HCRE BLM HCRE Hcreler ekirdek maddesinin zarla evrili

HÜCRE BİLİMİ

HÜCRE • Hücreler, çekirdek maddesinin zarla çevrili olup olmamasına göre prokaryotik hücreler ve eukaryotik hücreler olarak iki gruba ayrılırlar.

• Prokaryotik hücrelerde çekirdek maddesi bir zarla ayrılmamış olup dağınık haldedir. Plazma zarının dış tarafı sert bir yapı ile sarılmış olup bu yapı hücre çeperine karşılık olarak kabul edilebilir. Bu tabakanın dışında, bakterilerde olduğu gibi jelatinimsi bir kapsül bulunabilir.

• Prokaryotların tümünde, ortak olan yapılar, plazma zarı, ribozomlar ve nükleoid’dir. Fotosentez ve yağ asidi oksidasyonundan sorumlu enzimler plazma zarında bulunur. DNA’nın yapısında histon ve protoamin adlı bazik proteinler bulunmaz. Haploiddirler

• Eukaryotik hücrelerde çekirdek bir zar vasıtası ile sitoplazmadan ayrılmıştır. Yağ asiti oksidasyonu ve fotosentez ile ilgili enzimlerin plazma zarı ile fazla bağlantısı yoktur. DNA’nın yapısında histon ve protaminler bulunur. Endoplazmik retikulum, nukleus zarı, mitokondri, kloroplast, golgi, nükleolus ve lizozom gibi organeller bulunur.

Şekil 1. Bakteri hücresi (Akman, 1989’ dan)

Bir Prokaryotik Hücre (www. masterman 535. hubpages. com)

Prokaryot ve Eukaryot hücreler şu şekilde karşılaştırılabilir. Kriter Eukaryot Prokaryot Kromozom 2 n n Mitoz-Mayoz (+) (-) DNA replikasyonu Profaz Sürekli Organellerde DNA (+) (-) 80 s(40 S+60 S) 70 s(30 s+50 s) E. R. (+) (-) Çekirdek zarı (+) (-) Mitokondri Sitoplazma Hücre duvarı (-) (+) Golgi, nukleolus, lizozom (+) (-) Ribozom ETS, Krebs

Figure 6. 4 TECHNIQUE Homogenization Tissue cells Centrifuged at 1, 000 g (1, 000 times the force of gravity) for 10 min Supernatant poured into next tube 20, 000 g 20 min Pellet rich in nuclei and cellular debris Homogenate Centrifugation Differential centrifugation 80, 000 g 60 min 150, 000 g 3 hr Pellet rich in mitochondria (and chloroplasts if cells are from a plant) Pellet rich in “microsomes” (pieces of plasma membranes and cells’ internal membranes) Pellet rich in ribosomes

Figure 6. 4 a TECHNIQUE Homogenization Tissue cells Homogenate Centrifugation

Figure 6. 4 b TECHNIQUE (cont. ) Centrifuged at 1, 000 g (1, 000 times the force of gravity) for 10 min Supernatant poured into next tube Differential centrifugation 20, 000 g 20 min Pellet rich in nuclei and cellular debris 80, 000 g 60 min 150, 000 g 3 hr Pellet rich in mitochondria (and chloroplasts if cells are from a plant) Pellet rich in “microsomes” Pellet rich in ribosomes

Hücrenin Genel Yapısı • Hücreler, homojen bir yapıya sahip değildirler. Bitki hücreleri selülozik yapıda bir çeperle çevrilidir. Çeperin altında, plazma zarı (plazmalemma) bulunur. Plazmanın altında yağ damlacıkları ve organelleri içeren sitoplazma bulunur. Hücrede bulunan zarsız yapılar ribozom ve sentriol, tek zarlı organeller E. R. , golgi aygıtı, vakuol ve plazma zarı, çift zarlı organeller ise çekirdek, mitokondri ve plastidlerdir.

Hücrenin Genel Yapısı • Hücre çekirdeği genellikle hücrenin ortasında veya ortaya yakın kısmında yerleşmiştir. Sitoplazmadan bir zar (Çekirdek zarı) vasıtasıyla ayrılmıştır. Çekirdeğin içinde çekirdek sıvısı yani nükleoplazma bulunur. Nükleoplazma içinde çekirdekçik ve kromatin ağı bulunmaktadır.

