HCRE Do Dr Hasan DOAN Atatrk niversitesi Tp

HÜCRE Doç. Dr. Hasan DOĞAN Atatürk Üniversitesi Tıp Fakültesi Tıbbi Biyoloji Anabilim Dalı

Genel Tanımlar Canlılığın Özellikleri 1. Kendi kendine hayatını sürdürebilmek. 2. Besinleri parçalayıp enerjiye çevirebilmek. 3. Çevresine duyarlı olmak ve cevap verebilmek. 4. Kalıtsal materyalindeki bilgilerle çoğalabilmek. • Günümüzde ~10 milyon tür canlı yeryüzünde yaşamaktadır. • Bu canlıların ancak % 20 25’i tanımlanmıştır. • Biyoloji bilimi; en basit canlıdan en gelişmiş canlıya (insan) kadar inceleyen bilim dalıdır.

Biyolojik Bilimlerin Grupları ve Alt Dalları • Morfoloji Anatomi Histoloji Sitoloji 1. Hayvanlar Alemi (Zooloji) 2. Bitkiler Alemi (Botanik) 3. Mikro Organizmalar Alemi (Mikrobiyoloji) • • • • Embriyoloji Fizyoloji Sitobiyoloji Moleküler Biyoloji Biyokimya İmmunoloji Evolusyon Ekoloji Hidrobiyoloji Aerobiyoloji Genetik Taksonomi Teratoloji vs…

Hücre Teorisi 1. Bütün canlılar hücrelerden oluşmuşlardır. 2. Hücre; bütün canlılarda yapı ve görev bakımından en küçük birimdir. (Organeller tek başlarına yaşayamazlar) 3. Yeni oluşan hücreler daha önce var olan hücrelerin bölünmesiyle meydana gelirler.

Farklı Hücrelerin Ortak Özellikleri • Hücre; canlılığını bağımsız olarak sürdürebilen, bir membranla çevrili olan protoplazma birimidir. 1. Hücre membranı; çift lipid tabaka + prot + KH 2. DNA genetik bilgiyi taşır. (Bazı virüsler hariç) 3. Genetik kod ekseriya evrenseldir. 4. Santral Dogma= Transkripsiyon+Translasyon (m. RNA dan Protein sentezi) 5. Ribozomlarda protein sentezi 6. Proteinler fonksiyon görür ve yapıya katılır. 7. Enerjiye ihtiyaç var, çoğunlukla ATP kullanılır.

Biyolojik Hiyerarşi

Hücrelerdeki organik moleküller dört ana yapıdan oluşur. Şekerler polisakkaritlerin altünitleridir ve hücrelere enerji sağlar. Yağ asitleri hücre membranının bileşiminde rol alır. Amino asitler proteinlerin altünitleridir. Nükleotitler DNA ve RNA’nın altünitleridir.

Hücre - Canlı organizmaların fonksiyonel ünitesi 1. Plazma membranı • Lipid, protein ve karbonhidrat kompleksi • Dayanıklı, ince, esnek hidrofobik bariyer • Çoğu inorganik iyonların geçişine doğal bariyer (K+, H+, etc. ) • Taşıyıcı proteinleri ihtiva eder (K+, glucose, vs. ) Sitoplazma - hücre içi volümü; plazma membranı tarafından sarılmıştır. 2. Sitoplazma 2 kısımdır (bölüm) – (1) Sitozol • Enzimleri, RNA, metabolitleri vs. içeren sulu solüsyon – (2) Organeller • Mitokondriler, kloroplastlar, ER vs. 3. Nukleus (ökaryot) veya Nukleoid (prokaryot) – Genetik materyalin (DNA) depolanması, replikasyonu, tamir ve ekspiresyonu – Ökaryotik bir hücrenin nukleusu çift katlı membran ile sarılıdır

Hücrelerin Sınıflandırılması Prokaryotlar - Kalıtım materyalini çevreleyen zar sistemi yok. - Nükleus yok. - Zarla çevrili organel yok. - Bakteriler, algler, riketsiyalar, vb. Eukaryotlar - Kalıtım materyali zarla çevrilidir. - Nükleus var. - Zarla çevrili organel var. - İnsan, hayvan, bitki, fungus, vb.

Prokaryotic Cell

Some Types of Bacteria Shapes are very different

Solunum; Aerobik ve anaerobik bakteriler olarak 2 grupa ayrılır. Beslenme; fotosentez, kemosentez, fakültatif (aerob-anaerob) ve saprofitik (organik nutrisyon) olarak gruplandırılır. Çoğalma; mitoz değil, ikiye bölünerek çoğalır

BAKTERİLERİN DIŞ YAPISI: - Hücre zarı - Periplazmik bölge - Hücre çeperi. - Dış zar - Kapsül - Dış yapılarda; pilus, flagella İÇ YAPI: - Depo Granüller - Ribozom - DNA (histon proteini yok) - Nükleotit

Bakteri Hücresinin Yüzey Yapısı

E. Coli’nin Özellikleri ve organizasyonu – Hücre Zarfı (Zar+Duvar) • Koruyucu dış membran – Materyallerin akışını düzenler • Peptidoglycan membran – amino acid and carbohydrate polymerlerinin çapraz geçişini düzenler • İç plasma membran – Enerji metabolisması – Pili (short) and Flagella (long) • Saça benzer protein yapıları – Sitoplazma • Ribosom (protein synthesis) • Enzymes (metabolism, biosynthesis) • İons (H+, K+, Na+, Cl-, vs. ) – Nukleoid • Tek sirküler kromozom(DNA) • Proteinler ve RNA içerir.

