HÜCRE

Hücreler nasıl incelenir ? Mikroskoplar hücre dünyasına açılan pencerelerdir. Hücre ilk olarak 1665 de Robert Hook tarafından ışık mikroskobunda keşfedilmiştir.

1950 yıllardan sonra elektron mikroskobunun kullanıma girmesiyle birlikte hücre ince yapısı ortaya çıkarılmıştır. İki tip elektron mikroskobu vardır: TEM (transmisyon elektron mikroskobu) daha çok hücrenin ince iç yapısının incelenmesi için kullanılır. SEM (taramalı elektron mikroskobu) özellikle örnek yüzeyinin ayrıntılarıyla incelenmesi için kullanılır.

Hücre ve Canlı boyutları -3 1 milimetre(mm) = 10 m 1 mikrometre (um) = 10 mm. 1 nanometre(nm) = 10 um 1 Angstrom = 10 nm -3 -3

Hücre Görüşü Yaşayan bütün canlılar bir ya da birçok hücreden meydana gelmiştir. Yaşayan tüm canlıların temel ve organize olmuş yapı birimleridir. Hücreler kendilerinden bir önceki hücre tarafından oluşturulurlar.Genetik maddelerini (DNA) bir sonraki kuşağa bölünerek aktarırlar.

İnsan vücudu yaklaşık 10 trilyon hücreden meydana gelir. İnsan vücudundaki 200 farklı hücre çeşidi tek bir hücreden meydana gelmiştir.

Hücre Yapısında neler vardır ? 1. Su % 70-80 2. Protein % 10-20 a. Yapısal protein (kasların kontraktil mek.da görevli) b. Globüler protein (enzim işlevi görür) 3. İyonlar (K, Mg, P, HCl, Na, Cl, Ca) 4. Lipidler (fosfolipid, kolesterol, trigliserid) 5. Karbonhidratlar 7

Tüm canlılarda hücreler iki tipe ayrılır. Prokaryotik ve Eukaryotik. Prokaryotlar Zarla çevrili çekirdek ve birçok organeli bulunmayan hücrelerdir. Örnek Bakteri ve arkeler.

Ökaryot Gelişmiş yapılı canlıların hücre yapılarıdır. Protist, Mantar,Bitki ve hayvan hücreleri bu yapıya örnektirler. Zarla çevrili çekirdek ve organelleri vardır.

Neden organellere gereksinim duyulur ? Birincisi organeller özelleşmiş işlevleri gerçekleştirebilir. İkincisi zarla çevrelenmiş organeller hücrenin bir bölümünü diğer bölümlerinden ayıran bir bölme (konteynır) gibi iş görebilir. Üçüncüsü organellerin zarları kimyasal reaksiyonların oluşması için bir bölge sağlayabilir.

Konteynır (bölme) olarak Organeller İnsanoğlu tarafından geliştirilen hiçbir şey bir canlı hücre kadar karmaşık değildir. Hücrede aynı zamanda birbirinden farklı yüzlerce reaksiyon olabilir. Eğer hücre tüm kimyasalları aynı karışımda içerseydi yaşaması mümkün olmazdı. Zarla çevrilmiş organeller bu kimyasal reaksiyonların gerçekleşmesi için tek tek bölmeler gibi iş görür. Bu tip organele bir örnek lizozomdur. Bu yapı sindirim enzimlerini içerir. Eğer bu enzimler hücre içinde serbest bir şekilde yüzüyor olsaydı hücre ölürdü. 11

Bütün hücreler plazma zarı (hücre zarı) adı verilen bir zarla çevrilidir. Zarın iç kısmında organelleri içeren ve yarı-sıvı bir madde olan sitozol yer alır. Çekirdek ile plazma zarı arasında yer alan bölge sitoplazma olarak adlandırılır. 12

Hücre zarı Hücre zarı protoplazmayı kuşatan bir yapıdır. Bitki ve hayvan hücrelerinde bulunan bu zar canlı olup çok ince bir yapıya sahiptir 13

Hücre zarı Seçici geçirgen (selektif permeabl) yapıdadır Hücre zarından; - Küçük moleküller büyük moleküllere - Yağ çözücüler (alkol,aseton...) ve yağda çözünen maddeler (A,D,E,K vitaminleri) suda çözünenlere - Nötr atomlar iyonlara göre daha kolay geçer. 14

Hücre zarının görevleri Hücre içindeki sitoplazmayı hücre dışındaki dış ortamdan ayırır. Hücreleri diğerlerinden ayırır. Kimyasal reaksiyonların oluşabileceği belirgin bir yüzey oluşturur. Hücreye madde giriş-çıkışını düzenler. Yapısında bulunan proteinler hücreye yapısal destek sağlarlar. Bazı proteinler kimyasal reaksiyonları hızlandıracak enzim görevi yaparlar. Reseptör görevi yaparlar. Hücreye antijenik özellik kazandırırlar (hücrelerin birbirlerini tanımasını sağlarlar). 15

Hücre Zarı Proteinleri Zarın iç yüzeyindeki proteinler enzim görevi yaparken, zarın dış yüzeyindekiler reseptör görevi yaparlar. Zar proteinleri; İntegral Zar Proteinleri: lipid tabakayı ya boydan boya kateden (trans membran) veya lipid tabakaya dış ve iç yüzeyde hafif gömülü olarak bulunan proteinlerdir. Periferal Zar Proteinleri: globüler yapıdadırlar. Çift katlı fosfolipid tabakası ile direkt etkileşmezler. İntegral proteinlerin transmembran olanları ile etkileşerek hücreye bağlanırlar. 16

