Dr. HATİCE MUTLU EYİSON

Dr. HATİCE MUTLU EYİSON

• Hücre içinde sindirim görevini üstlenmiş organellerdir.

• Primer ve sekonder olmak üzere iki tip lizozom vardır.

• Primer lizozomlar, golgiden kopan ve lipazlar, proteinazlar gibi çeşitli enzimleri bulunduran granüllerdir.

• Bunlar, hücre dışından gelen katı partiküllerin veya mikroorganizmaların oluşturduğu keselerle birleşerek sekonder lizozomları (heterofagozom) oluştururlar ve böylece yabancı materyaller sindirilerek yok edilir.

• Aynı şekilde hücrede hasar görmüş organeller, primer lizozomlarla birleşerek sekonder lizozomları (otofagozom) oluştururlar.

 Lizozomları, görev aldığı hücre içi sindiriminde, sindirilecek substrata göre iki grup altında düşünmek gerekmektedir.

 Birincisi heterofajidir. Heterofajide sindirilecek yapı hücreye dışarıdan girmiştir. Hücreye dışarıdan endositozla giren bir parçanın teşkil ettiği vaküole heterofagozom (fagozom) denir.

 İkinci olay otofaji olup sindirilecek yapı hücrenin

içinden gelir. Hücrenin mitokondri, zar parçaları

gibi yapılarının sindirilmesinde otofagozomlar

teşekkül eder.

• Yutulan yabancı madde fagozom içinde hidrolitik enzimlerle yavaş yavaş sindirilir.

Sindirim sonucu teşekkül eden ve zardan geçebilecek büyüklükte olan düşük molekül ağırlıklı materyal lizozom zarından yavaşça sitoplâzmaya bırakılır ve hücre tarafından kullanılır. Sindirilmeyen madde ise lizozomda kalır.

• Sekonder lizozom diğer bir endositik kesecikle birleşme yeteneğini henüz kaybetmemiştir.

Hücre içinde bu görevini tekrarlar.

• Hücredeki farklı sekonder lizozomlarda farklı

maddelerin parçalanması sırasında, olayın

çeşitli safhalarında bulunmaları sebebiyle

görünüş ve büyüklükleri çok heterojen olur.

• Hücre zarı, golgi ve endoplazmik retikulum zarlarından tomurcuklanarak oluşan yapılardır.

• Çok çeşitli büyüklüğe ve fonksiyona sahiptirler.

Örneğin protistalardan paramecium denilen terliksi hayvanda, suyun hücre içine alınıp verilmesini sağlayan kontraktil vakuol vardır.

• Bitkilerde ise olgun hücrelerde organik besin materyali bulunduran vakuoller bulunur.

• Bu vakuoller aynı zamanda suyu emerek bitkilerin büyümesine yardımcı olurlar.

• Bitki yiyen hayvanlara karşı zehir bu

vakuollerde bulundurulur.

• Bitki hücrelerinde olup, hayvan hücrelerinde bulunmayan organellerdir.

•Kloroplastlar sayesinde bitkiler, güneşten aldıkları ışık enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürerek, fotosentezle besin elde ederler.

• Kloroplast, dış ve iç zarla çevrilmiştir. İç zar, katlanarak tilakoid denilen zar yapılarını meydana getirir.

•Tilakoidler, tabakalar halinde granaları oluşturur.

Granalar, güneş enerjisinin yakalanıp kimyasal enerjiye dönüştürüldüğü yerlerdir.

•Kloroplastın iç kısmına stroma adı verilir ve burası

kloroplastın sıvı kısmını oluşturur.

FOTOSENTEZ

• Bitkilerdeki fotosentez olayında, su ve karbondioksidin güneş enerjisiyle birleştirilmesi sonucunda, glükoz, oksijen ve diğer organik moleküller elde edilir.

• Fotosentez bitkilerin yeşil hücrelere sahip yapraklarında meydana gelir. Bu hücrelerin klorofil pigmentini taşıyan kloroplastları vardır.

• Doğadaki birçok canlı, fotosentez ürünlerine

ihtiyaç duydukları için bitkilerle beslenirler. O

nedenle bitkileri yiyen canlılara tüketiciler,

bitkilere ise üreticiler adı verilir.

 Fotosentezde kullanılan karbondioksit, havadaki bir gazdır ve yaprak yüzeyindeki porlar yoluyla bitki içerisine alınır. Su ise, bitki kökleri ile topraktan alınır.

 Kloroplastlar, bu inorganik molekülleri fotosentezle organik moleküllere dönüştürür ve bu arada havaya oksijen verilir. Fotosentez reaksiyonu kısaca aşağıdaki gibidir.

