sayıları daha fazladır. Yuvarlak ve zarla çevrili bir yapıya sahip olup, içlerinde çeşitli enzimleri barındırırlar. Hücrenin sindirim görevini yürütür.

Lizozomlar, hücre sindirimi için ve dışarıdan hücreye alınan bakteri, antijen, yabancı protein vb. maddelerin etkisiz hâle getirilmesinde ve parçalanmasında rol oynarlar. Lizozomlar içlerinde ribonükleaz, deoksiribonükleaz, asit fosfataz gibi enzimler ihtiva eder.

Sentrozom (Centrosome): Hücrede çekirdek yakınına yerleşmiş, içerisinde bir ya da iki adet sentriol ihtiva eden küçük yuvarlak organellerdir. Hücre bölünmesi esnasında, o da ikiye bölünür. Mitoz bölünme sırasında, gelişiminin en üst noktasına ulaşır. Sonra tekrar küçülür. Hücre bölünmesinde aktif role sahip olan sentrioller, mikrotübüllerden yapılmıştır.

Peroksizomlar (Peroxysome): Hidrojen peroksit (H 2 O 2) metabolizmasıyla ilgili enzimleri taşır. Lizozomlarla benzer özellikler göstermelerine rağmen ayrı bir organel olarak kabul edilmektedir. Birçok hücrenin (karaciğer ve böbrek hücreleri) bünyesinde bulunur.

Endoplâzmik retikulumla (ER) aralarında sıkı bir ilişki vardır. Peroksizomlar, sanki ER'nin genişleyip bir kese yapmasıyla oluşmuş gibidir. Membranı, tek katlı olup ER membranının devamı gibidir. H 202'yi parçalayan katalaz enzimini taşırlar. H 2 O 2, hücre için toksik bir maddedir. Katalaz enzimiyle H 20'ya (su) ve 02'ye dönüştürülerek etkisiz hâle getirilir. Karaciğer ve böbrek peroksizomları, nükleik asitlerin yapısında bulunan pürinlerîn (adenin, guanin) parçalanmasında görevlidir.

Mikroflaman ve Mikrotübüller: Mikroflamanlara (microflaman) en iyi Örnek kas hücrelerinde bulunan aktin ve miyozindir. Aktin, miyozine göre daha çok bulunur. Mikrotübüller (microtubul), hücrenin iskeleti görevi görürler. ATP enerjisi kullanarak bazı organellerin taşınmasında (mitokondri, veziküllerin vb. ) görev alırlar. Hücrenin şeklinin korunmasında ve hücre bölünmesinde de görevlidirler. Bugün, hücre zarı İçerisindeki proteinlerin hareketlerinin de mikrotübüller vasıtasıyla olduğu düşünülmektedir.

2. Cansız Maddeler: Sitoplâzma içerisindeki yapıları organeller, inklüzyonlar ve diğer komponentler olarak sınıflandırabiliriz. Organeller, bir zarla çevrilidir. Hücredeki metabolik olaylara doğrudan katılırlar. Endoplâzmık retikulum, golgi aygıtı, mitokondri ve lizozom bu yapılara örnektir. İnklüzyonlar hücrenin geçici komponentleridir. Her hücrede bulunmayabilirler. Bunların dış kısımları bir zarla çevrili olabildiği gibi zarsız da olabilir. Pigmentler, lipidler, karbonhidratlar, elektrolitler ve salgı tanecikleri bu gruba girer.

Diğer komponentlerin etrafları bir zarla çevrili değildir. Farklı yapı ve fonksiyonları vardır. Sentriol, mikrotübül ve mikroflaman bu gruba girer. Hücre içindeki bu oluşumlar içerisinde canlı olanlar organellerdir. Cansız oluşumlarsa kofullar, su, elektrolitler (anyon ve katyonlar), yedek besinler, atık maddeler, salgı tanecikleri, pigment tanecikleri vb. dir.

3. Hücre İçi Sıvı: Hücrede sitoplâzma ve çekirdek içerisinde sıvı bulunur. Her ikisi birlikte hücre içi sıvı olarak adlandırılır. Vücuttaki toplam sıvının %40'ını hücre içi sıvı oluşturur. 70 kg ağırlığındaki bir insanda ortalama 28 litre hücre içi sıvı vardır. Hücre içi sıvı, yüksek yoğunlukta potasyum, düşük yoğunlukta sodyum ve klor ihtiva etmektedir. Bu iyonlar, hücredeki elektriksel potansiyeli dengelemekle görevlidir.

