ORGANELLLER

HÜCRENİN KEŞFİ

17. Yüzyılın ortalarında İngiliz bilim insan  ROBERT HOOKE , hücre terimini ilk kez kullanan kişi oldu. Robert Hooke, mantar meşesinden kesit aldı ve gördüğü boşluklara  cellula

(sellula, hücre) adını verdi. Robert Hooke mikroskobunu bir tüpün iki ucuna birer mercek yerleştirerek oluşturuldu.

HÜCRE TEORİSİ

* Tüm canlılar hücrelerden oluşur.

* hücre; canlılın temel, yapısal ve işlevsel birimidir.

* Tüm hücreler, kendinden önceki hücrelerin bölünmesiyle meydana gelmiştir.

mikroskop ve ileri görüntüleme teknolojilerinde meydana gelen gelişmeler sayesinde hücre hakkında daha ayrıntılı bilgilere ulaşılmış ve aşağıdaki bilgilerde hücre teorisine eklenmiştir:

* Hücreler kalıtım maddesi içerir ve bunu, bölünerek yavru hücrelere aktarır.

* Tüm metabolik olaylar hücre içinde gerçekleşir.

HÜCRE NEDİR?

Bir canlıyı oluşturan en küçük yapı birimine  HÜCRE  denir.

Prokaryot  ve  ökaryot  olmak üzere iki çeşidi bulunur.

ÖKARYOT HÜCRE

Bu hücrelerin kalıtsal meteryalleri çekirdek içerisinde bulunur.

zarlı ve zarsız organelleri vardır. ÖRNEĞİN: öglena, paramesyum, amip, algler, mantarlar, bitkiler ve hayvanlar ökaryot hücrelere örnektir.

ÖKARYOTİK HÜCREDE BULUNUP PROKARYOTLARDA BULUNMAYAN ÖZELLİKLER

* DNA’larının zarla çevrili olması.

* Zarlı sitoplazmatik organellerin bulunması.

* Mikrofilamentlerin, ara filamentlerinin ve mikrotübüllerinin olması.

* Hücre bölünmesi sırasında kromozomların ayrılmasını sağlayan ve mikrotübül yapıda olan iğ ipliklerinin bulunması. 

PROKARYOT HÜCRE

Belirgin bir zarla çekirdeği ve organeli bulunmayan hücrelere denir. Bu hücrelerin kalıtsal materyalleri hücre sitoplazmasına dağılmış şekilde bulunur. sitoplazmasında sadece ribozom organeli bulunur. Bakteriler ve arkeler bu hücrelere örnektir.

prokaryot hücrelerin hepsi tek hücrelidir. 

                              HÜCRE ZARI

Hücre zarı her hücrenin sitoplazmasını saran canlı yapıdır. sitoplazmayı dış ortamdan ayırır. Daha önce ışık mikroskobuyla varlıgı tespit edilen hücre zarının ayrıntılı yapısı, elektron mikroskobunun keşfiyle daha iyi anlaşılmıştır.

Hücre zarı; canlı, saydam, madde giriş çıkışını düzenleyerek seçici geçirgen özellik gösteren esnek bir yapıdır. Hücre zarının yapısında karbonhidrat, lipit ve protein molekülleri bulunur. Esas

yapısını proteinler ve lipitler oluşturur. Bilim insanları hücre zarı ile ilgili çeşitli modeller ortaya koymuştur. Bu modellerden biri de, 1972′ de L. Singer (Singır) ve G. Nicholson (Nikılsın) tarafından bir hipotez olarak sunulan akıcı mozaik zar modelidir.

Bu modele göre hücre, iki sıra fosfolipit tabakası içine dağılmış protein ve glikoprotein moleküllerinden yapılmıştır. Yapı, mozaik görünümünü andırdığı için AKICI MOZAİK ZAR MODELİ adını almıştır.

Hayvan hücrelerinin zarında zara dayanıklılık kazandıran steroid yapılı kolesterol bulunur.

