Hücre ve Alt Birimleri Arasındaki İlişkiler

Prokaryot ve Ökaryot Hücrelerde Bulunan Ortak Yapılar

► Hücre zarı

► Sitoplazma

► Kalıtım materyali (DNA, RNA)

► Ribozom organeli

Hücreler yapılarına göre;

1. Prokaryot ve

2. Ökaryot olmak üzere iki grupta incelenirler.

1. Prokaryot Hücre

► Zarla çevrili çekirdek ve zarlı organelleri bulunmayan hücrelerdir.

► Prokaryotik canlıların hepsi bir hücrelidir. Bakteriler, siyanobakteriler ve arkeler prokaryot hücre yapısına sahiptir.

► Prokaryot hücrelerin en belirgin özelliği, zarla çevrili bir çekirdek yapılarının olmamasıdır.

► Zarlı organeller de bulunmaz. Organel olarak sadece ribozom bulundururlar. Ribozom zarsız bir organeldir. Protein sentezinde görev alır.

► Kalıtım materyali (DNA) sitoplazma içerisinde dağınık olarak bulunur.

► Bu canlılardaki bütün metabolizma olayları, sitoplazma ve hücre zarındaki yapılarda gerçekleşir.

► Kemosentez olayını sadece prokaryotik canlılardan bazı bakteriler ve arkeler gerçekleştirir.

Prokaryot Hücrelerde Bulunan Yapılar

♦ Hücre zarı

♦ Sitoplazma

♦ DNA ve RNA

♦ Ribozom

2. Ökaryot Hücre

► Çekirdek zarı ve zarlı organelleri bulunan gelişmiş hücrelerdir.  Zarsız organellere de sahiptirler.

► Ökaryot hücreye sahip canlılar tek hücreli ya da çok hücreli olabilirler.

► Kalıtım materyali (DNA) çekirdekte bulunur.

► Örnek canlılar; Protistler, mantarlar, bitkiler, hayvanlardır.

Ökaryot Hücrelerde Bulunan Yapılar

♦ Hücre zarı

♦ Sitoplazma

♦ DNA ve RNA

♦ Ribozom

♦ Çekirdek, çekirdekçik

♦ Diğer zarlı ve zarsız organeller (Mitokondri, golgi, lizozom, sentrozom, koful, endoplazmik retikulum, peroksizom vb.)

Prokaryot ve Ökaryot Hücrelerde Bulunan Ortak Yapılar

► Hücre zarı

► Sitoplazma

► Kalıtım materyali (DNA, RNA)

► Ribozom organeli

Ökaryot Bir Hücrenin Kısımları

► Prokaryot hücreler; tüm yaşamsal faaliyetlerini sitoplazmada veya hücre zarındaki yapılarda gerçekleştirirler.

► Ökaryot hücrelerde ise bu yaşamsal faaliyetler hücre zarı, sitoplazma, ve organellerde gerçekleşir.

► Çok hücreli canlılarda hücrelerin sayı, şekil ve büyüklükleri farklılık gösterebilir. Ancak temel yapı ve özellikleri birbirine benzer.

► Ökaryot hücreler üç kısımdan oluşur. Bunlar;

1. Çekirdek (Nukleus)

2. Sitoplazma

3. Hücre Zarı

1. ÇEKİRDEK (Nukleus)

► Ökaryot hücrelerde gerçekleşen tüm metabolik faaliyetleri yöneten ve kontrol eden merkeze çekirdek denir.

► Çekirdek ökaryot hücrelerin üç temel yapısından biridir.

Çekirdeğin Görevleri

► Çekirdek canlıya ait kalıtsal bilgiyi depolar. (DNA ve Genler burada bulunur)

► Hücrenin büyüme, onarım, bölünme, protein sentezi vb. yaşamsal faaliyetlerini yönetir ve kontrol eder.

► Hücreye bölünme emrini verir. Bölünme ile oluşan yavru hücrelere kalıtsal bilginin aktarılmasını sağlar. Bunun için bölünme öncesi, taşıdığı DNA kendini eşleyerek kalıtsal bilgiyi iki katına çıkarır.

► Hücrelerde genelde tek çekirdek bulunur. Ancak paramesyum, bazı mantar hücreleri, insanların karaciğer ve çizgili kas hücreleri birden fazla çekirdek taşıyabilir.

► Bir hücredeki çekirdek sayısı ve çekirdeğin büyüklüğü hücreden hücreye değişebilir.

► Hücre bölünmesi sırasında çekirdek bölünür, sitoplazma bölünmez ise hücre çok çekirdekli olur.

