HCRE Bir canlnn yapsal ve ilevsel zelliklerini gsterebilen

HÜCRE

• Bir canlının yapısal ve işlevsel özelliklerini gösterebilen en küçük birimine HÜCRE denir. • İlk kez 1665 yılında Robert Hooke tarafından incelenmiştir. • ‘’Cellula’’ (Latince) Odacık

Hücre teorisi “bütün organizmalar hücrelerden yapılmıştır” Theodore Schwann 19. yüzyılda Alman bilim adamları Theodar Schwann ve Matthias Schleiden’in ayrı çalışmaları hücre teorisini doğurmuştur. Schleiden, 1838'de yayınladığı incelemesinde, hücrelerin nasıl oluştuğunu açıklamaya çalışmış ve hücrenin gelişmesinde çekirdeğin temel rol oynadığına ilişkin bir hipotez ileri sürmüştür Matthias Schleiden

• 1930 yılında elektron mikroskobu icat edilmiştir. • Hücre konusunda daha detaylı incelemeler yapılmıştır.

Transmission Electron Microscope • Kısaltması T. E. M. • Elektronlar örnek içinden geçer • Manyetik lensler vasıtasıyla odaklama yapar. • Görüntü floresan ekranda oluşturulur ve fotoğraflanır. • Max büyütme 1000, 000 s. X

Işık Mikroskobu: • Işık örnek içinden geçer, • Cam lens vasıtasıyla odaklanır • Max büyütme yaklaşık 1000 X

Hücre büyüklüğü • Hücre büyüklüğü bir milimetre den bir mikrometreye kadar değişir. • Hücre yeterli madde değişimini sağlamak için plazma membranın da geniş bir yüzey alanına ihtiyaç duyar. • Yüzey alanı- hacim oranı hücrelerin küçük olmasını gerektirir. – Büyük hücreler - yüzey alanı nispi olarak hacimi azaltır.

• Hücre büyüdükçe yüzey alanı/hacim oranı AZALIR. • yüzey alanı/hacim oranı arttıkça da hücre bölünerek bu oranı azaltır.

• Atomların molekülleri, moleküllerin makromolekülleri, makromoleküllerin makromoleküler kompleksleri oluşturmasıyla, dokuların en küçük yapı taşları olan ve yaşamın tüm özelliklerini sergileyen hücreler oluşmaktadır.

HÜCRE TEORİSİ Hücre teorisi yapılan pek çok çalışmalardan sonra ancak 19. yüzyılın başlarında ortaya kondu. Hücre teorisinin dayandığı başlıca üç ana temel şunlardır: 1. Hücreler, çok hücreli organizmaların en küçük yapı taşlarıdır. Hücre birim olarak kendi başına ilkel, basit bir organizmadır. 2. Her bir hücre, çok hücreli organizma içinde kendine özgü bir role sahiptir. 3. Her bir hücre, başka bir hücre tarafından hücre bölünmesi yoluyla ürer.

Adı HÜCRE DOKU ORGAN SİSTEM Tanımı Örnek Görev ve yapı bakımından canlılığın bütün özelliklerini gösteren en küçük birim. Kas hücresi, alyuvar, akyuvar Yapı ve görevleri birbirine benzeyen hücre topluluğu Kas doku, kan doku, kemik doku Dokuların biraraya gelerek oluşturdukları yapı Kalp, akciğer, mide Organların bir araya gelerek oluşturdukları organ topluluğu Dolaşım sistemi, sindirim sistemi, üreme sistemi ORGANİZMA Sistemlerin biraraya gelerek oluşturdukları canlı varlık İnsan, kedi, kavak, çınar

• İki temel hücre tipi vardır. – 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.