ışık

nCO ₂ + nH ₂ O –––––––––––– (CH ₂ O) _n + nO ₂

Klorofil

 Fotosentezle oluşan karbohidratlar çözünebilir şekerlerdir. Bunlar kloroplastın içinde nişasta granülleri ve diğer polisakkaritler şeklinde depolanır. Gerektiği zaman selüloz olarak hücrede kullanılabilir.

 Fotosentez reaksiyonlarının bir kısmı güneş ışığında bazısı karanlıkta yapılır. O nedenle fotosentezde karanlık ve ışık olmak üzere iki tip reaksiyon görülür. Işığın klorofil tarafından emilerek kullanılmasına fotokimyasal reaksiyon veya bulan kişinin adı olan Hill reaksiyonu adı verilir.

 Karanlık reaksiyonda termokimyasal olarak

CO ₂ tutulup indirgenir. Işık reaksiyonları

kloroplasttaki tilakoit zarlarda yapılır.

• Zarlara ışık gelince, ışık enerjisi zarlardaki PSI (Fotosistem I) ve PS II trafından toplanır.

• Her iki sistemde klorofil a ve b ‘nin yanında PS I’de P700 proteini PS II ise LHCP proteini vardır.

• Fotokimyasal reaksiyonlarda elektronlar su’dan NADP ^- ye taşınır ve bu molekül NADPH 2 ye indirgenir.

• Bir Molekül NADPH 2 için iki ışık fotonu gerekir.

Bu molekül protein sentezinde kullanılır.

• Elektron taşıma sistemi, mitokondride olduğu gibi, ADP’nin fosforilasyonu ile birlikte yürür.

Fosforilasyon PS II’ de elektron taşıma zinciri ile

yapılır.

 ATP az enzimi tilakoit zarının dış yüzündeki CF ₁ (Capling Faktör) ile yapılır.

 Kloroplastlardaki fosforilasyonda O ₂ kullanılmaz fakat mitokondrilerde kullanılır.

 Bitkiler fosforilasyonla mitokondriden 30 kat

fazla ATP oluştururlar. Yeşil bitkilerde

kloroplast sayısı mitokondri sayısından

fazladır.

• Hücrede protein sentezinin yapıldığı organeldir.

• Ribozomlar sitoplazmada üç şekilde bulunur.

• Bazı hücrelerde mRNA’ya bağlı olan ve polizom adını alan topluluklar şeklinde bulunabilirler.

• İkinci olarak Endoplazmik retikuluma bağlı olabilirler.

• Üçüncü olarak serbest halde sitoplazmada dağınık halde bulunurlar.

• Bakterilerde ve ökaryotlarda farklı büyüklükte ribozomal RNA vardır. Bakterilerdeki rRNA 70S’tir. Bunun 50 S’lik büyük alt birim ve 30 S’lik küçük alt birimi vardır.

• Mitokondri ve kloroplastlarda hücreye adapte

olmuş prokaryot kökenli yapılar oldukları için

aynı büyüklükte r RNA’lara sahiptirler.

 Ökaryotlarda ise 80 S’lik rRNA vardır.

Bunun 60 S’lik büyük alt birim ve 40 S’lik küçük alt birimi vardır.

 Ribozomda rRNA’lardan başka protein

sentezinde görev alan ve protein yapısında

olan başlama, uzama ve sonlanma

faktörleri vardır.

PROTEİN SENTEZİ

• Hücrelerde yaşamsal fonksiyonların yerine getirilmesi için birçok proteinin sentezlenmesi gerekir.

• Bir proteinin sentezlenmesini bir veya birkaç gen üslenmiştir.

• Çekirdekte gendeki nükleotid dizisine uygun olarak mRNA sentezlenir.

• Sentezlenen mRNA prokaryotlarda hemen ribozomun küçük alt birimine bağlanır.

• Ökaryotlarda ise öncü mRNA’daki intron denilen tercüme edilmeyen kısımlar çıkarılır.

• Bu arada mRNA’nın 5’ ucuna 7-metil

Guanozin, 3’ ucuna poli A denilen adenince

zengin bir kısım eklenir. Böylece olgun mRNA

oluşturulur.

 Olgun mRNA çekirdek porlarından çıkar ve sitoplazmadaki 40 S’lik rRNA alt birimine bağlanır.

 Bu komplekse protein sentezine yardım eden başlama faktörleri ve 60 S’lik büyük alt birim bağlanır.