► Bazı hücrelerde hücre yaşamının erken evrelerinde çekirdek bulunurken sonradan kaybolur. Örneğin; memelilerin olgun alyuvar hücreleri kırmızı kemik iliğinde ilk oluştukları zaman çekirdeklidirler. Bu hücreler kana geçmeden önce çekirdeğini ve tüm organellerini kaybeder.

► Çekirdeksiz hücrelerin yaşam ömrü kısadır. Ancak sinir hücresi gibi bazı hücrelerde çekirdek hücrenin yıllarca yaşamasına katkı sağlar.

Hücre Çekirdeğinin Kısımları

► Hücre çekirdeği dört kısımdan oluşur.

1. Çekirdek zarı

2. Çekirdek sıvısı

3. Çekirdekçik

4. Kromatin

1. Çekirdek Zarı

► Çekirdek zarı Endoplazmik Retikulum tarafından oluşturulur.

► Çekirdek sıvısı ile hücre sitoplazmasını birbirinden ayırır.

► Çekirdeğin etrafındaki zara çekirdek zarı denir ve bu zar çekirdek içindeki yapıları sitoplazmadan ayırır.

► Çekirdek zarı, çekirdeğe şekil verir.

► Çekirdek zarı hücre bölünmesi sırasında eriyip kaybolur ve bölünme tamamlandıktan sonra yeniden meydana gelir.

► Çekirdek zarı çift katlı bir zardır ve iki zar arasında bir boşluk vardır. Dış zar endoplazmik retikuluma bağlanmıştır.

► Çekirdek zarının dış yüzeyinde çok sayıda ribozom yer alır ve burada protein sentezi gerçekleşir.

► Çekirdek zarı üzerinde, por adı verilen geçitler yer alır. Bu geçitlerden çekirdekçikte üretilen ribozomların büyük ve küçük alt birimleri geçebilir. Bu porlar ayrıca çekirdek sıvısı ile sitoplazma arasında madde alışverişini sağlar.

2. Çekirdek Plazması (Sıvısı)

► Çekirdeğin içini dolduran yarı akışkan sıvıdır.

► Sitoplazma sıvısından daha yoğundur.

► İçeriğinde; %50 - 80 oranında su, %39 oranında protein, %10 oranında DNA, %1 oranında ise RNA'lar, nükleotitler, ATP, mineraller ve diğer maddeler bulunur.

► Kromatin yumağını ve çekirdekçiği bulunduran kısımdır.

► DNA'ların eşlenmesini sağlayan enzimler ile RNA'ların sentezini sağlayan enzimler çekirdek sıvısında yer alır.

► Sitoplazma sıvısından farkı: Çözünmüş madde miktarı daha fazla ve nükleik asitlerce daha zengindir.

3. Çekirdekçik

► Bölünme sürecinde olmayan hücrelerin çekirdeklerinde çekirdekçik adı verilen yapı görülebilir.

► Etrafında zar bulunmayan bir yapıdır. DNA, RNA ve proteinden oluşur. Kromatin yumağının aşırı yoğunlaştığı çekirdek bölümüdür.

► Çekirdekçikte rRNA'lar ile proteinler birleştirilerek ribozomların büyük ve küçük alt birimleri sentezlenir.

► Çekirdekçikte DNA tarafından sentezlenen rRNA sitoplazmadan gelen özel proteinlerle bir araya gelerek ribozom birimleri oluşturulur.

► Ribozom sayısı ve protein sentezi fazla olan hücrelerde çekirdekçik daha büyüktür ve sayısı fazladır. Yani çekirdekçiğin büyüklüğü ve sayısı hücreden hücreye değişebilir.

► Çekirdekçikte sentezlenen ribozom alt birimleri çekirdek zarındaki porlardan geçerek sitoplazmaya ulaşır.

► Hücre bölünmesinin Profaz evresinde eriyerek kaybolur, Telofaz evresinde yeniden sentezlenir.

4. Kalıtım Materyali (Kromatin)

► Ökaryot hücrelerin çekirdek DNA'sı özel proteinlerle (histon protein) sarılı halde bulunur.

► DNA ve proteinden oluşan bu genetik materyale Kromatin denir. Yani çekirdekteki genetik materyal kromatinler halinde bulunur.

► Hücre bölünmesi sırasında kromatindeki DNA eşlenerek yoğunlaşır, kısalıp kalınlaşır ve kromozomlara dönüşür.

► Kromatin; kromozomların dağınık ve uzun iplikçikler şeklindeki halidir.

► Eşlenmiş kromatinler kalıtsal bilginin yavru döllere aktarılmasını sağlar. Bu bilgiyi doğru aktarabilmek için kromozomlara dönüşür.