Şekil 2. Bir bitki hücresi

Bir bitki hücresinin genel yapısı (www. waynesworld. palomar. edu)

Hücre Protoplast Hücrenin Protoplazmik olmayan diğer kısmı Hücrenin protoplazmik yapısı protoplazma sitoplazma Hücre çeperi Vakuol ve ergastik maddeler nükleus (Karol, 1988’den)

Figure 6. 2 a 10 m 0. 1 m Length of some nerve and muscle cells Chicken egg 1 cm 1 mm 100 m Frog egg Human egg Unaided eye 1 m Human height

1 cm 100 m 1 m 100 nm 1 nm 0. 1 nm Human egg Most plant and animal cells Nucleus Most bacteria Mitochondrion Smallest bacteria Viruses Ribosomes Proteins Lipids Small molecules Atoms Superresolution microscopy Electron microscopy 1 mm Frog egg Light microscopy Figure 6. 2 b

Plazma Zarı • Hücrenin sıvı kısmını ve organelleri bir arada tutmaktadır. Aynı zamanda hücrede metabolizma sonucu üretilen artık ürünlerin hücre dışına atılması ve toksik maddelerin hücre içine girişinin engellenmesi de plazma zarının görevleri arasındadır. Plazma zarı son çalışmalara göre sıvı- mozaik (fluid-mosaic) yapısındadır. İntegral ve periferal olmak üzere iki tip protein, fosfolipid ve polisakkarit içerir.

• Periferal proteinler zarın dış kısmında yer alırlar ve hidrofilik gruplar içerirler. İntegral proteinler ise zarın iç kısımlarında yer alırlar ve hidrofobik gruplar içerirler. Fosfolipidlerin polar baş kısımları hidrofiliktir. Yağ asiti zincirlerinden oluşan kuyruk kısmı ise hidrofobiktir. Hidrofilik-hidrofobik gruplar arasındaki ilişkiler sıvı-mozaik modelin esasını oluşturur. Bu modele göre integral proteinler hidrofobik gruplardan oluştuklarından zar yapısının sağlamlığının korunmasında çok önemlidirler. İntegral proteinler fosfolipid denizinde yüzen aysberg kütlelerine benzerler.

Şekil 3. Kırılma düzleminin iki lipit tabakasının arasından geçtiğini gösteren şema (Karol, 1988’ den)

Hücre Zarının Genel Yapısı(www. desktop. class. com)

Maddelerin Hücre Zarından Geçişi • A) Basit Difüzyon ve Pasif Geçirgenlik: Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama doğru madde geçişine difüzyon denir. Hücre zarı, difüzyonu değişikliğe uğratır. Lipidde kolay çözünen ve küçük moleküllü maddeler hücreye daha kolay girebilir. Difüzyon kolaylaştırılmış, dizi halinde ve değişmeli olmak üzere üç tipdir.

• Kolaylaştırılmış difüzyonda hücre üzerinde bulunan proteinler, taşınacak madde ile taşıyıcıtaşınan kompleksi oluşturulur. Bu olay ortam p. H’sından etkilenir. Bu tip difüzyonda zarı geçen madde oranı, çözelti konsantrasyonu maksimum bir sınıra ulaşıncaya kadar devam eder. Yani enzimatik reaksiyonlara benzer. Değişmeli difüzyonda zarın bir tarafında bulunan iyon, diğer yandaki aynı tipteki iyonla yer değiştirir. Dizi halinde difüzyonda maddeler hidrostatik veya ozmotik güçlerle zardan geçerler.