Fosfolipitler iki sıralı olup sürekli hareket halindedir. Fosfolipitlerin hidrofobik (su sevmeyen) kuyruk kısımlarının zarın iç bölgesine, hidrofilik (su sevmeyen) uçlarının ise dışa bakacak şekilde yerleştigi kabul edilir. Zardaki protein molekülleri, zar yüzeyinde veya lipit tabakasının içine gömülü durumdadır. Hücre zarındaki seçici geçirgenliği, glikoproteinler sağlar. Tanıma görevi yapan bu moleküller zarın özgüllüğünü de oluşturur. Zara gömülü olan proteinler, lipit tabakasında kanallar oluşturup madde geçisinde, hücrenin birbirini tanımasında ve seçici geçirgenlikte rol oynar.

Hücre zarından solunum gazları kolay geçerken yağı çözenler (alkol), çözemeyenlere göre; yağda çözünenler (A,D,E,K vitaminleri), çözünemeyenlere (B,C vitaminleri) göre; nötr atomlar, iyonlara göre; (-) yükler, (+) yüklere göre daha kolay geçer. Ayrıca monomerler (glikoz, aminoasit, yağ asidi vb.) polimerlere göre hücre zarından daha kolay geçer.

HÜCRE ZARININ FARKLILAŞARAK

OLUŞTURDUĞU YAPILAR

MİKROVİLLUSLAR: Hücre zarının dışa doğru oluşturduğu uzantılardır. İnce bağırsakta emilim yüzeyini arttırmaya yarar. 

YALANCI AYAK: Hücre zarının dışarıya doğru oluşturduğu geçici uzantılardır. Amip, akyuvar, gibi hücrelerde daha çok bulunur. 

SİL: Hücre zarının uzantılarıdır. Paremesyumda hücrenin hareketini sağlar. Memelilerin solunum yollarının iç yüzeyinde sillidir. Bu sillerin hareketi, kampçı ile sağlanır. 

KAMPÇI: ince, uzun ve iplik benzeri yapılar olup hücre yüzeyinden çıkar. Hücreden bir ya da iki tane bulunur. Memeli spermlerindeki hareket, kampçı ile sağlanır.

MEZOZOM: Bakterilerde hücre zarının oluşturduğu zar kıvrımlarıdır. Mitokondrinin görevini üstlenmiştir.

HÜCRE DUVARI (HÜCRE ÇEPERİ)

Bazı canlılarda hücre zarını örten yapılar vardır. Bu yapı, hücre duvarı olarak adlandırılır. Hücre duvarı; bitki, mantar, bakteri ve

bazı arkelerde bulunup bitkilerde selüloz, mantarlarda kitin, bakterilerde ise peptidoglikan moleküllerinden oluşmuştur. Bitki hücre duvarı, hücre zarının üzerini örter. Bitki hücrelerinin duvarında bazı durumlarda selüloz ile beraber lignin, süberin gibi bazı polisakkaritler de bulunur. Bitkilerdeki hücre duvarının bazı özellikleri şunlardır:

* Hücre duvarı cansız ve tam geçirgendir.

* Hücre duvarı hücreye dayanıklılık sağlar.

* Hücre duvarı üzerinde geçitler bulunur ve hücreye madde giriş çıkışına engel olmaz.

* Hücre duvarı otçul memelilerin (inek, koyun vb.) sindirim sistemindeki selüloz sindirici bakteriler tarafından sindirilir.

SİTOPLAZMA

Ökaryot hücrelere çekirdek ile hücre zarı arasında kalan kısma sitoplazma denir. Sitoplazma, organellerden ve yarı akışkan bir sıvı olan sitozolden oluşur. Sitozol; saydam, akışkan,

yumurta akı kıvamında bir sıvıdır. Sitoplazmanın %70-90’ı sudur. Aynı zamanda sitoplazmanın içerğinde enzimler, RNA, nükleotiler, organik monomerler, atık ürünler, mineraller ve iyonlar bulunur. Sitoplazmada hücrenin sindirim, solunum, boşaltım, beslenme ve fotosentez gibi yaşamsal faaliyetleri gerçekleşir. Bu yaşamsal faaliyetlerden bazıları da organellerde olur. Sitoplazma içerisinde belirli görevleri yapmak için faaliyet gösteren yapılara organel denir. Görevli organeller; mitokondri plastitler, ribozom, endoplazmik retikulum, golgi cisimciği, lizozom, koful, sentrozom, hücre iskeleti ve peroksizomlardır.