Hücredeki metabolik olaylar, tümüyle burada gerçekleşir. Miktarı normal koşullarda değişmez. Ancak herhangi bir nedenden dolayı azalma olursa, devamlı alış veriş hâlinde bulunduğu interstisyel (hücreler arası sıvı=doku sıvısı) sıvıdan bu eksiklik karşılanır.

B. Hücre Zarı ( Plâzmalemma ) 1. Hücre Zarı ve Fonksiyonları: Sitoplâzmayı dıştan çepeçevre kuşatan, hücreye şeklini veren bir zardır. Çift katlı fosfolipid molekülleri arasında düzensiz bir dağılım gösteren protein moleküllerinden oluşmuştur.

Su, polar maddeler için iyi bir çözücüdür. Polar olmayan (apolar) maddeler* örneğin yağlar, suda çözünemezler. Böyle maddelere, hidrofobik (suyu sevmeyen) maddeler denir. Hücre zarının yapısında bulunan fosfolipidlerde, hem hidrofobik bir kısım (lipid) ve hem de hidrofılik (suyu seven) bir kısım (fosfat) bulunmaktadır. Bu şekilde hem polar hem de apolar grup taşıyan moleküllere amfipatik maddeler adı verilir. Böyle maddeler su içerisine konulduklarında, hidrofilik kısımlar dışta, hidrofobik kısımlar içte olmak üzere bir araya toplanarak miçel yapısı oluştururlar.

Hücre zarı, gözenekli bir yapıda olmasına rağmen sitoplâzmanın dışarıya sızmasına engel olur. Seçicigeçirgen yapısıyla sadece küçük moleküllerin geçmesine izin verir. Büyük moleküllerse ancak fagositoz ya da pinositoz yoluyla zarı geçebilir.

Hücre zarının görevleri: Hücreye madde giriş çıkışını kontrol etmek ve düzenlemek, Hücreyi dış ortamdan (ekstrasellüler aralıktan) ayırmak, Sitoplâzmayı, dolayısıyla hücreyi korumak ve iç ortamı düzenlemek, Hücreye belirli bir şekil kazandırmak.

2. Hücre Zarından Madde Taşınma Yolları' a. Zar Geçirgenliği (Permeabilite) Hücre zarı hücreye girecek ve hücreden çıkacak maddeler için seçici ve kuvvetli bir set oluşturur. Besin maddeleri, ancak bu zardan geçerek hücre İçerisine girerler. Aynı şekilde hücre atıkları da ancak bu zarı geçerek hücre dışına çıkabilirler.

Zarın geçirgenliği, hücreden hücreye ve çeşitli şartlara göre farklılıklar gösterebilir. Hücrenin elektriksel faaliyetlerinde de hücre zarı önemli rol oynar. Örneğin, sinir ve kas hücrelerinin elektriksel uyarılmaları, hücre zarının karakteristik özellikleri sayesinde olur. Dolayısıyla hormon, ilâç vb. maddeler etkilerini ancak hücre zarı vasıtasıyla gösterebilirler. Bundan dolayı zar, bazı hormonların geçişine izin verirken, bazılarına izin vermez.

b. Taşıma Yolları: Enerji harcanmadan, yani molekülün kendi kinetik enerjisi sayesinde gerçekleşen taşınma sistemi (pasif taşınma). Örneğin; basit difüzyon, kolaylaştırılmış difüzyon ve ozmoz. Bu yolla madde taşınması esnasında hücreler enerji harcamazlar. Molekül ve atomlar, kendi konsantrasyonlarının yüksek olduğu taraftan düşük olduğu tarafa, kendi kinetik enerjileri sayesinde difüze olurlar (taşınırlar). Bu maddeleri zarın bir tarafından diğer tarafına yönlendiren en önemli neden, konsantrasyon farkıdır.

Maddenin hücre zarından taşınması sırasında, hücre zarının aktif olarak rol oynadığı ve enerji harcamasının yapıldığı taşınma yolu (hücresel enerjiye bağlı taşınma sistemi). Örneğin aktif taşıma ve endositoz-ekzositoz.