Targets of Antibiotics

Viruses - Parasites of Cells • DNA veya RNA genomu taşır. • Konakçı hücreleri enfekte ederek çoğalabilir. • Genetik bir materyal ve kapsid adı verilen bir protein kapsülünden oluşur. • Bazılarında ayrıca viral zarf (lipit + protein) vardır. • Bakteri enfekte eden virüslere bakteriyofaj denir. Rotavirüs

Life cycle of a simple virus

An Animal Cell

Eukaryotic Cells 1000’s x larger than bacteria • Major structural features - Nucleus • DNA storage, replication, repair and expression • Complex structure surrounded by double membrane

A Plant Cell

Mitochondrion and Chloroplast

Photosentezis in Chlorpolast

An Animal Cell • Smallest unit of survival • Abilities: Metabolism Growth Proliferation plasma membrane nucleus cytoplazma • Cell size; 5 -20 m çapında • Microscopic 4 m

Types of Human Cells More than 200 cell types are defined in the human body. They are placed in 4 basic tissue types; connective tissue epitelium Specialised cell types: muscle nerve tissue germ cell - sperm red blood cells Hair cell - sound receptor rod cells - photoreceptor cell Adapted from ECB Panel 1 -3

Organels

Ökaryotik hücrelerde organellerin fonksiyonları Kompartıman Ana Fonksiyon Sitozol metabolik pathways, aa. , protein ve nukleotid sentezi Nukleus Asıl genom, DNA & RNA sentezi R. Endoplazmik retikulum (ER) Yüzeyindeki ribozomlarla protein sentezi ve protein modifikasyonu S. Endoplazmik retikulum (ER) Esas lipid sentezi, sekretuar proteinlerin “secretory pathwayde” sentezi Golgi Protein modifikasyonu, paketlenmesi, tasnifi hücre yüzeyi ve diğer organellere dağıtımı (postalama) Lizozomlar Hücre içi sindirim Endozomlar veziküllenecek materyallerin seçimi ve gönd. Mitokondriler ATP sentezi Peroksizomlar Çeşitli küçük moleküllerin oksidasyonu

The plasma membrane

Membran lipids and proteins

Endomembrane system 1. 2. 3. 4. 5. 6. Nuklear envelop Endoplasmik retikulum Golgi aparatus Lizozoms Vakuols Plazma membrane

Endomembran Sistem • Hücrenin sınırlarını belirler ve hücrenin bölümlerini sınırlandırır. • Çeşitli maddelerin hücre içine giriş ve çıkışının denetlenmesini sağlar. – (endocytosis/exocytosis) • Sinyallerin tanınması ve belirlenmesini sağlar. • Örnek: Endoplasmic reticulum (smooth and rough), Golgi complex, lysosomes, peroxisomes, glyoxysomes (plants)

Endomembran Systems Organels • Nucleus – Chromatin: highly organized DNA/protein association • Rough and Smooth Endoplasmic Reticulum – Protein modification for export • Golgi complex – Protein “addressing” • Lysosomes – Degradation of proteins, polysaccharides, nucleic acids • Mitochondria – Cellular “power plants” (production of ATP) Specialized plant organelles: • Vacuoles – Degradative reactions, pigments, cell turgor • Chloroplasts – Energy metabilism (ATP synthesis) • Glyoxysomes – Conversion of fat to carbohydrate

Sitoplazma • Hücre zarı ve çekirdek arasındaki kısımdır. • Solunum, beslenme, sindirim, boşaltım, enerji üretimi gibi hayati faaliyetlerin yapıldığı yerdir. • Büyük ve küçük moleküller ile sitozol ve membrana bağlı organellerin viskoz sulu çözeltisinden (jel) oluşan kısımdır. Adapted from ECB Fig 1 -17

Cytoplasm • Toplam hücre hacminin yaklaşık yarısını içerir. • Bir kolloidal kısım ile bir sitoplazmik iskelet içinde düzenlenmiş lifli protein filamentleri içerir. • Kolloidal yapıdaki moleküller; Çeşitli moleküllerin yapısına giren (C, H, O, N, K, Ca, Mg vb. ) • Asitler, bazlar, tuzlar hücrede iyonize edilir. • Sitosol yapısındaki organik moleküller de iyonize olur.

Nucleus uc nuclear envelope nucleus Structure of the Nucleus; Nucleolus Nucleus Membrane Nucleus Plasma Chromatin Network Adapted from ECB Fig 1 -8 2 m

Nucleus • En önemli organeldir. • Eritrositler hariç tüm hücrelerde bulunur. • DNA'da canlıların genetik bilgisini taşırlar. • Çekirdek hacmi ve sitoplazma hacmi arasında bir ilişki vardır. • Genellikle bir hücrede çekirdek tektir, ancak karaciğer ve leydig hücresinde 2 ve osteoklastta 5 -10 olabilir. Adapted from ECB Fig 1 -8

Nucleolus Region of Ribosomal RNA genes dark staining (heterochromatin) there can be more than one

Nuclear Membrane or Envelope - two membranes which form the nucleus, is porous. Allows RNA to leave nucleus.