MİTOKONDRİ

Mitokondri, oksijenli solunumun gerçekleştiği organeldir . Prokaryot canlılar ve memelilerin olgun alyuvar hücreleri dışında tüm oksijenli solunum yapan hücrelerde mitokondri bulunur. Bu organelin boyu, yaklaşık 1-10 nm (mikrometre) arasında değişir. Mitokondri, çift katlı zardan oluşur. Bu zarların her biri, çift katlı lipit ve proteinden oluşur. Dış zar
düz ve esnek, iç zar ise krista denilen kıvrımlardan oluşur. Krista üzerinde oksijenli solunumun elektron taşıma sistemi (ETS) elemanları bulunur ve bunlar yüzey alanını genişleterek bol ATP üretir. Mitokondrinin içi, matriks denilen sıvı ile doludur. Matrikste çeşitli enzimler, DNA, RNA ve ribozomlar bulunur. Bundan dolayı mitokondriler ihtiyaca göre sayısını artırabilir. Mitokondri DNA’ları bakteriler gibi halkasaldır. Mitokondrilerin çoğalmaları hücre DNA’sının kontrolündedir. Örneğin çizgili kas ve karaciğer hücrelerinde mitokondri sayıları diğer hücrelere oranla daha yüksektir. Mitokondride üretilen enerji fotosentez hariç hücredeki enerji gerektiren tüm olaylarda kullanılabilir. Mitokondri hücreden çıkarılırsa veya zarar görürse enerji üretimi duracağından hücre ölür.

PLASTİTLER

Plastitler, yapılarında çeşitli renk maddeleri bulundurarak hücreye renk veren organellerdir. Bitkilerde, alglerde, öglenada bulunur. Yapı ve görevlerine göre kloroplast, kromoplast ve lökoplast olmak üzere üç çeşittir. Plastitler belirli şartlarda birbirlerine dönüşebilir.

KLOROPLAST

Mitokondri gibi çift katlı zardan oluşmuştur. Kendine ait DNA’sı, RNA’sı ve ribozomları bulunur. Bu yüzden ihtiyaca göre
sayıları çekirdeğin kontrolünde artabilir. Kloroplast, bitkilerin yapraklarında, genç dallarında ve olgunlaşmamış sebze ve meyvelerde bulunur. Kloroplastın iç kısmında, tilakoit denilen disk şeklindeki yassı kesecikler hâlinde bir zar sistemi vardır. Tilakoitler, kloroplastın granum denilen kısmındadır. Güneş ışığını soğuran klorofiller bu tilakoitler arasındadır. Klorofil, yeşil rengi veren pigmenttir. Granumlar arasını dolduran renksiz sıvıya stroma denir ve stromanın içinde DNA, RNA, ribozomlar ve bazı enzimler bulunur.Kloroplastın görevi Güneş ışığını soğurarak kimyasal enerjiye dönüştürüp oksijen ve organik madde üretmektir. Kloroplast içinde ATP üretilir ve üretilen ATP’ler yine kloroplastta organik besin üretilirken tüketilir.

KROMOPLAST

Klorofil dışında renk pigmentleri taşıyan plastittir. Yapraklarda, meyvelerde ve bazı bitki köklerinde bulunur. Yeşil domatesin kızarması, klorofil pigmentinin likopene dönüşmesi ile ilgilidir.

LÖKOPLAST

Renksiz plastitlerdir. Bitkilerin kökünde, tohumunda ve patates gibi bitki gövdelerinde bulunur. Nişasta, protein ve yağ depolar. Bir hücrede birden fazla plastid bulunabilir. Örneğin havuçta hem kromoplast (karoten) hem de lökoplast bulunur.