Taşıma yolları: 1 - Taşıyıcılar Aracılığıyla Taşıma: Şekerler ve amino asitler poler (kutuplu) moleküllerdir. Bunların çapları 8 A°'dan büyük olduğu için normal yollardan hücre zarını geçemezler. Halbuki, bu iki maddenin de hücre zarını bolca geçmeleri gerekir. Çünkü, hücrenin enerji üretimi ve protein sentezi yapabilmesi için bu iki maddeye ihtiyacı vardır. Öyleyse, başka bir mekanizmayla hücre zarını geçmeleri gerekmektedir.

Bu maddeler zar yüzeyinde özel yerlere bağlanır ve zarın dış yüzünden iç yüzüne (hücre içine) taşınır. Bu tür taşınma şekline taşıyıcılar aracılığıyla taşınma denir. Zira, hücre zarında bulunan taşıyıcı moleküller, taşımaya aracılık ederler.

i. Kolaylaştırılmış Difûzyon: Bu taşınma sisteminde, bir taşıyıcı molekül (hücre zarındaki protein molekülleri) vardır. Buna en güzel örnek, glikozun hücre içine ya da dışına taşınmasıdır. Taşıyıcı moleküller, taşınacak molekülleri her iki yönde de taşıyabilirler. Bu sistem, "konsantrasyon farkı" etkisiyle çalışır. Böyle olduğundan, madde kendi kinetik enerjisiyle taşınır. Ayrıca dışarıdan artı bir enerjiye ihtiyaç yoktur. Madde yoğunluğunun yüksek olduğu yerden, düşük olduğu yere doğru bir taşınma söz konusudur. Hücre içi ve dışının yoğunluğu eşitlenince, içe ve dışa madde taşınması aynı hızda olur ve hücre içinde maddenin yoğunluğu değişmez.

ii. Aktif Taşıma (Active Transport): Taşınacak molekülün düşük konsantrasyondan yüksek konsantrasyona doğru, bir taşıyıcı molekül aracılığıyla taşınmasıdır. Yokuş yukarı taşınma diye tabir edilen bu sistemde, enerjiye ihtiyaç duyulur. Enerji ihtiyacı, ATP molekülünden sağlanır. Bu sistemde moleküller genellikle tek yönde taşınır.

2 - Diğer Taşıma Şekilleri i. Basit Difüzyon: Kolaylaştırılmış difüzyon gibi, madde yoğunluğunun yüksek olduğu bölgeden düşük olduğu bölgeye doğru taşınmadır. Ancak, aralarında bir fark vardır. Kolaylaştırılmış difüzyon olayı, bir taşıyıcı molekül aracılığıyla gerçekleşirken; basit difüzyonda, böyle bir aracı maddeye gerek duyulmaz. Bir pasif taşıma olan basit difüzyon olayı, maddenin daha çok yoğun olduğu taraftan, daha az yoğun olduğu tarafa, enerjiye ihtiyaç duymaksızın difüze olmasıdır.

ü. Endosİtoz, Ekzositoz, Pinositoz ve Fagositoz: Bir kese (vezikül) yardımıyla bir maddenin hücre içine alınmasına endositoz (endocytose), hücre dışına atılmasınaysa ekzositoz (exocytose) denir. Endositoz sırasında hücre zarı, dışarıdan içeriye doğru çukurlaşarak içeri alınacak maddenin etrafını çepeçevre sarar. Böylece içeriye alınacak madde, bir vezikül içine alınmış olur. Vezikül bu şekilde sitoplâzmaya geçer. Sonra hücre zarı tekrar birleşir.

Vezikül içine alınan madde sıvıysa bu olaya pinositoz (pinocytose=hücre içmesi); katıysa fagositoz (phagocytose=hücre yemesi) denir. Bu şekilde içeriye alınan maddeler kimyasal değişikliğe uğrar, yani sindirilirler. Proteinler ve nükleik asitler gibi iri moleküller bu yolla hücreye alınır. Lökositler ve makröfajların fagositoz yetenekleri vardır. Bu hücreler, bakterileri fagosite ederek parçalar.

