Dr. HATİCE MUTLU EYİSON
Hücrenin Komponentleri
1922 yıllarında E.B. Wilson, o tarihe kadar ışık mikroskobu ile elde edilen bilgiyi kapsayan bir hücre resmi çizmiştir.
Bu hücre, genel olarak bir çekirdek zarı ile çevrili bir çekirdek ve bunu çevreleyen sitoplâzma kitlesinden oluşmaktaydı.
Sitoplâzma içinde o zamanki terimleri ile Golgi
cihazı, sentrozom, ve mitokondriyon denilen organellerin varlığı öğrenilmişti.
Hücre zarını görmek mümkün olmadığı için hücrenin
çevresinde bir zar bulunduğu işaretlenmiyordu.
Sitoplazma Sentrozom Kromatin
Çekirdekçik (Nukleolus) Çekirdek (Nukleus)
Kromosentrum Çekirdek zarı Vakuol
Mitokondri
Wilson’un klasikleşmiş hücre şeması.
• 1930 yılında elektron
mikroskobu icat edilmiştir.
• Hücre konusunda daha detaylı
incelemeler
yapılmıştır.
Bu yeni hücre modellerinde hücre zarı, endoplâzmik retikulum, lizozom ve ribozom gibi organeller
eklenmiştir.
Yeryüzünde bulunan bütün canlılar bu tipik hücre
yapısına kıyasla çekirdek kapsayıp kapsamadıklarına göre iki büyük gruba ayrılırlar.
İlkel olan birinci grup canlılara Prokaryota (Y. pros: ilk;
karyon: çekirdek) denir.
Bunlar tek bir hücreden yapılmıştır. Çekirdekleri yok
olarak kabul edilen bu hücreler tipik hücreler değildir.
Diğer canlılar ise bir veya birden çok sayıda hücreden yapılmıştır. Bu canlıların hepsi Eukaryota (Y. eu: iyi;
karyon: çekirdek) adı altında toplanırlar ve çekirdekli tipik hücrelerden oluşur.
Illinois Üniversitesinden Carl Woese ve arkadaşları, 1970 lerde,
16S rRNA yapıları,
hücre duvar yapısı,
zar lipit kompozisyonu,
kromozom ve gen yapıları gibi
bazı moleküler özellikleri açısından normal bakterilerden farklı olduklarını ileri sürdükleri bir grup organizmayı
Arkebakteriler (Archaebacteria) olarak adlandırdılar. Daha sonraları bu gruba kısaca Arke (Archaea) adı verilmiştir.
Araştırıcılar buna dayalı olarak canlılar alemini
Bakteriler (Bakterya, Eubacteria),
Arkeler (Archaea) ve
Ökaryotlar (Ökarya, Eukaryota)
olarak üçe ayırmaktadır.
Arkelerin hücre zarlarındaki lipitler bakteriler ve ökaryot zarlarındaki gibi yağ asidi içermez, hidrokarbonlardan oluşur (İzoprenoid hidrokarbonlar). Bakteri ve
ökaryotların zar lipitlerinde yağ asitleri gliserole ester bağları ile bağlıdır.
Arkelerde ise hidrokarbonlar gliserole eter bağlarıyla
bağlıdır. Ayrıca bakteri ve ökaryot hücrelerin zarlarında yağ asidi zincirleri dallanmamıştır, arke zarlarındaki
hidrokarbonlar ise dallıdır. Thermoplasma sp. gibi bazı arkelerde hücre duvarı bulunmayabilir.
Arkelerin de bakteriler gibi gram negatif ve gram pozitif
olan türleri vardır.
Ökaryot hücre grubuna giren bitki hücreleri ile hayvan hücrelerini birbirinden ayıran birkaç fark vardır.
Bitki hücresinde plâzma zarının dışında kalan bir hücre duvarı bulunur.
Ayrıca bitki hücrelerinde plâstidler denilen bir çeşit organel bulunur. Plâstidler, çeşitli maddelerin sentezi ve biriktirilmesi ile ilgilidirler.