ENDOPLAZMİK RETİKULUM

Çekirdek ile hücre zarı arasındaki bağlantıyı sağlayan kanalcıklar sistemidir. Memelilerin olgun alyuvarları hariç tüm ökaryot hücrelerde görülür. Endoplazmik retikulumun görevleri; hücre içi madde iletimini sağlamak, hücreye desteklik sağlamak, hücre çekirdeğinin belirli bir bölgede sabit kalmasını sağlamak, asidik-bazik tepkilerin birbirinden ayrılmasını sağlamak ve Ca++, protein gibi maddeleri depolamaktır. Üzerinde ribozom bulunduranlar, granüllü, bulundurmayanlar, ise granülsüzdür. Granüllü endoplazmik retikulum bitki ve hayvan hücresinde bulunur. Hücre dışına verilecek olan salgıların büyük bir kısmı granüllü endoplazmik retikulum, tarafından sentezlenir. Granüllü endoplazmik retikulum üzerindeki ribozomlarda oluşan proteinler, endoplazmik retikulumun içine geçerek işlevsellik kazanır. Buradan Golgi cisimciğine taşınır ve orada görevlerine göre sınıflandırılır. Daha sonra da hücre zarından geçerek görevine göre ilgili yere gönderilir. Örneğin pankreas hücrelerinden bazıları insülin salgılar ve bunu kana gönderir. Bu hücrelerde granüllü endoplazmik retikulum miktarı fazladır. Granüllü endoplazmik retikulum, protein sentezinin yanında hücre zarının proteinlerine lipit ekleyerek zarı büyütür. Granülsüz endoplazmik retikulum üzerinde ribozom bulunmaz. Yağ, fosfolipit ve steroit gibi farklı lipitlerin sentezi burada yapılır. Granülsüz endoplozmik retikulum, karaciğer hücrelerinde glikojenin serbest glikoz hâline gelmesinde, ilaçların ve zehirlerin etkisizleştirilmesinde görevlidir. Kas hücrelerinde kasılma için gerekli kalsiyumu depolar.

RİBOZOM

Ribozom, tüm prokaryot ve ökaryot hücrelerde bulunan, protein sentezinden sorumlu olan zarsız organeldir. Sitoplazmada serbest olarak bulunabildiği gibi endoplazmik retikulumda ve çekirdek zarının dış yüzeyinde de bulunabilir. Ribozomlar ayrıca kloroplast ve mitokondri gibi organellere özgü olarak da bulunabilir. Ribozomlar prokaryotlarda yaklaşık 20 nm (nanometre), ökaryotlarda ise 30 nm çapındadır. Ribozomların hücrenin işleyişine, bulunduğu dokuya göre de sayıları değişeblir. Örneğin enzim sentezinin yüksek olduğu pankreas hücrelerinde sayıları çoktur. Ribozomlar, protein ve rRNA’dan yapılmıştır. Küçük ve büyük alt birimlerden oluşup bu birimler ökoryot hücrelerin çekirdekçiğinde sentezlenir. Protein sentezi gerçekleşeceği zaman bu birimler birleşerek aktif hâle gelir. Genellikle hücrenin kullanacağı proteinler serbest ribozomlarda, hücre dışına gönderilecek proteinler ise endoplazmik retikulum zarı üzerindeki ribozomlarda üretilir. Protein sentezinin yoğun olduğu durumlarda birçok ribozom bir araya gelerek aynı
proteinden fazla miktarda üretir. Bir araya gelen ribozomlara polizomlar (poliribozomlar) denir.