 Büyük alt birimde Peptidil (P) bölgesi, Aminoasil (A) bölgesi vardır.

 Sitoplazmada bulunan ve mRNA’daki Başlama Kodonuna (AUG) uygun antikodon taşıyan tRNA ribozom büyük alt birimindeki P bölgesine

bağlanır.

 Sonra mRNAdaki başlama kodonunun arkasındaki kodona uygun yeni bir tRNA antikodonuyla büyük alt birimdeki A bölgesine bağlanır.

 Oluşturulan iki amino asit arasında

peptidiltransferaz enzimiyle peptit bağı

oluşturulur.

 Uzama faktörleri, bu devrede birçok

aminoasidin yapımını gerçekleştirir ve bu şekilde polipeptit zinciri uzatılır.

 Sonlanma devresinde mRNA üzerinde bulunan ve UAA, UAG, UGA denilen sonlanma kodonlarına karşılık tRNA

antikodonları olmadığı için protein sentezi durur.

 Sentezlenen polipeptit zinciri endoplazmik

retikulum lümenine bırakılır.

• Hücrenin kalıtsal materyalini bulunduran ve bölünme olaylarını gerçekleştiren en önemli bölgesine çekirdek adı verilmektedir.

• Çekirdek dıştan iki zar ile çevrilidir. Zarların arasındaki boşluğa perinükleer aralık adı verilmektedir.

• Çekirdek zarının üzerinde porlar bulunmaktadır. Bu porlardan madde geçişi yapılmaktadır. Örneğim çekirdekten sentezlenen Bütün RNA’lar porlardan sitoplazmaya geçmektedir.

• Çekirdekte mRNA DNA üzerinden sentezlenmektedir.

Diğer RNA’lar yani t RNA ve r RNA çekirdek içinde özel bir bölge olan çekirdekçik’ten (nukleolus) sentezlenir.

• Çekideğin dış zarı Granüllü Endoplazmik Retikulum zarları şeklinde devam eder.

•

 Çekirdekte gerçekleşen iki tip bölünme vardır. Bunlardan birincisi vücut

hücrelerinde gerçekleşen Mitoz Bölünme

diğeri ise eşey hücrelerinde görülen Mayoz

Bölünme’dir.

MİTOZ BÖLÜNME  

• Vücut hücrelerinde büyüme ve gelişmenin sağlanması için mitoz bölünmeye ihtiyaç vardır.

• Mitoz bölünme sonunda bir hücre kendisi

gibi diploid sayıda (2n) kromozom içeren iki oğul hücreye dönüşür.

• Hücrelerde interfaz ve bölünme

safhalarından oluşan bir hücre devri

vardır. İnterfaz safhası G ₁ S (Sentez) ve

G ₂ olmak üzere üç bölümden oluşur.

• İnterfaz safhasında hücre sitoplazmasındaki organeller ve gerekli protein ve moleküller iki katına çıkarılır.

• Sentez bölümünde DNA kendini eşler ve kromozom sayısı iki katına çıkar.

• G ₁ ‘de sentez bölümüne hazırlık yapılır ve DNA’daki hasar tespit edilip onarılır.

• G ₂ ‘de ise sentezlenen DNA’daki hasar

tespit edilir ve hücre bölünmeye hazır hale getirilir.

• İnterfaz safhasından sonra mitoz bölünme

olur. Mitoz bölünmenin ardından Sitokinez

denilen olayla sitoplazma ikiye bölünür.

• Mitoz bölünme dört safhadan oluşur. Bunlar sırasıyla PROFAZ, METAFAZ , ANAFAZ ve TELOFAZ’dır.

• PROFAZ SAFHASI: Hem sitoplazmada hem de çekirdekte değişiklikler olur.

• Çekirdekte kromatin iplikleri kısalıp kalınlaşmaya başlar. Kromatin ipliklerinin yapısında histon

proteinleri (H1, H2A, H’B, H3 ve H4 Histonları) ve DNA ipliğinin birleşerek oluşturduğu nükleozom göbeği bulunur.

• Her kromozom iki kromatiti vardır ve sentromerleri bulunur. Sitoplazmada ise sentriyollerden iğ ve

aster iplikleri sentezlenmeye başlar.

• Aynı zamanda sentriyoller yavaş yavaş çekirdeğin kutuplarına doğru hareket eder. İleri profazda ise

çekirdek kılıfı parçalanır ve kaybolmaya başlar. İğ ve aster ipliklerinin bir kısmı kromozomlara ulaşır ve

sentromerlere bağlanırlar

METAFAZ SAFHASI

• İğ ve aster iplikleri tam olarak şekillenmiştir.