Kromozomların Özellikleri

► Kromozomların sayısı, şekli ve büyüklüğü türden türe farklılık gösterebilir. Aynı türün sağlıklı bireylerindeki kromozom sayısı aynıdır. Örneğin insan türünde 46 kromozom bulunur.

► Kromozom sayısının canlının gelişmişliği ile ilgisi yoktur.

► Kromozom sayısının vücut büyüklüğü ile ilgisi yoktur. (Örneğin insan 2n = 46, eğrelti otu 2n = 500 kromozomludur)

► Farklı türlerde kromozom sayısı aynı olabilir. örneğin; insan, kurt bağrı bitkisi ve moli balığında 2n = 46 kromozom bulunur.

► Kromozom içinde DNA ve genler bulunur.

► Nükleotitler bir araya gelerek geni, genler DNA'yı, DNA kromatini, kromatinler de kromozomu oluşturur.

► Prokaryot hücrelerin çekirdeği olmadığından, DNA'yı sitoplazmadan ayıran bir zar yoktur.

► Prokaryotlarda; DNA molekülü halkasal yapıda olup sitoplazmada belirli bir bölgede bulunur.

► Ökaryot bir canlı diploit ya da haploit kromozom takımına sahip olabilir.

Diploit Canlı (2n)

► Döllenme ile oluşan canlının ilk hücresi olan zigotta kromozomlar iki takım halinde bulunur.

► Bu takımlardan biri annenin yumurtası ile diğeri babanın spermi ile yavrunun ilk hücresi olan zigota geçer.

► (2n) ile gösterilir.

► (n = 23) + (n = 23) ⇒ 2n = 46 (zigot) 

    Yumurta     Sperm

► Diploit canlılarda her bir karakter (göz rengi, şaç rengi, kan grubu gibi) biri anneden diğeri babadan gelen bir çift genle belirlenir.

Haploit (Monoploit) Canlı (n)

► Hücrelerinde sadece bir takım kromozom setine sahip olan canlılardır.

► (n) ile gösterilir.

► Bu canlılarda her bir karakteri bir gen belirler. Örneğin; İnsandaki üreme hücreleri (yumurta ve sperm), erkek arı, bakteri ve arkeler.

Kromozom Çeşitleri

1. Vücut Kromozomları (Otozomlar)

► Canlı vücudunun yapısı ve özelliklerini belirleyen genleri, taşıyan kromozomlardır.

► İnsanda 2n = 46 kromozomun 44 tanesi otozom kromozomlardır.

2. Eşey Kromozomları (Gonozomlar)

► Diploit canlılarda 2 tane, haploit canlılarda tektir.

► Cinsiyeti belirlerler. Ancak vücut özelliklerini belirleyen genleri de taşırlar.

► İnsan için; dişilerde XX, erkeklerde XY gonozom kromozomlar bulunur.

İnsanda Kromozom Formülü

Dişide: 2n = 44 + XX, (Toplam 46)

Erkekte: 2n = 44 + XY (Toplam 46)

2. SİTOPLAZMA

► Prokaryot ve ökaryot hücrelerde ortak olan bir yapıdır.

► Ökaryot hücrelerde hücre zarı ile çekirdek zarı arasını dolduran sıvıdır.

► Prokaryotlarda ise çekirdek zarı bulunmadığından hücre içinin tamamını sitoplazma doldurur.

► Prokaryotlarda tüm yaşamsal olaylar sitoplazmada bulunan serbest enzimler tarafından yürütülür.

► Ökaryot hücrelerde ise metabolik olayların bir kısmı sitoplazmadaki serbest enzimlerle olurken bir kısmı da organeller tarafından yürütülür.

Sitoplazmanın Yapısı

► %70 - 90'ı sudur. Yarı akışkan sıvı taşır. İçerisinde organeller ve hücre iskeleti elemanları bulunur.

► Sitoplazma sıvısına Sitozol denir.

► Sitozol içerisinde; mineraller, gazlar, tuzlar, organik monomerler (karbonhidrat, yağ, enzim, hormon, vitamin, protein vb), boşaltım atıkları, ATP, nükleotitler ve RNA'lar bulunur.

► Sitoplazma sıvısı sürekli hareket halindedir. Bu hareket hücre içeriğinin homojen olmasını sağlar.

Sitoplazmanın Görevleri

► Yarı akışkan (kolloidal) ve ışığa geçirgen olan sitoplazmada canlılık olayları gerçekleşir.

► Canlı etkinliklerini organeller ve enzimler yürütür.

► Organeller arasında sıvısal etkileşim ortamı sağlar. Organellerin madde alışveriş