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).

Tıbbi Biyoloji Anabilim Dalı HÜCRE ORGANELLERİ-3 NÜKLEUS Prof.Dr. Davut ALPTEKİN Ç.Ü. Tıp Fakültesi Tıbbi Biyoloji Anabilim Dalı ADANA

ÇEKİRDEK (NÜKLEUS) Robert Brown tarafından 1831 yılında keşfedilen nükleus hücrenin morfolojik ve biyolojik bakımdan kontrol merkezidir. Hücrenin yaşamı ile ilgili olan ve genetik faktörleri ihtiva eden nükleus, farklı hücrelerde değişik şekiller gösterdiği gibi genellikle bulunduğu hücrenin şekline uyar. Nükleussuz bir hücre canlılığını sürdüremez. Büyüklüğü hücreden hücreye değişir. Az sitoplazmalı bir hücrede küçük, bol sitoplazmalı bir hücrede büyüktür. İnsanda en büyük nükleus 25-40 mikron çapında olup olgun yumurta hücresinde bulunur.

Genellikle her hücrede tek olarak bulunur Genellikle her hücrede tek olarak bulunur. Ancak karaciğer hücrelerinde, böbrek üstü bezinin korteks hücrelerinde, testisdeki testosteron salgılayan leyding hücrelerinde birden çok çekirdek olabilir. Kemik hücrelerinden osteoklastlarda ise 5-10 tane olabilir (polikaryotik hücre). Çizgili kas hücreleri çekirdek bölünmesinden sonra gerçekleşen sitoplazma bölünmesinin hemen ardından yan yana gelen hücre zarları eridiği için bol nükleuslu gözükür. Tek hücreli canlılardan paremesyum, vorticella gibi canlılarda ise makro ve mikro nükleus vardır.

Nükleusta dinlenme halinde iken 4 bölge ayırt edilir Nükleusta dinlenme halinde iken 4 bölge ayırt edilir. Bunlar; Nükleus zarı, Nükleus Plazması, Kromozomlar ve Nükleolusdur.

Nükleus Zarı (Nükleer Zarf): Nükleus çift katlı bir zar ile çevrilidir. Dış zar ER’un devamıdır. Dış zar üzerinde ribozomlar bulunur. İç zar ise düz olup üzerinde laminleri bulundurur. İki zar arasında 40-70nm kadar boşluklar bulunur. Nükleus zarında 85-100 A° arasında değişen nükleer por kompleksi vardır. (1 Ao santimetrenin yüz milyonda biridir. 0,1 nanometre veya 100 pikometredir.) Porlar iki tabaka arasında birleşerek sitoplazmadan nükleus içerisine kanal sistemini oluşturur. Porlardan gerekli maddelerin (protein, RNA, vb) nükleusa girip çıkmasını sağlar. Porların sayısı çok değişiktir. Bir nükleusta 10.000 tane olabilir. Nükleus sıvısı ile sitoplazma bu porlar aracılığı ile madde alışverişi yapar.

Nükleer Por Kompleksi Küçük polar moleküller, iyonlar, RNA, ribozomların alt üniteleri buradan sitoplazmaya geçerler. Nükleusda kullanılacak proteinler, kromozom yapısındaki histon, non histon proteinler, ribozomları oluşturacak proteinler porlardan girer. Por kompleksi kanalları sucul olup küçük moleküller pasif difüzyon ile, makromoleküller ise seçilerek veya enerji harçayarak girerler.

Nükleer por kompleksi proteinleri 8 alt birimden oluşur.

Nükleusa girecek proteinler nükleusa yerleştirme sinyali (NLS: Nükleer Lokalizasyon Sinyali) içerir. Bu dizi porlardaki transport reseptörleri tarafından tanınır ve protein nükleus içerisine alınır. Mekik proteinleri nükleus içerisine girer çıkar. RNA ve diğer proteinlerin taşınmasına yardımcı olur. Nükleusdan çıkacak proteinler ise nükleus ihraç sinyali içerir. Bununla çıkar.

Nükleoplazma (Karyoplazma) ve Nükleer Kalıtım Materyali Nükleus zarının içinde çekirdek ile kromozomlar arasını dolduran homojen bir sıvıdır. Tespit edilip boyanmış hücrelerde karyoplazma içerisinde nükleus iskeleti, nükleus sıvısı ve çekirdekçik yapıları ayırt edilir. Nükleus sıvısı nükleus iskeletinin arasındaki boşlukları doldurur. Nükleus iskeletini linin ve kromatin oluşturur. İnterfaz evresinde kalıtım materyali heterokromatin ve ökromatin yapısındadır. Ökromatin üzerinden transkripsiyon oluşur.

Kromozom: Hücrenin interfaz evresinde hematoksilen gibi bazik boyalarla boyanan tanecikler kromozomlardır. Kromozomlar esasen DNA’dan oluştuğu için interfazda iplikçik halindedir. DNA tek başına olmayıp proteinlere, özellikle histonlara bağlıdır. İnterfaz evresinde ip yumağı halinde görülen bu yapı için kromatin ipliği tabiri de kullanılır. Bölünme sırasında spiralleşip kalınlaşarak kromozomları oluşturur.

Nukleusda; canlının genetik materyalini oluşturan kromozomlar; DNA ve histon tipi proteinlerden oluşur. Ayrıca RNA ile histon olmayan başka proteinlerde vardır. Bu 4 çeşit madde belirli oranlarda birleşerek nükleoprotein zincirini meydana getirir. RNA ve Histon olmayan proteinlerin miktarı hücrenin özelliğine göre değişir. DNA ile Histonlar miktar olarak organizmanın bütün hücrelerinde aynıdır. Yalnız yumurta ve sperm hücrelerinde vücut hücresindekinin yarısı kadardır.

Nükleolus (Çekirdekçik): Nükleus içinde bir veya birkaç tanedir. Etrafında zarı yoktur. Nükleolus rRNA’ların alt ünitelerini (5.8S,18S, 28S) oluşturan akrosentrik kromozomların; yani 13,14,15, 21 ve 22. kromozomların kısa kollarında bulunan satellit ve satellit sapı (NOR) bir araya gelerek nükleolusu oluşturur. 5 S’lik rRNA ise 1. kromozom üzerinden transkribe edilir ve sonra nükleolusa gelir. Bu kromozom nükleolus oluşumuna katılmaz. Sadece istirahat halindeki (interfaz evresinde) hücrelerin çekirdeğinde görülür.

Nükleolusun yapısında rRNA ve protein vardır Nükleolusun yapısında rRNA ve protein vardır. rRNA burada transkribe olur, proteinler ise ER’da sentez edilip porları geçerek nükleolusda rRNA ile birleşir ve 18 S’lik alt ünite ile protein birleşerek ribozomun küçük ünitesini oluşturur. 5.8 S, 28 S ve 5 S’lik alt ünitelerde proteinlerle birleşerek büyük alt üniteyi oluşturur. Alt üniteler ayrı ayrı porlardan çıkarak sitoplazmada birleşir ve ribozomlar oluşur. Nükleoluslar aktif hücrelerde örneğin beyin ve sentez yapan hücrelerde iyi görülürler. Nükleoluslar X ışını veya UV ışınla tahrip edilir veya hücreden çıkarılırsa hücre bölünemez ve sonra ölür.