(emc. maricopa. edu)

• B) Aktif Taşınma: Bu tip taşımada maddeler, az yoğun ortamdan çok yoğun ortama geçtiklerinden metabolik bir enerji harcanması söz konusudur. Sıcaklığın 2 -4 0 C’ye düşmesi, bazı metabolik maddeler, (siyanit yada asetik asit gibi) bir enerji kaynağının olmaması gibi durumlar aktif taşınmanın durmasına neden olur. Aktif taşıma 4 kademeden oluşur. 1. kademede hücre zarı üzerindeki reseptörler tarafından taşınacak madde tanınır. 2. kademede madde reseptörlere bağlandığında reseptör şekil değiştirir. 3: kademede madde hücre içine salındığından reseptör eski şekline döner. 4. kademede metabolik enerji harcanarak reseptör eski yerine döner. Genellikle integral proteinler hücre içine alınan madde için bağlanma bölgesi oluştururlar.

• 1. kademede hücre zarı üzerindeki reseptörler tarafından taşınacak madde tanınır. 2. kademede madde reseptörlere bağlandığında reseptör şekil değiştirir. 3: kademede madde hücre içine salındığından reseptör eski şekline döner. 4. kademede metabolik enerji harcanarak reseptör eski yerine döner. Genellikle integral proteinler hücre içine alınan madde için bağlanma bölgesi oluştururlar.

(bcs. whfreeman. com)

• C) Fagositoz ve Pinositoz: Katı parçacıkların hücre tarafından alınması fagositoz, sıvı parçacıkların alınmasına ise pinositoz denir. Pinositoz, hücre metabolizmasına bağlı bir olaydır. Hücrede meydana gelen maddelerin hücre dışına çıkarılmasına eksositoz, madde alınmasına da endositoz denir.

Hyaloplazma(Sitoplazma) • İçinde sitoplazmik organellerin bulunduğu %85 oranında su içeren ve hücre çeperinin içinde bulunan protoplazmik yapıdır. İçerisinde hücre inklüzyonları denen tanecik veya damlacıklar bulunur. Ayrıca sitoplazma mikroflament ve mikrotübülleri kapsayan lifsi yapılar bulundurur. Mikroflamentler, 40 -70 A 0 çapında ve kasılıp gevşeme özelliğindedir. Mikrotübüller ise 250 A 0 çapında tüpçükler şeklindedir.

• Bitki hücresinde mikrotübüller çok sayıda olup hücre zarı yüzeyine paralel olarak sıralanmıştır. Sitoplazmanın zemin maddesi ise mikrotrabekül ağı denilen ince bir iplik ağından oluşur. Bu ağ protein yapısında olup hücre organelleri ve sitoplazmanın diğer elemanlarını asılı tutmaya yarayan bir çatı teşkil eder. Hücre hareketlerinde de mikrotrabekül ağı önemli rol oynar. Glikoliz gibi enzimler de bu ağa düzenli bir şekilde bağlanmıştır.

Sitoplazmanın Kimyasal Yapısı • % 85 oranında su bulundurur. Sudan sonra en fazla proteinler bulunmaktadır. Bunların çoğu globüler proteinlerdir. Ancak bazen ipliksi de olabilirler. m. RNA, t. RNA, yağ ve glikojen de sitoplazmanın yapısında yer almaktadır. Canlı bir hücrede mitoz bölünme ve amipsi hareketler gibi hücresel faaliyetler sırasında sitoplazmanın viskozitesi değişir. Sitoplazmanın kıvamı jel veya sol halde olabilir.

• Sitoplazma hareketli bir sistemdir. Tek yönde ve hücre çeperine paralel olan harekete rotasyon, vakuoller çevresinde değişik yönlerde olan harekete sirkülasyon denir. Sitoplazmanın p. H’sı genelde hafif asidiktir. Sitoplazmanın tamponlama gücü vardır. Elastikiyet, büzülme, kohezyon, sertlik ve hücre içi hareketler sitoplazmanın mekanik özelikleri ile ilgilidir

Rotasyon hareketi; www. cat. gov. in)

(www. danforthcentre. org)

Hücre İçi Zar Sistemi • Hücre içi zar sistemi endoplazmik retikulum, çekirdek kılıfı, golgi kompleksi ve mikrozomlardan oluşur ve genelde GERL diye adlandırılır. Görevi enzim sisteminin bir araya gelmesi ve ayrılması, difüzyon engellerinin oluşturulması, iyon konsantrasyonu farklarının ve p. H değerlerinin düzenlenmesidir.