Plâstidlerin en önemlisi kloroplâstlar'dır. Kloroplâstlarla mitokondriler bitki hücrelerinin enerji
transformasyonlarına giren biyokimya makineleridir.
Kloroplâstlar güneş ışığında bulunan elektromanyetik enerjiyi kimyasal enerjiye çevirirler. Bu olaya
fotosentez denir.
Bir hayvan hücresi
Bir bitki hücresi
Prokaryot Hücreler
Prokaryot hücreler tipik olmayan hücrelerdir.
Bunlar en küçük ve en ilkel yapılı canlı şekilleridir.
Ortak özellikleri zarla çevrili bir çekirdeğe sahip olmamalarıdır.
Genel olarak çekirdeksiz diye tanımlanan prokaryot
hücrelerde çekirdek materyali protoplâzma ile karışmış olup doğrudan protoplâzma ile temas halinde bulunur.
Yeryüzünde bulunan prokaryot canlılar viroidler, virüsler, mikoplâzmalar, bakteriler ve
siyanobakteriler (mavi-yeşil algler)'dir.
Birçok prokaryot hücre 10 mikrondur. Fakat Mavi-yeşil algler 60 mikrona kadar ulaşır.
Genellikle hastalık yapan ajanlar olan viroidler, virüsler, bakteriler ile ökaryotların ortak özelliği nükleik asit
taşımalarıdır.
Prokaryot Hücre
Nükleoid Sitoplazma
Kapsül Hücre duvarı
Hücre zarı Ribozomlar
Pili
Kamçı
Viroidler en basit organizmalardır.
Virüslerden daha basittirler.
Bitki hücrelerinde hastalık yaparlar.
Dört yüz kadar nükleotidden oluşan tek bir RNA molekülünden ibarettirler.
RNA'yı çevreleyen bir protein örtüye sahip değillerdir.
Örnek olarak patateste hastalık yapan viroidin
nükleotid dizisi 359 nükleotidden yapılmış çıplak bir
RNA' dır.
Patateste yaşayan halkasal ve düz iplik şeklinde bulunan bir viroid.
(Potato Spindle Tuber Viroid) (Nükleik asit yayma tekniğiyle hazırlanmış platinle metal gölgelemesi yapılmıştır, TEM). x350,000. http://emu.arsusda.gov/ typesof/pages/viroid.html
Tam bir hücre bile olmayan virüsler 19. yüzyılın sonunda keşfedilmiş en küçük canlı varlıklardandır.
Ancak elektron mikroskobu ile görülebilir ve incelenebilirler.
Büyüklükleri 30-300 nanometre arasında değişen virüsler porselen filtrelerin deliklerinden geçebilir.
Canlı organizmaların özelliklerine sahip olan virüsler her ne kadar üreme, kalıtım, mutasyon gibi aktiviteler
gösterirlerse de bu faaliyetlerin yapılabilmesi için virüsün mutlaka bir konak hücre içinde bulunması gerekir.
Bu sebeple parazit olarak kabul edilirler.
Her virüs çeşidi belli bir canlının belli hücrelerinde yaşar.
Tütün mozayik virüsünce enfekte olmuş tütün yaprakları.
(Fotoğraf H. D. Shew, Compendium of Tobacco Diseases)
Bakterilerin içinde yaşayan virüslere
bakteriyofaj (faj) (Y. phagein: yemek) denir.
Bakteriofajların kendilerini bakteriye
tutturdukları bir kuyruğu vardır. Bu kuyrukla bakteriye tutunan faj, kuyruğunu dışarıda bırakarak bakteriye girer.
Faj bakterinin genetik materyalini, kendi protein ve nükleik asitlerini kopyalamak üzere kullanır.
Bakteri içinde yapısal proteinlerin
sentezlenmesi ile yedi dakikada fajın kısımları
biraraya gelebilir.