17

Hücre Zarında Lipidler Hücre membranında çift kat halinde bulunur. Lipidler kloroform gibi organik çözücülerde çözünen fakat suda çözünmeyen biyomoleküllerdir. Lipid tabakanın %24 ünü fosfolipid, %13 ünü kolesterol ve %3 ünü de diğer lipidler oluşturur. Lipid tabakanın hidrofilik ve hidrofobik uçlarının olması, membranda kendiliğinden çift tabaka oluşturmasına neden olmuştur. (amfipatik özellik) 18

Hücre Zarında Kolesterol Kolesterol oranı hücreden hücreye değişir, plazma zarının dış tarafına doğru daha boldur. Kolesterol molekülleri - yağ asitlerinin birbirlerine yaklaşmasını sağlayarak zarın dayanıklılığını artırır - suda çözünen küçük moleküllerin, yabancı partiküllerin lipid tabakadan geçişini azaltır veya önler. - lipid tabakanın daha az akıcı olmasını sağlar. 19

Hücre Zarında Karbonhidratlar Hücre zarının % 2-10'unu oluşturur. Fakat hücre zarında bulunan karbonhidratlar, hemen hemen her zaman proteinler ya da lipitlerle birleşik olarak -glikoproteinler veya glikolipitler şeklinde- bulunurlar. 20

HÜCRE ZARLARI ÜZERİNDEN TAŞINMA Basit transport Difüzyon Difüzyon maddelerin çok bulunduğu ortamdan az bulunduğu ortama doğru enerji harcanmaksızın kendiliğinden geçişmesi olayıdır. Pasif taşınma olarak adlandırılır.Cansız ortamlarda da gerçekleşir. Difüzyon ortamdaki madde yoğunluğu eşitleninceye kadar sürer. Basit ve kolaylaştırılmış olarak ikiye ayrılır. Basit difüzyon: Moleküllerin çok yoğun ortamdan az yoğun ortama doğru geçişleridir Kolaylaştırılmış difüzyon: mutlaka bir taşıyıcı kullanır, madde membranın her iki yönüne taşınabilir. Taşıyıcı aracılı difüzyondur.

Osmoz Su moleküllerinin çok yoğun ortamdan az yoğun ortama doğru seçici geçirgen bir zardan geçişleridir. Osmoz pasif bir taşıma şeklidir. 22

İzotonik ortam Hücre içi ve hücre dışı çözünen madde yoğunluğu birbirine eşit olduğu durumlardaki ortama izotonik ortam denir. Böyle ortamlarda hücreler esas şekillerini korurlar ve su geçişleri birbirlerine eşittir.

Hipertonik ortam Bir hücre kendi iç ortamında çözünen madde miktarından daha yoğun bir ortama Koyulursa (Hipertonik) hücre suyunu kaybederek büzülür.Bu olaya plazmoliz denir. Suyunu kaybetmiş bir hücrenin suyu emme kuvveti büyüktür.Bu kuvvet Osmotik basınç olarak adlandırılır.

Hipotonik ortam Bir hücre kendi içindeki çözünen madde yoğunluğundan daha az yoğu bir ortama Koyulursa (Hipotonik) hücre su alarak şişer. Bu olaya deplazmoliz denir.Suyun hücre zarına içten yaptığı basınca da Turgor basıncı adı verilir. Hayvan hücreleri hipotonik ortamlarda parçalanabilirken bitki hücrelerinde bulunan selüloz hücre duvarı bu basınca karşı koyabilir.

Aktif Transport Maddelerin az bulundukları ortamdan hücre tarafından enerji harcanarak çok bulundukları ortama doğru taşınmasına aktif taşıma denir. Hayvan hücrelerinde bulunan Sodyum potasyum pompası aktif taşımaya bir örnektir. Canlı hücreler hücre dışı iyonların yoğunluğu ile hücre içi iyonları yoğunluğu arasında bir fark oluşturur.Sinir hücreleri bu sayede impulsları iletirler.

Hücre dışında sodyum iyonu daha fazladır Hücre dışında sodyum iyonu daha fazladır. Hücre içinde ise potasyum iyonu fazladır. Canlı bir hücre sodyumu dışarı atabilmek için enerji harcamalıdır. Çünkü dış ortamda daha fazladır. Taşıma proteinine başlangıçta üç sodyum bağlanır ve ATP enerjisi kullanılarak hücre dışına atılır.Daha sonra kanal proteinine hücre dışından iki potasyum bağlanır ve hücre içine alınırlar.

Birlikte Taşınım Hücre dışına atılan sodyum iyonları hücre dışındaki glikozun hücre içine alınmasını sağlar.Bu olayı meydana getiren kanal proteini iki maddeyi de aynı anda taşıyabilir. Bu olay sırasında enerji harcanmaz. Glikozun hücre içine alınmasını sağlayan güç sodyumların hücre dışında fazla birikmesi ve kendili- ğinden bir difüzyon gücü oluşturmasıdır.

ENDOSİTOZ VE EKZOSİTOZ Hücre zarından geçemeyecek kadar büyük moleküllerin hücre içerisine alınmasına endositoz hücre dışarısına atılmasına ise ekzositoz denir. Endositoz iki yolla gerçekleşir.Büyük ve katı moleküllerin yalancı ayaklar yardımıyla sarılarak hücre içerisine alınmasına fagositoz denir. Büyük ve sıvı moleküllerin hücre zarında oluşan bir cep yardımıyla hücre içerisine alınmasına ise pinositoz denir. Bu olaylar sırasında enerji harcanır.

Maddelerin hücre dışarısına atılabilmesi için salgı granülleri hücre zarına yaklaşır ve onla birleşerek hücre dışına atılırlar. Enzimler , hormonlar ve atık maddeler daha çok bu yolla hücre dışına atılır.