Tıbbi Biyoloji Anabilim Dalı HÜCRE ORGANELLERİ-2 Prof.Dr. Davut ALPTEKİN Ç.Ü. Tıp Fakültesi Tıbbi Biyoloji Anabilim Dalı ADANA

PEROKSİZOMLAR

PEROKSİZOMLAR 0.5-1.5 büyüklüğünde yuvarlak görünüşlü, zarla çevrili yoğun bir matriksi olan küçücük cisimciklerdir. Tek hücrelilerde, mayalarda, bitkilerde ve hayvanlarda bulunur. Agranüler ER veya Golgi cisminden oluşur. Genellikle de mitokondri ve plastidlerin yanında yer alır. Morfolojik olarak lizozomlara benzese de içerdiği proteinler mitokondri ve plastidlerdeki proteinler gibi sitosoldeki serbest ribozomlardan sentezlenir.

Genomları olmamasına rağmen mitokondri ve plastitler gibi hücre de bölünerek çoğalır. Serbest ribozomlarda sentezlenen peroksizom proteinleri peroksizomlarda birikir ve büyümelerine neden olur. Büyüyen peroksizom bölünerek çoğalır. Uricase, D-amino oksidase ve Catalase enzimlerini içerir. Bunlardan Uricase ve D-Amino Oksidase hidrojen peroksit (H2O2)'in oluşumunu sağlarken Catalase enzimi ise oluşan hidrojen peroksit'in suya dönüşümünü sağlar. Yada başka bir organik maddeyi okside etmek için hidrojen peroksidi kullanır ve onu hücre için zararsız hale getirir.

Peroksizomlarda oksidasyon reaksiyonları ile aminoasitler, alkoller, ürik asit ve yağ asitleri yıkılır. Yağ asitlerinin yıkımı metabolik enerji kaynağı olarak önemlidir. Yağ asitleri hayvanlarda hem mitokondri hem de peroksizomlarda yıkılır. Maya ve bitkilerde ise sadece peroksizomlarda yıkılır. Hayvanlarda safra ve kolesterol hem agranüler ER’da hem de peroksizomlarda sentezlenir. Bu nedenle peroksizomlar karaciğer, böbrek ve kalp hücrelerinde iyi gelişmiştir. Yağlı bitki tohumlarında ise yağları karbonhidratlara çeviren glioksozom denen mikrozomlar vardır.

MİTOKONDRİ

Memeli eritrositi, bakteri ve mavi-yeşil algler hariç tüm bitki ve hayvan hücrelerinde bulunan ileri derecede organize olmuş hücre organelleridir. Hemen hemen bakteri büyüklüğündedir (0,5-3). Kelime anlamı ipliksel taneciktir (Mitoz: iplik-Kondriyon: tanecik). Bazıları ışık mikroskobunda görülebilecek kadar büyük olduğu gibi ancak EM’nda görülebilecek kadar küçük de olabilir. Sayısı ve şekli hücre tipine göre değişir. Protozoa'larda 500.000, Deniz kestanesi yumurta hücresinde 14-15.000 mitokondri sayılmıştır. Kalp kası hücrelerinde (500-100 adet), sperm hücresinin boyun bölgesinde (25 adet) fazla sayıda bulunurken yaşlı hücrelerde sayısı azalır.

Mitokondri zarları hücre zarları yapısında olup 1 çifttir Mitokondri zarları hücre zarları yapısında olup 1 çifttir. Dış zar düz ve esnek, iç zar matrikse doğru uzantılar yapmıştır. Bu uzantılara krista adı verilir. Mitokondriyonlarda biri iki zar arasında diğeri matriks denen iç kısımda olmak üzere iki kompartman vardır. Zarların kalınlığı 70-80 A° olup iki zar arası ise 40 A° kadardır. Zarlar semipermeabl'dir. İç zar ve kristalar üzerinde solunumla ilgili 70 çeşit enzim vardır. Elektron transfer enzimleri hücre solunumunda hidrojen iyonları ve elektron transferini gerçekleştirir.

Mitokondrinin kimyasal yapısında %60-65 protein, %35-40 lipit vardır Mitokondrinin kimyasal yapısında %60-65 protein, %35-40 lipit vardır. Kendi enzimlerinin sentezi için RNA ve değişik sayıda halkasal DNA vardır. Kendi ribozomları vardır. Hücre bölünürken yapısındaki DNA sayesinde bölünüp çoğalabilir ve eşitçe yeni hücrelere dağılır. Mitokondrinin kendi DNA ve enzimleri olması, kendi proteinlerinin büyük bir çoğunluğunu sentez etmesi nedeniyle Gram negatif bakterilere benzeyen ilkel bir canlı olduğu daha sonradan hücre içerisine uyum sağlayarak (endosimbiyont) yaşamına devam ettiği düşünülmektedir.

Mitokondride bulunan dış zarda porinler bulunurken iç zarda permeazlar, sitokromlar ve ATP sentetazlar bulunur. ATP sentetaz kuyruk kısmı ile iç zara gömülü olup granül kısmı toplu iğne başı gibi pozisyon almıştır. Bu duruma F0F1 kompleksi denir. ATP sentezinden sorumludur. Mitokondriyonların iç kompartmanı aerobik solunumun gerçekleştiği yerdir. Hücrenin enerji merkezi olan mitokondriyonlarda hücre metabolizması için gerekli enerjinin %95’i sağlanır.

