Hücre Organelleri-Hücre Çeşitleri ve Metabolizma
HÜCRE ORGANELLERİ
Hücrede metabolik olayları gerçekleştiren özel yapılara organel denir.
1) Endoplâzmik retikulum:
Hücre zarı ile çekirdek arasında uzanan ve hücreyi ağ gibi kaplamış kanalcık sistemidir. Hayvan hücrelerine şekil verir. Hücre içinde madde taşınması ve depolanması görevini yapar.
Üzerinde ribozom olanlara granüllü, ribozom olmayanlara granülsüz E.R. adı verilir. Protein sentezinin çok olduğu hücrelerde granüllü, yağ sentezinin çok olduğu hücrelerde granülsüz E.R. fazla oranda bulunur. Ayrıca golgi ve lizozom organellerini oluşturabilirler. E.R. hücre bölünmesinden önce eriyerek kaybolur, sonra yeniden oluşur.
2) Golgi Cisimciği:
Granülsüz E.R.’den oluşur. Hücrelerin salgı ve paketlemesini sağlar. Salgı yapan hücrelerde bol bulunur. Örneğin; tükrük bezi ve süt bezlerinde olduğu gibi. Ribozomda sentezlenen proteinler önce E.R. ye, sonra golgiye geçerek paketlenir.
Hücre zarındaki glikolipid ve glikoproteinlere son şeklini verir. Hücre çeperinin yapısına katılan selülozu üretir. Lizozom organellerini oluşturur.
3) Lizozom:
Tek katlı zarla çevrilidir. içinde sindirim enzimleri bulunur. Endositozla alınan veya hücre içinde bulunan kompleks molekülleri sindirir.
Hücrede yaşlanmış organelleri ve zararlı maddeleri yok eder. Akyuvarlarda alınan mikropları parçalar.
Herhangi bir sebepten dolayı, lizozomun zarı yırtılırsa, hücrenin kendi kendini sindirmesine neden olur, buna otoliz denir. Dokulardaki yaşlı hücrelerin ortadan kalkması, çürümenin hızlanması, kurbağa embriyosunun kuyruğunun kopması, insan embriyosunun parmak arası perdelerin yırtılması otolizle gerçekleşir. Bitki hücrelerinde bulunan lizozomlara fitolizozom denir.
4) Ribozom:
Protein sentezinin gerçekleştiği yerdir. Çekirdekçikte üretilir. Protein sentezlediği için, bütün canlı hücrelerde bulunur.
Yapısında % 60 RNA ve % 40 protein bulunur. iki alt birimden oluşmuştur. Protein, enzim ve hormon sentezi olan hücrelerde çok bulunur. Protein sentezi hızlı olan hücrelerde yan yana dizilerek polizomları oluştururlar.
Bulunduğu yerler; Çekirdek dış zarı, Granüllü E.R. üzerinde, Mitokondri ve
Kloroplast sıvısında ve Sitoplâzmada serbest halde.
5) Sentrozom:
Hayvan hücrelerinde bulunur. Birbirine dik iki sentriolden oluşur. Hücre bölüneceği zaman kendini eşler. Zarsız olup etrafında yoğunlaşmış bir sıvı vardır. Her bir sentriol 3’er tüpten meydana gelen 9 protein lifinden oluşmuştur.
İnsanın çizgili kas hücrelerinde, nöron gövdesinde, olgun yumurta hücresinde bulunmaz.
Hayvan hücrelerinde kromozom takımlarının kutuplara çekilmesini sağlayan iğ ipliklerini oluşturur. Ayrıca sentrozom, sil ve kamçı oluşumunda görev alır.
6) Koful:
Tek hücrelilerde boşaltım organelidir. Çok hücrelilerde ise artık maddelerin, besinlerin veya fazla suyun depo edildiği yerdir. E.R.’den, golgiden, hücre zarı ve çekirdek zarından oluşabilir. Kofullar bitkilerde artık maddelerin depolanmasını ve turgor basıncının ayarlanmasında görev alır.
Tatlı suda yaşayan tek hücrelilerde bulunan kontraktil kofullar fazla suyu dışarı atar. Bu olayda enerji harcanır. Kofular görevlerine göre isimlendirilir; besin kofulu, sindirim kofulu, boşaltım kofulu ve depo koful.
Kofullar genç bitki hücrelerinde küçük, yaşlı hücrelerde ise büyük ve azdır. Hatta bazen hücrenin içini tamamen doldurabilir. Hayvan hücrelerinde ise kofullar az ve küçüktür.
7) Mitokondri:
Hücrede enerji (ATP) üretimini sağlayan merkezdir. Sayısı
hücrenin enerji ihtiyacına göre değişir. Çizgili kas, sinir, kalp ve karaciğer hücrelerinde mitokondri fazladır.
Dış zarı düzgün, iç zarı ise kıvrımlıdır. Yani, iç zarı matrix içine doğru uzamıştır, böylece yüzey arttırılmıştır. Bu uzantılara krista denir. Mitokondri içindeki sıvıya matrix denir.
Kendine ait DNA, RNA ve ribozomu vardır. Gerektiğinde çoğalabilir. iç zar üzerinde ETS taşır. Gerektiği zaman bölünebilir, büyüyebilir ve kendisi için gerekli bazı proteinleri sentezleyebilir.
O2’li solunum, hücre sitoplâzmasında başlayıp mitokondride devam etmekte ve açığa çıkan enerji ATP şeklinde depolanmaktadır.
NOT: Bakterilerde mesozom mitokondrinin görevini üstlenmiştir.
8) Plastitler:
Bitki hücrelerinde bulunan yapılardır. İçerisinde renk veren pigmentler bulunur. Üç çeşittir. Işık, kimyasal madde, sıcaklık ve pH etkisi ile birbirine dönüşebilirler.
