Hücre ve Alt Birimleri

Prokaryot ve Ökaryot Hücre Yapısı

Canlıları oluşturan hücreler işlevsel olarak benzerlik gösterse de yapısal bazı farklılıklara sahiptir. Bilim insanları yapısal iki farklı hücre tipi belirlemiş, bunlara prokaryot ve ökaryot hücre adını vermiştir.

Ortak Özellikler: Bütün hücreler hücre zarı denen seçici geçirgen bir bariyerle çevrilidir. Hücre zarı, içinde hücre alt bileşenlerinin yer aldığı sitoplazma adı verilen yarı akışkan bir maddeyi çevreler. Yapısında genetik bilginin kodlu olduğu DNA'yı taşıyan kromozomlar ve genlerin verdiği talimatlara uygun olarak protein sentezleyen ribozomlar da bütün hücrelerde bulunur.

Farklılıklar:

• DNA'nın konumu: Ökaryot hücredeki DNA'nın çoğu, çift katlı zarla çevrili bir organel olan çekirdeğin içindedir. Prokaryotlarda ise sitoplazmanın daha yoğun bir bölgesi olan ve nükleoid adı verilen bölgede yoğunlaşmıştır.
• Kromozom yapısı: Ökaryotlarda çok sayıda iplik şeklinde doğrusal DNA bulunur ancak prokaryotlar halkasal DNA molekülü içerir.
• Organeller: Ökaryot hücrelerde mitokondri, endoplazmik retikulum, Golgi aygıtı, lizozom, peroksizom gibi zarla çevrili organeller vardır fakat prokaryot hücrelerde zarla çevrili organel yoktur.
• Boyut: Genel olarak ökaryot hücreler, prokaryot hücrelerden daha büyüktür.

Hücre Zarı

Hücre zarı, hücrenin dış sınırını oluşturan seçici geçirgen bir yapıdır. Besinlerin, oksijen ve karbondioksit gibi gazların, hücresel atıkların geçişine hücrenin gereksinimlerine göre izin verir.

Hücre zarının yapısı akıcı-mozaik zar modeli ile açıklanır. Bu modele göre zarın yapısında çift katman hâlinde dizilmiş fosfolipitler, bunlar arasına yerleşmiş kolesterol molekülleri ve proteinler bulunur. Bu yapı içinde fosfolipitler ve proteinler hareket edebildiği için hücre zarı akışkan görünümlüdür.

Sitoplazma: Hücre zarının çevrelediği sıvı ortamdır. Su, iyonlar, küçük moleküller ve makromoleküllerden oluşur. Jel görünümlü olan sitoplazma, hücre içindeki kimyasal reaksiyonların ve hücrenin yaşamsal aktivitelerinin çoğunun gerçekleştiği bölgedir.

Organeller

Çekirdek: Ökaryotik hücrelerde genetik materyali (DNA) çevreleyen ve büyüme, farklılaşma, bölünme, üreme gibi hücre aktivitelerini düzenleyen zarla kaplı özelleşmiş hücre organelidir. Yapısında çekirdek zarfı, çekirdek sıvısı ve çekirdekçik bulunur.

Endoplazmik Retikulum (ER): Biyolojik zarlardan oluşan ve hücre içinde protein sentezinden atık maddelerin uzaklaştırılmasına kadar çeşitli işlevlere sahip bir yapıdır. İki çeşidi vardır:

• Granüllü ER (GER): Dış yüzeyinde ribozomlar bulundurur. Protein sentezinde görevlidir.
• Düz ER (DER): Üzerinde ribozom bulundurmaz. Lipitlerin ve yağ yapılı hormonların üretilmesi, detoksifikasyon (toksik maddelerin uzaklaştırılması), kalsiyum iyonlarının depolanması gibi işlevleri yürütür.

Golgi Aygıtı: ER'de üretilen proteinlerin, lipitlerin ve diğer hücresel maddelerin işlenmesi, depolanması, dağıtılması gibi önemli görevleri yerine getirir.

Lizozomlar: Hücre içi sindirimin gerçekleşmesi için gereken enzimleri içeren zarla çevrili keseciklerdir. Hücre içindeki yabancı partikülleri, yaşlı organelleri ve hücresel atıkları sindirerek hücrenin sağlığını korur.

Peroksizomlar: Ökaryot yapılı bütün hücrelerde bulunan tek katlı zar yapısına sahip bir organeldir. Parçalanması zor bazı yağ asitlerinin ve amino asitlerin oksidasyonunda görev alır.

Mitokondri

Hücrelerde enerji üretiminden sorumlu ve metabolizmanın merkezi kabul edilen organeldir. Yapısında dış zar, iç zar, zarlar arası boşluk ve matriks bulunur. İç zar kıvrımlar yaparak yüzey alanını artırır. Kıvrımlı bu yapı krista olarak adlandırılır.

Mitokondrinin ana görevi ATP üretmektir. Programlı hücre ölümü (apoptoz) sürecinin başlatılmasında, hücre içi kalsiyum seviyesinin düzenlenmesinde ve ısı üretiminde de rol oynar. Kendi genetik materyallerine (halkasal DNA) sahiptir.

Plastitler

Bitki hücrelerinde ve bazı alglerde bulunur. Üç tip plastit vardır:

• Kloroplastlar: Bazı protistlerde ve bitkilerde çift katlı zarla çevrili organellerdir. Klorofil adı verilen pigmentleri içerir. Fotosentez yoluyla güneş enerjisini kullanarak glikoz sentezi yapar.
• Lökoplastlar: Bitki hücrelerinde depo olarak kullanılan plastit türleridir. Pigment içermedikleri için genellikle renksizdir. Yağ, nişasta, protein gibi maddelerin depolanması için kullanılır.
• Kromoplastlar: Bitki hücrelerinde yüksek miktarda ksantofil, beta-karoten, lutein, likopen gibi karotenoid pigmentleri içeren plastit türüdür. Meyve ve sebzelerin kırmızı, sarı ve turuncu görünmesini sağlar.