Her mitokondride 2-10 adet sirküler DNA bulunur. 3 çeşitte RNA vardır Her mitokondride 2-10 adet sirküler DNA bulunur. 3 çeşitte RNA vardır. DNA’ları 16kb olup oksidadif fosforilasyon için gerekli 13 protein, 22 tRNA ve 2 rRNA kodlar. Mitokondrinin kodladığı protein kullandığı proteinin ancak %5-10’u kadarıdır. Geri kalanlar nükleer DNA tarafından kodlanır.

ÖZELLEŞMİŞ BİTKİ ORGANELLERİ Bitki hücrelerinde 3-7μ büyüklüğünde fotosentez yapmak ve nişasta depolamak üzere özelleşmiş özel organeller vardır ki bunlara plastitler denir. Hayvansal hücrelerde, bakterilerde, mavi-yeşil alglerde, mantarlarda yoktur. 1) Lökoplastlar (Amiloplastlar, Renksiz Plastitler) 2) Kromoplastlar 3) Kloroplastlar 1.Lökoplastlar: Bitkinin ışık almayan yerlerinde ve nükleus etrafında toplanırlar. Kök, gövde ve tohumlarda yaygın olarak bulunurlar. Nişasta depo ederler. Işık karşısında kloroplast haline geçebilirler. Ör. Patates ve yerelması yumruları.

2. Kromoplastlar: Çiçek, meyva ve çeşitli dokularda bulunur 2. Kromoplastlar: Çiçek, meyva ve çeşitli dokularda bulunur. Kırmızı, sarı, mavi, kahverengi, turuncu v.s renklerde olabilir. Yapısında karotin, ksantofil gibi pigmentler vardır. (Ör. domates, şeftali, havuç, pancarda bulunurlar). Böcekleri kendisine çekerek tozlaşmayı ve tohumları yaymayı sağlar.

3. Kloroplastlar: Bitkinin yeşil kısımlarında bulunur 3.Kloroplastlar: Bitkinin yeşil kısımlarında bulunur. Fotosentez yapmak üzere özelleşmiştir. Nişasta da depo eder. Fotosentez esnasında ışığı tutup kimyasal enerjiye çeviren klorofil-a ve b renk pigmentlerini ihtiva ederler.

Kloroplastlar oval veya disk şeklindedir Kloroplastlar oval veya disk şeklindedir. Rengi çoğunlukla klorofil pigmenti içermesi nedeniyle yeşil olmakla birlikte içerdiği pigment maddesine bağlı olarak değişebilir. Fotosentez yapmak üzere özelleşmiş olan kloroplast iki zardan yapılmıştır. İç zar grana denen üst üste dizilmiş plaklar şeklinde organize olmuştur. İç zar ve granumların yapısında bulunan fotosentetik pigmentler, enzimler ve diğer moleküller güneş enerjisinin tutulmasına ve ATP sentezine hizmet eder.

Kloroplastların iç zarı ve granumları arasındaki boşluğu yarı sıvı yoğunluktaki stroma maddesi doldurur. Fotosentez iç zarda ve granumlarda gerçekleşir. Stromada ise nişasta depo edilir. Kloroplastların mitokondri de olduğu gibi kendi DNA, RNA ve ribozomları bulunur. Bu nedenle ihtiyacı olan proteinlerin bir kısmını sentezleyebilir. Yine mitokondride olduğu gibi hücre içerisinde bağımsız olarak bölünüp çoğalabilir.

İç zar stromaya doğru üst üste dizili simit şeklinde tilakoid denen kesecikler oluşturur. Bu kesecikler granalardır. Stromada tek kalmış tilakoidler ise stroma tilakoidleridir. Bunlar granalar arsında ilişkiyi kurarlar. Tilakoid zarları üzerinde CF0CF1 kompleksi denen granüller vardır. Bu kompleks 9 polipeptitden meydana gelmiştir. Polipeptitlerin 5 tanesi (CF1 kompleksi) stromada ampul başı gibi olup yuvarlaktır. Diğer 4 tanesi (CF0 kompleksi) ise tilakoid zarı içerisine gömülüdür ve tilakoid lümenine kanal oluşturur. Bu komplekse ATP sentetaz denir, ATP bu kompleksde oluşur.

VAKUOLLER (KOFUL)

Olgun ve canlı bitki hücrelerinin orta kısmında içi sıvı dolu bir organel olup merkezi vokuol olarak adlandırılır. Merkezi vokuol; ER ve golgi cisimciğinden, nukleus dış zarından meydana gelebilir. Genç hücrelerde küçük veziküllerin birleşmesiyle de oluşabilir. Vakuol sıvısı=tonoplazma, zarı=tonoplast’dır. Hücrenin %80-90’ını kapsar. Metabolik artıklarının (şekerler ve amino asitler), kristaller, tanen, tartarik ve malik asit, mireraller, pigment, protein ve yağlı maddelerin depolandığı yerdir. Hücrenin büyümesine ve yüzeyinin genişlemesine yardımcı olur (Turgor basıncı).

Hücrede su dengesini ayarlar Hücrede su dengesini ayarlar. Bitki susuz kaldığında ozmotik basınç ile sitosole su verir. Bitkinin canlı kalmasını sağlar. Maya ve bitki hücrelerinde atılması gereken maddeler vokuole taşınır. Burada hidrolitik enzimler vardır. Bu enzimler yabancı maddeleri parçalar ancak parçalanan maddeler burada depo edilir. Hayvan hücrelerinde küçük ve azdır. Yalnız tek hücreli hayvanlarda özelleşmiş vakuoller vardır. Bunlardan besin vakuolü besini sindirmek, kontraktil vakuolü vücut suyunu ayarlamak için özelleşmiştir (ör. paremesyum, amip).