VİRUSLAR Viruslar Sadece Bir Konakçı Hücrede Üreyebilen, Hücresel Olmayan Organizmalardır. Genetik Materyal DNA ya da RNA Olabilir. Genetik Materyal Bir Protein Kılıfı İçindedir. Virusa Bağlı Olarak Genetik Materyal ya Tek Zincirli ya da Çift Zincirli Olabilir. Virusların Büyüklükleri, Şekilleri, Komposizyonları Çeşitlilik Gösterir. Konakladıkları Hücre ya da Hücreleri Enfekte Etme Açısından Özel Mekanizmalar Geliştirmiştir. 1. Bitki Virusları 2. Hayvan Virusları 3. Bakteriyel Viruslar (Bakteriyofaj ya da Faj)

Yapı / Özellik Prokaryotlar Eukaryotlar Hücre Duvarı ü ü ý Hücre Zarı (Membran) ü ü Çekirdek (Nucleus) ý ü Zarla Çevrili Organeller ý ü Ribozom ü ü Vakuol (Koful) ü ü Vezikül ü ü Siller ý ü ý Kamçı ü ý ý ü Haploit-Monoploit ( n ) Diploit ( 2 n ) Kromozomlar Halkasal Doğrusal Canlı Çeşidi Tek hücreliler Tek-Çok hücreliler Hücre iskeleleti Kromozom Sayısı

PROKARYOTLAR l Membrana bağlı organelleri ve Nucleus u yoktur. l Ökaryotlara göre yapısal olarak ya da küçük ve basittir. l Dünya üzerindeki ilk hücre tipidir.

PROKARYOTLAR • • ÖBAKTERİLER: Canlı organizmada (doğal ya da bulaşık olarak-enfeksiyonla-) toprak ya da suda yaşayan organizmalardır. ARKHAEBAKTERİLER: Biraz zor koşullar altında yaşarlar. – METHOGENLER: Sadece oksijen olmayan bataklık gibi çevrelerde yaşarlar. Bu bakteriler CO 2 redüksiyonuyla oluşan aynı zamanda bataklık gazları da denilen Metan (CH 4) üretirler – HALOPHİLESLER: Yaşamaları için ortamda çok miktarda tuz konsantrasyonuna gerek vardır. – THERMOASİDOFİLLER: p. H sı 2 den az olan sıcak su sıcak (80º C)sülfür kaynaklarında ürerler.

• GENETİK MATERYAL TEK DAİRESEL ÇOZ AZ SAYIDA PROTEİNLE İLİŞKİLİ ÇEKİRDEK ZARI YER ALMAZ STOPLAZMADA ÇOK SAYIDA RİBOZOM VAR. DNA’DA İNTRONLAR YOK. Genetik Çalışmalarda Yoğun Olarak Prokaryotlar Kullanılmaktadır. Örneğin E. Coli Rekombinant Dna Çalışmalarında Ve Gen İşlevlerini Anlamakta Sıklıkla Kullanılmaktadır.

ARKELER (ARCHAEA) • Arkea prokaryotik yapıda tek hücreli canlılar olmakla beraber bakterilerden çok Ökaryotik hücrelere daha yakındırlar. • Hücre zarları , ribozom ve DNA açısından Bakterilerden ayrılırlar. • Yaşadıkları ortamlar genellikle bataklıklar , tuz gölleri , aşırı sıcak volkanik bölgeler ve asitli ortamlardır. (EXTROMOFİL)

• Metajonezler bataklıklarda yaşayarak çürümekte olan besinlerle beslenirler. • Metan gazı üretiler. Bazı türleri 110 C lik ortamlarda dahi yaşayabilirler. • Halofiller çok tuzlu ortamlarda yaşayabilirler. • Termoasidofiller kükürdü oksitleyerek enerji elde ederler. Aşırı sıcak asitli ortamlarda yaşarlar. • Soğuk seven arkeler donma noktasındaki sularda yaşarlar.

• Archaea’ler, öbakteriler ve ökaryotların dışında canlıların 3. ana grubundan biridir. • Hücresel yapı bakımından öbakterilere benzemesine karşın birçok metabolik özellik bakımından ökaryotlara benzerler.

• Enerji üretimine hücre bölünmesine ve genel metabolizma olaylarına katılan genlerinin büyük çoğunluğu öbakterilerinkine benzer ancak, • RNA, protein ve DNA sentezine katılan genleri ökaryotların genlerine benzerdir. • En şaşırtıcı olanı ise kromozomal histon proteinlerinin olması ve DNA’sının kromatin yapısı şeklinde düzenlenmiş olmasıdır.

ÖKARYOTLAR I • En ilkel eğrelti otundan en karmaşık çiçekli bitkileri ve basit süngerden, sinek ve memelilere kadar tüm bitki ve hayvanları kapsamaktadır. • Ökaryotların içinde aynı zamanda alkler, amipler, mantarlar ve küfler bulunur.