Ekzositozla da hücre içindeki atık maddeler, endositozun tersi bîr mekanizmayla hücre dışına gönderilir. Bütün bu olaylar metabolik enerji (ATP) harcanarak gerçekleşir.

iii. Ozmoz (Osmosis): İki bölüm arasında, suya geçirgen, fakat katı maddelere geçirgen olmayan bir zar varsa ve bölümlerden birisindeki su yoğunluğu yüksekse su molekülleri yüksek yoğunluktan alçak yoğunluğa doğru geçer.

Ozmoz deyimi, pasif taşınma kuralları çerçevesinde suyun difüzyonunu ifade eder. Ozmoz olayında, suda çözünen maddelerin çok önemli rolü vardır. Bir eriyikteki katı madde yoğunluğu, o eriyiğin ozmolarîtesi olarak kabul edilir. Bir eriyiğin ozmolaritesi ne kadar çoksa suyun yoğunluğu o kadar azdır.

3. Hücre Zarının Dinlenim Potansiyeli Hücrelerin etkinlik göstermedikleri bir dönemde (örneğin kas hücresinin kasılmadığı, salgı hücresinin salgı yapmadığı dönem), tespit edilen potansiyel farkına dinlenim potansiyeli denir. Hemen hemen tüm hücrelerde hücre içi, hücre dışına göre negatif bir potansiyele sahiptir. Bu potansiyel farkının sebebi, intrasellüler sıvıyla ekstrasellüler sıvı arasındaki iyonların farklı dağılışıdır.

Aksiyon potansiyelinden sonra, yani hücrenin kendi özel yapısına göre etkinlik gösterip (örneğin kas hücresinin kasılması vb. ) tekrar eski hâline dönmesinden sonra, dinlenim potansiyeline geçiş süreci başlar. Na iyonu, aktif taşınmayla devamlı hücre dışına; K iyonuysa hücre içine taşınmasıyla zar dinlenim potansiyeline geçmiş olur.

Dinlenim durumundaki hücre zarı, Na+ iyonları için az geçirgendir. Onun için Na+ konsantrasyonunun düşmesi, geriye difüzyonla tekrar yükseltilemez. Hücre zarı, K+ için nispeten geçirgendir. Büyük konsantrasyon değişikliği yüzünden K+ iyonları, hücre içinden dışına bir miktar difüze olabilir. Zar, Cl ~ iyonları için de geçirgendir. Ancak Cl~ iyonlarının, bu potansiyel değişim üzerine pek fazla etkisi olmamaktadır.

4. Aksiyon Potansiyeli Aksiyon potansiyeli, bir sinir veya kastaki etkinlik esnasında meydana gelen elektriksel değişikliktir. Hücre aktifken membranda oluşan potansiyel farka ‘’aksiyon potansiyeli’’ denir.

Aksiyon potansiyelinin oluş mekanizması Hücrede aksiyon ve dinlenim potansiyelinin oluşmasında, Na* ve K* iyonları rol oynar. Bu iyonların bulundukları yerdeki konsantrasyonları ve yer değişiklikleri, bulundukları yerin elektriksel yükünü belirler. Hücre dinlenim durumundayken polarize olmuş (kutuplaşmış=bir tarafın negatif diğer tarafın pozitif olması) durumdadır ve bir denge durumu söz konusudur. İçerisi negatif (-), dışarısı pozitif (+) yük taşımaktadır.

Dinlenim durumundaki iyon dağılımında K+ içeride, Na+ dışarıda bulunur. Hücre içi K+ konsantrasyonu yüksek olduğu için hücre dışına doğru K+, sızdırma kanallarından difüze olurken Na+ hücre içine girer. Fakat sızdırma kanalları nedeniyle membranım istirahatte K+'a olan geçirgenliği Na+'a kıyasla çok daha fazladır. Bu nedenle K*'un pasif dışarı akışı Na+'un pasif hücre içine akışından daha fazladır. K+'un dışa akımı eşit oranda anyon akımıyla birlikte olmaz ve membran dışarısı içeriye göre pozitif olacak şekilde polarize bir durumda kalır. Dinlenim zar potansiyelinin oluşmasında diğer önemli faktörse Na+~K+ ATPaz pompasıdır. Bu pompayla hücre dışına 3 Na+, hücre içineyse 2 K+ aktif olarak taşınır.