Bakteriyofaj
Kuyruk protein örtüsü İç Proteinler
Baş kısmında Proteinler
Boyun
Uç plak (Kaide safihası)
Kuyruk telleri Kapsit
Baş
Boyun
Kuyruk
Virüsler bir nükleik asitle bunun çevresini saran ve kapsit denen protein bir kılıftan oluşur.
Kapsit, kapsomer denilen proten birimlerinden yapılmıştır.
Kapsomerlerin dizilişi geometrik bir simetri
gösterir.
Mikoplâzmalar da ışık mikroskobu ile görülemeyecek kadar küçüktürler. Büyüklükleri 0.1- 0.25 arasındadır.
Orta boy bir bakteriden bin kere, ökaryot bir hücreden milyon kere küçüktür.
Çok ilkel yapılı tek hücreli varlıklardır.
Bir zarla çevrili olan bir sitoplâzma kütlesinden oluşurlar.
Sitoplâzma içinde bir organel ayırt edilememiş olmakla beraber hayatsal faaliyetlerin yürütülmesinde görev alan enzimler, DNA, RNA ve ribozomlar bulunmaktadır.
Hücre zarı Ribozom DNA
Mikoplazma şeması
Bakteriler yukarıdaki iki organizasyon kademesinden daha ileri bir yapılıştadır.
Çekirdek zarı bulunmaz. Fakat DNA’ dan yapılmış bir kromozomları vardır.
Sitoplâzmalarında dağınık olarak ribozom granülleri bulunmakla beraber tipik hücrelerde bulunan birçok temel organellerden yoksundurlar.
Örnek olarak endoplâzmik retikulum ve mitokondri bulunmaz.
Solunum olayına giren enzimlere sahiptirler.
Ayrıca pigmentler, küçük vaküoller görülebilir.
Bakterilerin de çoğu parazittir. Başka organizmaların çeşitli dokularına yerleşerek hastalıklara sebep olurlar.
Faydalı olan bakteriler de vardır (azot bakterileri gibi)
Çeşitli canlı yapılarının büyüklüklerinin karşılaştırılması.
Copyright 2004 Pearson Education Inc., Publishing as Benjamin Cummings.
Eritrosit zarı 10nm
Bir bakteri şeması
Mavi-yeşil algler denen siyanobakteriler fotosentez yapan prokaryotlardır. Tek tek hücreler yığınlar veya
koloniler halinde yaşarlar veya uzun zincirler meydana getirirler.
Hareket için kamçıları yoktur. Hücre yüzeyinden salınan jelâtinimsi bir tabaka üzerinde kayarak hareket ederler.
Fotosentez yapan lâmeller üzerinde fikobilozom denilen pigment granülleri yer alır.
İçlerinde çeşitli, zarla çevrili inklüzyonlar vardır. Meselâ gaz vaküolleri suda yaşayan siyanobakteriler için suda durmayı sağlayan önemli bir organeldir.
Hücre duvarı ve hücre zarı vardır.
DNA’dan yapılmış bir kromozomları (nükleoid) bulunmaktadır.
Bir siyanobakteri şeması.
Ökaryot Hücreler
Ökaryot hücreler bir çekirdek kılıfı ile çevrilmiş bir çekirdek ile sitoplâzmadan oluşur ve dış taraftan bir hücre zarı ile çevrilmiştir.
Çekirdekli hücreler üstlenecekleri özel görevlere
göre farklılaşarak özel şekiller alırlar ve buna uygun olarak da yapılarında farklar görülür.
Ökaryot hücreler, kas ve sinir hücreleri gibi, çok farklılaşabilirler veya üreme hücreleri, embriyonik blastomerler gibi çok az farklılaşırlar.
Bazı epitel ve bağ dokusu hücreleri gibi oldukça basit olurlar.
Bununla beraber, bütün bu hücreler bazı ortak
yapılara ve özelliklere sahiptirler.
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.