ÖKARYOTLAR II • Genetik Materyal DNA’dır • Hücre İçinde Ayrı Bir Yapı Oluşturan Çekirdek, Bulunur • Genetik Materyal Çekirdek Zarı ile Çevrili • DNA’da Exon ve İntronlar Var.

DNA organizasyonu prokaryotlarda ökaryotlardan farklı şekildedir. Prokaryotların hücresel DNA’sı tek bir dairesel molekül formundadır. DNA’nın yerleşimi ökaryotik hücrelerdeki kromozomlardakinden büyük oranda farklılık gösterir. n Prokaryotik hücreler membranla sarılmış çekirdeğe sahip değildir. Genomik DNA’nın çoğunluğu hücrenin orta kısmında bulunur. Ancak bazı ökaryotlarda (Bacillus subtilis gibi) DNA görünüşte bir çok noktada plazma membranına temas halindedir. n

• Pek çok prokaryot türü aynı zamanda 100030000 baz çiftlerine sahip plazmid adı verilen küçük dairesel DNA moleküllerine sahiptirler. • Plazmidler genellikle hücre büyümesi için gerekli olmayan proteinleri kodlarlar. Bakteri hücresinden bağımsız varlık sürdüren halkasal DNA molekülleridir. Kodlanan proteinlerden birçoğu antibiyotik ve diğer zehirli maddelere karşı organizmanın dayanıklılığını sağlar. • Tüm ökaryötik DNA hücrelerin çekirdek DNA’sı bir membranla sarılı çekirdeğin içinde, iki ya da daha fazla kromozoma (hücre bölünmesi dışında) yayılmış olarak bulunur.

• Ökaryot hücrelerdeki yaklaşık tüm kromozomal DNA’lar Histon adı verilen 5 farklı protein seti ile ilişkidedir • Histon ile DNA arasındaki ilişkiler çok düzenlidir. • Her 150 -180 baz çifti parçası bir histon molekülüne sarılı olarak bulunur.

• Prokaryötik hücrelerde histonlar bulunmamaktadır. • Bakteriyal DNA farklı tip bir protein ile ilişkilidir. • Farklılıklarına rağmen prokaryötik ve ökaryötik hücrelerin biyokimyasal işlevlerinin çoğu ortaktır. • Bir çok yönden m. RNA’nın proteinlere translasyonu (tercümesi) tüm hücrelerde aynıdır.

Yapı / Özellik Prokaryotlar Eukaryotlar Hücre Duvarı ü ü ý Hücre Zarı (Membran) ü ü Çekirdek (Nucleus) ý ü Zarla Çevrili Organeller ý ü Ribozom ü ü Vakuol (Koful) ü ü Vezikül ü ü Siller ý ü ý Kamçı ü ý ý ü Haploit-Monoploit ( n ) Diploit ( 2 n ) Kromozomlar Halkasal Doğrusal Canlı Çeşidi Tek hücreliler Tek-Çok hücreliler Hücre iskeleleti Kromozom Sayısı

1. Hücre Zarı • Hücreyi dış ortamdan ayıran ve şeklini belirleyen, madde giriş çıkışını sağlayan özelliğe sahiptir. • % 65 Protein • % 33 Lipid • % 2 Karbonhidrat

• • Hücre Zarının görevleri : Hücreyi dağılmaktan korur. Hücreye şekil verir. Hücreyi dış etkilerden korur. Madde alışverişini sağlar. Zarın seçici-geçirgen olması onun canlı olduğunu gösterir. Hücre çeperi cansızdır, esnek değildir, tam geçirgendir. Hücrenin dayanıklılığını arttırır, hücreye şekil verir.

• Hücre zarından küçük moleküller büyük moleküllere göre • Yüksüz atomlar iyonlara göre • Yağda eriyebilenler eriyemeyenlere göre daha kolay geçer.

Sitoplazma ve Organeller • Hücre zarı ile çekirdek arasını dolduran yumurta akı kıvamındaki sıvıdır. • Sitoplazma daima hareket halindedir. • İçerisinde bol miktarda su, inorganik maddeler, organik maddeler ve hücre organelleri vardır. • % 60 -90 su

Endoplazmik retikulm • Kanal sistemidir. • Çekirdek ile hücre zarı arasında madde iletimini sağlar. • Besin depo eder. • Bakterilerde bulunmaz • Artık maddelerin atılması ve bazı besinlerin depolanmasında görevlidir. • İkiye ayrılır

Granüllü EPR • Ribozomlarla yüzeye yapışmıştır, • Ribozomlar protein sentezinde görev alır. • Salgı ve membran proteinleri yapılır

Ribozom • Görevi protein sentezlemektir. • Her canlı hücrede mutlaka bulunur. • Protein ve RNA dan oluşmuştur.