Hücre aldığı uyarı sonucunda aksiyon potansiyeli oluşması esnasında, hücre membranının Na+ geçirgenliği 500 kat artar ve Na+ hızla içeri girer. Na+'nın içeriye girmesiyle, denge durumu bozulur ve membranın dinlenim dönemindeki potansiyeli değişerek pozitif değere ulaşır. Na**nın içeriye girmesiyle polarize durum bozulur. Membran potansiyelinin pozitif değere ulaştığı bu döneme, depolarizasyon dönemi adı verilir. Depolarizasyon döneminde iyon dağılımı değişir. Na+ iyonlarının hücre içine girmesiyle, hücre içinde Na+ ve K+ iyonları bulunur. Bunun sonucunda elektriksel yük durumu da değişir ve hücre içi pozitif değere, hücre dışıysa negatif değere ulaşır.

Depolarizasyon döneminden sonra repolarizasyon dönemi başlar. Bu dönemde, Na* geçişi durdurulur ve K* geçirgenliği artırılır. Sonuçta K* hücre dışına difüze olur. İçeriye giren Na+ kadar K+ dışarıya çıkar. Bunun sonucunda iyon dağılımı, dinlenim durumundakinin tersine döner. Yani K* dışarıda, Na* ise içeridedir. İyon dağılımı ters olmasına rağmen, elektriksel yük durumu dinlenim potansiyeli değerini kazanır. Bir başka deyişle hücre içi negatif, hücre dışı pozitif olur. Repolarizasyon dönemi böylece tamamlanır. Buraya kadar meydana gelen olaylar (depolarizasyon ve repolarizasyon), enerji, sarfı gerektirmez.

Bundan sonra hücrenin eski durumuna (dinlenim potansiyeline) dönüş süreci başlar. Na+'nın tekrar hücre dışına çıkması ve K+, nın hücre içine girmesiyle, hem iyonik dağılım hem de elektriksel yük dağılımı bakımından dinlenim potansiyeline geçilmiş olur. Na* dışarıda, K* içeride olmak üzere hücre içi negatif, hücre dışıysa, pozitif değer taşır. Na*‘nın dışarı çıkması ve K+‘nın içeri girmesi, sodyum-potasyum pompa sistemi sayesinde olur. Bu sistemin çalışması için metabolik enerjiye ihtiyaç duyulur. Hücre dinlenim durumuna geçtikten sonra, tekrar uyarılmaya hazırdır.

C. Çekirdek (Nucleus) Bölünme yeteneğine sahip olan hücrelerde bulunur. Genellikle hücrenin orta kısmında yerleşmiştir. Şekli yuvarlak, elips ya da dikdörtgen şeklinde olabilir. Hücrelerden bazıları bir veya birden çok çekirdeğe sahip olabilirken, bazılarında hiç çekirdek bulunmaz. Örneğin eritrositlerin çekirdeği yoktur. Bununla birlikte normal lökositlerde bir, karaciğer hücreleri ve kemik iliğinin polikaryositlerindeyse birden fazla çekirdek bulunabilmektedir.

Çekirdeğin en önemli özelliği; bir kontrol merkezi gibi görev yapmasıdır. Bünyesinde iki çeşit nükleik asit bulundurur. Bunlardan birincisi çekirdekçiklerde bulunan RNA' (ribonükleik asit), ikincisiyse, DNA (deoksiribonükleik asit)'dır.

Çekirdekçik (Nucleolus) Hücre çekirdeğinde bulunan küçük, yuvarlak yapılardır. Sayılan bir ila yüz arasında olabilir. Bazen de hiç bulunmaz. Elektron mikroskobunda kalın iplikli bir yumak şeklinde görülür, İçlerinde DNA bulunmaz. Esas yapılarını RNA oluşturur.

Kromozom (Chromosome) Kalıtsal Özellikleri belirleyen genleri taşırlar. Belli sayıda, değişik şekillerde ve uzun DNA zincirinin kendi üzerinde düzensiz bir şekilde sarılmasıyla oluşmuş genetik yapılardır. Kromozomların sayısı insanlarda 23 çifttir (46 adet=2 N). Bunun 22 çifti bedenî (otozomal), bir çiftiyse cinsiyet (gonozomal) kromozomudur. Cinsiyet kromozomu (seks kromozomu), kadınlarda XX şeklinde, erkeklerdeyse XY şeklindedir.