Örneğin, Domates önce renksiz, sonra yeşil ve en son olarak kırmızı renge dönüşür. (Lökoplast Kloroplast Kromoplast)
a. Kloroplast:
Fotosentez olayının gerçekleştiği organeldir. En fazla, yaprağın mezofil tabakasında bulunur. Kendine ait DNA, RNA ve ribozomları vardır. Gerektiğinde hücre içinde çoğalabilirler.
Çift zarlıdır. içindeki lamelli yapılara grana denir. Burada fotosentezin ışıklı devre reaksiyonları gerçekleşir. Granaların arasını dolduran sıvıya da stroma denir. Karanlık devre reaksiyonları da burada gerçekleşir. Granaların lamelleri arasında ışığı soğuran ve yeşil rengi veren klorofil pigmenti bulunur. Klorofil ışık enerjisini emerek kimyasal enerjiye dönüştürür.
Fotosentezde görev alan ETS elemanları kloroplastın granasında bulunur.
Fotosentetik bakterilerde kloroplast olmadığı için, klorofil pigmenti sitoplâzma içinde tanecikler halinde bulunur.
b. Kromoplast:
Bitkilerde turuncu (karoten) , sarı (ksantofil), kırmızı (likopin) renkleri oluşturan pigmentleri taşır. Bitkilerdeki diğer birçok renk de koful özsuyunun asitlik ve bazlık (pH) durumuna göre renk değiştirebilen antokyan maddeleri tarafından oluşturulur.
Meyve ve çiçeklere renk verirler. Işık enerjisini absorbe edebilirler. Fakat bu enerjiyi kloroplastlara aktarırlar.
c. Lökoplast:
Renksizdir. Bitkinin ışık almayan bölgelerinde bulunur. Işık etkisi ile kloroplasta dönüşür. Genelde kök, gövde, meyve ve tohumlarda yoğun olarak bulunur. Nişasta, yağ ve protein depolar.
Hücre Çeşitleri
Ökaryot Hücre:
Ökaryotların tanımlayıcı özelliği genetik malzemelerinin zarla çevrili bir (veya birkaç)çekirdek içinde yer almasıdır. Bu nedenle kelime, Eski Yunanca eu, gerçek ve karyon, çekirdek sözcüklerinden türetilmiştir. Sıfat hali ökaryotiktir. Bakteri ve arkeler çekirdeksiz olduklarından beraberce prokaryot olarak adlandırılırlar (Eski Yunanca pro-, evvel ve karyon çekirdek sözcüklerinden). Çekirdeğin yanı sıra, ökaryotlarınmitokondri veya kloroplast gibi zarla çevrili çeşitli organelleri vardır, bu tür hücre içi karmaşık yapılar da prokaryotlarda bulunmaz.
Ökaryotların ortak bir atası olduğu için bir üst alem (domain) olarak tanımlanmışlardır. Üst alem sisteminde ökaryotların, prokaryotlara kıyasla, arkelerle daha çok ortak özellikleri vardır ve bu yüzden arkelerle beraber Neomura kladı içinde gruplandırılırlar.
Prokaryot Hücre:
Organeller ve karmaşık sitoplazma yapısı bu canlılarda bulunmaz. Mavi-yeşil algler çekirdeksiz hücrelerin en gelişmiş kolunu oluşturur. Hemen hemen hepsi kromozomolarak proteinle çevrilmiş çember şeklinde bir DNA zinciri içerirken, mitoz bölünme yapmazlar. Her hücrede haploit olan tek kromozom, açılarak bir hücrenin bir ucundan diğer ucuna hareket ederek kendini eşlediğinde, hücre bölünür. Evrim sürecinde, 2,5-3 milyar yıl önce, kese şeklindeki ilk hücrelerden evrimleştikleri düşünülmektedir.
Metabolizma:
Metabolizma, yapımyıkım (ya da özüştürme) canlıda yaşamın sürdürülmesi sırasında gerçekleşen tüm kimyasal tepkimelerdir.
Her organizma, büyüme, gelişme, ısı, hareket, üreme gibi yaşamsal etkinlikleri sürdürebilmek için dış çevreden bazı maddeler ve enerji almak zorundadır. Bu maddeler ve enerji, yaşamsal etkinliklerin sürdürülebilmesi için gereken organik moleküllerin sentezlenmesinde kullanılacaktır. Dış çevreden alınan organik ya da inorganik moleküller, ya önce parçalanarak, yıkıma uğratılarak ya da yıkıma gerek kalmadan gerekli moleküllerin sentezlenmesinde kullanılır.
Daha karmaşık yapıdaki molleküllerden oluşan maddelerin organizmada, daha basit yapılı moleküllere yıkımı süreçlerine metabolizmanın katabolizma süreçleri denilir. Daha basit yapıdaki molleküllerin, daha karmaşık yapıdaki molleküllerin sentezinde kullanılması ise anabolizma tepkimeleridir. Organizmada bir reaksiyonun başlangıç maddesinden ürüne dönüşmesi süresince meydana gelen kimyasal değişikliklere ara metabolizma, bu değişiklikler sırasında meydana gelen ara ürünlere metabolitler adı verilir.
Başlıca metabolizma reaksiyonları:
- Hidroliz reaksiyonları
- Kondensasyon reaksiyonları
- Oksidoredüksiyon (redoks) reaksiyonları
- Fosforilasyon reaksiyonları
- Transaminasyon reaksiyonları
- Transaçilasyon reaksiyonları
- Transmetilasyon reaksiyonları
- Transpeptidasyon reaksiyonları
- Karboksilasyon/dekarboksilasyon reaksiyonları