• Bütün kromozomlar çekirdeğin ortasında bir düzleme yerleşmiştir.

• İğ İplikleri kromozomların sentromerlerine tutunmuş durumdadadır.

ANAFAZ SAFHASI

• Kardeş kromatitler birbirinden ayrılmaya başlar.

• İğ iplikleri kromozomları kutuplara doğru çekmeye devam eder.

• İğ iplikleri giderek kısalır TELOFAZ SAFHASI

• Profazın tersi olan safhadır. Kutuplara gelen kromozomlar yavaş yavaş çözülmeye başlar. Nukleus kılıfı oluşur.

• Nukleolus belirginleşir. Ve sonuçta çekirdek tamamlanmış olur.

• Çekidek bölünmesinden sonra sitoplazma bölünmesi (Sitokinez ) meydana gelir.

• Sitokinezle bölünme tamamlanmış olur ve iki oğul hücre

meydana gelir

  MAYOZ BÖLÜNME

• Eşey hücrelerinde meydana gelen bölünme şekline mayoz bölünme denir.

• Hücrelerdeki kromozom sayısı bu bölünmeyle yarıya indirgenir.

• Eşey organlarında Mayoz I ve Mayoz II olmak üzere iki bölünme gerçekleşir.

• Mitozdaki gibi mayoz bölünmelerin profaz, metafaz, anafaz ve telofaz safhaları vardır.

MAYOZ I BÖLÜNME

• Mayoz I’in Profaz Safhası

• Bu safhada kromozom sayısı diploidtir (2n) ve safha uzun sürer.

• Çünkü, bu safhada kromozomlar arasında sinaps

dediğimiz kompleksler meydana gelir ve parça alış verişi gerçekleşir.

• Kromozomlar arasındaki bu yapıya tetrat adı verilir .

• Mayoz I’in Metafaz Safhası

• Bu safhada tetratlar, hücrenin ortasına yerleşir.

• Kromozomların kardeş kromatitleri

sentromerlerinden iğ ipliklerine tutunurlar.

• Tetratı oluşturan homolog kromozomların her biri sentromerlerinden iğ iplikleri ile kutuplara doğru çekilir.

• Mayoz I’in Anafaz Safhası

• Kromozomlar, tıpkı mitozdaki gibi kutuplara doğru hareket eder.

• Mitozdan farklı olarak, burada kardeş kromatitler çift teşkil etmiştir.

• Mayoz I’in Telofaz Safhası ve Sitokinez

• Kromozomlar kutuplara yerleşmiştir ve

çekirdek zarı oluşmuştur. Sitokinezle iki oğul

hücre meydana gelir.

 Yalnız dişi eşey hücrelerinin sitoplazması eşit olarak bölünmediği için oğul

hücrelerden biri tam bir hücreyi oluşturur.

 Diğer oğul hücre yeterli sitoplazmaya sahip olmadığı için verimsizdir ve kutup hücresi olarak adlandırılır.

 Bu hücre bir daha bölünmez. Oğul

hücrelerin kromozom sayısı haploidtir, yani

yarıya indirgenmiştir.

MAYOZ II BÖLÜNME

• Mayoz II’nin Profaz Safhası: Bu safhada

kromozom sayısı haploidtir (n). Birinci mayozdaki gibi kromozom sayısı iki katına çıkarılmamıştır.

Kromozomlar çift kromatitler halindedir.

• Mayoz II’nin Metafaz Safhası: Bu safhada kromozomlar, kromatit çiftleri halinde hücrenin ortasına yerleşir ve iğ ipliklerine tutunup

kutuplara doğru yavaş yavaş çekilirler.

• Mayoz II’nin Anafaz Safhası: Kromozomlar,

kutuplara doğru hareket eder. Kardeş kromatitler

tek haldedir.

 1- Audesirk, T. and Audesirk, G. (1999) Biology, Life on Earth. Fifth Edition. Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey.

 2- Campbell, N.A. & Reece, J.B. Biyoloji. Altıncı baskıdan çeviri. Çeviri editörleri: Prof. Dr. Ertunç GÜNDÜZ, Prof. Dr. Ali DEMİRSOY, Prof. Dr. İsmail TÜRKAN, Palme Yayıncılık, 2006.

 3- Hücre Biyolojisi, Sevinç KAROL, Cevat AYVALI, Zekiye SULUDERE. 4.Baskı, 2000, Öğün. Matbaacılık.

 4- Sitoloji, M.Turan AKAY, Palme Yayıncılık, 2002.