DNA (Deoksiribonükleik asit) DNA molekülü uzun, İnce, çift iplikçikli ve kendi etrafında kıvrılan bir merdiven ya da spiral (sarmal) görünümündedir. Bu merdivenin basamaklarıysa dört temel kimyevî maddeden (baz) oluşur. Bunlar adenin (A), timin (T), guanin (G) ve sitozin (C) dir. Bu harfler, DNA'da şifrenin yazılımında kullanılan alfabeyi oluşturur. Bahsedilen bu 4 bazdan 3 tanesinin tek iplikçik üzerinde yana gelmesiyle ortaya çıkan baz üçlüsüne, triplet (kod) adı verilir. Her bir triplet, bir amino asidi şifreler. Bu 4 bazın üçlü kombinasyonu hesaplandığında ( 43=64 ) 64 tane kodun meydana geldiği görülür. Bunun anlamı bu 4 bazla, 64 adet amino asit kodlanabilecektir

Bu bazlardan adenin (A) sadece timinle (T) guaninse (G) sadece sitozinle (C) birleşir. Bu birleşme Hidrojen (H+) bağı yardımıyla olur. DNA'nın yapısında bunlar dışında, pentoz şekeri (deoksiriboz şekeri) ve fosfat molekülü (fosforik asit) de; bulunur. A=T veya C=G'nin pentoz şekeriyle yaptıkları birleşiklere nükleosit, bir nükleosid molekülünün fosforik asitle birleşmiş hâline nükleotit adı verilir. DNA'nın iki temel görevi vardır: a) Genler içinde, anne ve babadan gelen kalıtımsal (genetik) özellikleri saklamak, b) Kendilerinin benzer kopyalarının üretilmesini sağlamak

RNA (Ribonükleik asit) Nükleotitlerin art arda yerleşmesiyle oluşmuş, tek bir sarmal zincirden oluşan yüksek kütleli moleküllerdir. Nükleotit dizisinde şeker ribozdur, asitli bazlarsa adenin, sitozin, guanin ve urasildir. DNA'daki timin'in yerini RNA' da urasil almıştır.

1) Ribozomal RNA (r-RNA): Hücre sitoplâzmasında bulunan ve protein sentezinden sorumlu olan ribozomların yapısal ve fonksiyonel bir kısmını oluşturur. Protein sentezinde rol oynar. (%40 -60) 2) Messenger RNA (m-RNA): Haberci ya da elçi RNA olarak da isimlendirilir. Bir genin kopya edildiği RNA çeşididir. Yani DNA'da yazılı olan şifreyi, kendi diline çevirerek kopyalayan RNA'dır. DNA'nın iki zincirinden biriyle temasa geçerek kodlamayı yapar. Bu kodlamada DNA üzerindeki her baza, RNA üzerinde onunla eşleşebilen bir baz karşılık gelir. Böylece her adenine bir urasil her guanine bir sitozin karşılık gelir. Bu şekilde kollanmış olan RNA molekülü, tıpkı bir fotoğrafın pozitifi ve negatifi gibi kalıtım şifresinin karşı tip hâlindeki eşidir. Bu şifre daha sonra ribozomlarda çözülecektir.

3) Transfer RNA (t-RNA): Taşıyıcı RNA da denir. t. RNA, protein sentezi sırasında, gerekli amino asitlerin taşınmasında rol oynar. Her bir amino asidi farklı t-RNA taşır. Sentez esnasında, bir ucuyla taşıdığı amino aside, diğer ucuyla da m-RNA üzerindeki kendine uygun bölgeye bağlanır.

Gen (Gene): Bir proteini ya da proteinin bir parçasını şifreleyen ve böylece, bireye genetik bir özellik kazandıran DNA parçasıdır. Protein sentezi: Protein, canlıları oluşturan hücrelerin yapı taşı olan ana maddedir. Tabiattaki bilinen 20 civarındaki amino asidin, çeşitli biçimlerde birbirleriyle birleşmesi sonucunda oluşur.

Protein Sentezi

HÜCRELERİN ORTAK ÖZELLİKLERİ 1) Uyarılabilirler 2) Metabolizma ve enerji değişimi yapabilirler 3) Hareket edebilirler 4) Gelişebilirler 5) Çoğalabilirler