Granülsüz EPR • Üzerinde Ribozom taşımaz • Endokrin bezler ve yağ sentezinde görevlidir. • Yağ asitleri ve fosfolipitlerin sentezinde görevlidir.

Golgi • EPR den meydana gelir • Yassı kesecikler • Salgının üretildiği ve salgılandığı yerdir. • Çekirdeğe yakın olarak bulunur. • Salgı dokularında bol miktarda bulunur. • Gerektiğinde yağ deposudur

• Yağ sentezi ve lizozomların paketlenmesinde görevlidir.

Lizozom • Golgiden meydana gelir • Hücre içindeki büyük moleküllü (protein, yağ) besinleri parçalar. • Hücre içi sindirim yapar. Hidrolitik enzimler • Yanma, donma, zehirlenme: Otoliz

Peroksizom • Lizozom a çok benzer ancak, • Lizozomlar golgi organeli tarafından yapılırken, peroksizomlar ya self duplikasyon yoluyla kendine ya da GER’dan tomurcuklanarak oluşurlar. • Lizozomlar hidrolitik enzimleri içerirken, peroksizomlar daha çok hücre içindeki toksini oksitleyerek zararsız hale getiren oksidatif enzimleri içerir.

• Enerji ihtiyacı fazla olan kas, sinir ve karaciğer gibi hücrelerde sayısı daha fazladır. • Bulundukları hücrenin de enerjiye en çok ihtiyaç olan bölümlerinde toplanırlar. • Sinirlerin sinaps bölgelerinde, spermlerin kuyruklarında ve kasların kasılma bölgelerinde çok bulunur. • Kendine ait DNA, RNA, ribozom bulunur. • Kendi DNA'sı olmasına rağmen hücre DNA'sına bağımlıdır. • Bitkilerde mezozom ve klorofil bulunduğundan dolayı mitokondri miktarı daha azdır. • Prokaryotlarda ve memeli alyuvarında bulunmaz.

ÇEKİRDEK • • • Yönetim ve kalıtım (DNA) merkezi Bakteri ve viruslarda çekirdek yoktur. Yuvarlağımsı ve ortada bulunur Protein ve enzim sentezini yönetir. Çekirdek zarı, çekirdek sitoplazması, çekirdekçik, kromatin iplik

DNA • Kalıtım materyali • Kromozomlar – DNA – Proteinler – Hücre bölünme formu • Kromatin

Çekirdek sitoplazması (karyoplazma) • Kimyasal sitoplazmaya benzer. • İçinde kromatin iplikçikler bulunur. Bu iplikçiklerden fibriler yapıda olanlara kromonema, granüler kolloidal olanlara ise kromotin (DNA) denir. • Hücre bölünmesinde kromonema kısalıp kalınlaşır, kromatin ise bu yapı etrafında yoğunlaşarak KROMOZOMLARI oluşturur. Kromatin iplikler

Sentrozom ve Sentriol • • • Sadece hayvan hücrelerinde bulunur. Hücre bölünmesinde görev yapar. Çekirdeğe yakın yerdedir Birbirine dik iki sentriol var Sentrioller dokuz iplik taşır Sentrioller , Hücre bölünmesi sırasında kromozomların ayrılması ve kutuplara taşınmasına yardımcı olur.

Kromatin iplik • Uzun ağ ve yumak şeklindedir • Hücre çekirdeğinin temel yapısı kromatindir • Kısalıp, kalınlaşarak kromozomu oluşturur. İki parça bulunur, her birine kromatid denir • Kromozomlarda gen adı verilen yapılar bulunur.

Çekirdekçik (Nukleolus) • • Yapısında RNA ve protein bulunur Hücre bölünmesi sırasında kaybolur RNA ve protein sentezi ile ilgilidir Hücre bölünmesi başladığında ribozomal RNA’lar çekirdekçik tarafından sentezlenir.