GOLGİ CİSİMCİGİ

Golgi cisimciği, üst üste dizilmiş, uçları şişkin ve yassı keselerden oluşmuştur. Memelilerin olgun alyuvarları ve sperm hücreleri hariç ökaryot yapılı hücrelerde bulunur. Salgı maddeleri üretir ve paketler. Salgı yapan hücrelerde
bol miktarda bulunur. Örneğin limonu gördüğümüzde tükürük salgısının artması tükürük bezindeki hücrelerde bol miktarda golgi olmasındandır.
Hücre zarının yapısına katılan glikoproteinler,
glikolipit ve lipoproteinler golgi tarafından sentezlenir. Golgi cisimciği üretimi yaparken endoplazmik retikulumdan gelen karbonhidrat, yağ ve proteinleri birleştirip işleyerek sınıflandırır. Yani hangi maddenin nereye gideceğini belirler ve paketleme yapar. Bu paketler kesecikler hâlinde sitoplazmaya bırakılır. Örneğin bitkilerde oluşturulan salgılar, Golgi cisimciğinden paketlenip ekzositozla dışarı gönderilir.

LİZOZOM

Yapımında ribozomun, granüllü endoplazmik retikulumun ve Golgi cisimciğinin görev aldığı lizozom, içi hidroliz enzimiyle dolu kesedir. Lizozomlar yaklaşık 0,5-1,0 nm boyutundadır. Hücrenin fagositoz veya pinositozla aldığı besinleri sindirir. Granüllü endoplazmik retikulum tarafından sentezlenen ve pasif enzim içeren lizozom kesecikleri, golgi cisimciğine gönderilir. Lizozamlar burada aktifleştirildikten sonra sitoplazmaya bırakılır. Lizozomlar, hayvan hücrelerinde bulunurken gelişmiş bitki ve mantar hücrelerinde bulunmaz. Ancak ilkel yapılı bitkilerde bulunur. İçindeki enzimler karbonhidrat, yağ, protein ve nükleik asit gibi moleküllere etki
ettiğinden lizozom, hücre içi sindirimde görev alır. Lizozom enzimleri, pH değerinin 5 olduğu ortamda aktiftir. Nötr olan sitozolde lizozom enzimleri görev yapmaz. Ancak organizmada ölüm ve bazı hastalık durumlarında hücre içi kontrol mekanizması bozulduğundan lizozom enzimleri serbest kalır ve hücre içeriğini parçalar. Bu olaya otoliz denir. Bazı durumlarda hücreler kendi lizozomları tarafından kontrollü olarak yok edilir. Hareketsiz kasların erimesi, kurbağa larvalarında kuyruğun kopması, mikropların yok edilmesi, yaşlı dokuların ve alyuvarların yok edilmesi gibi durumlarda lizozomlar görev alır.

SENTROZOM

Sentrozom, hayvan hücrelerinde ve ilkel yapılı bitki hücrelerinde çekirdeğe yakın bir yerde bulunan zarsız organeldir. Birbirine dik iki silindirik cisimden oluşur. Bunlara sentriyol denir. Sentrozom, hücre  bölünmesinde görev alır ve hücre bölünmesi sırasında kendini eşler. Her sentriol dokuz adet üçerli

mikrotübülden oluşur. Sentriollerin her biri, hücrenin bir kutbuna giderek iğ ipliklerini oluşturur. Sentrozom, yumurta hücresi ve gelişmiş bitki hücresinde, prokaryotlarda, alyuvarlarda ve sinir hücrelerinde bulunmaz.

KOFUL

Koful; hücre zarı, çekirdek zarı, lizozom, endoplazmik retikulum veya Golgi cisimciğinden oluşan, tek katlı zara sahip içi sıvı dolu kesedir. Hücrenin madde alışverişinde,

beslenmesinde, sindiriminde ve boşaltımında görevlidir. Kofullar görevlerine göre besin kofulu, boşaltım kofulu,

kontraktil koful ve depo kofulu olmak üzere gruplara ayrılır. Olgun bitki hücrelerinde tek merkezî koful bulunur bu koful büyüktür. İçi sıvı dolu olan bu koful, turgor basıncını artırıp

bitkiyi dik tutar. Koful içinde su ile birlikte mineraller, pigmentler, amino asitler, şekerler ve atık ürünler bulunur. Bazı bitkilerin koful öz suyunda asit ve bazlarla renk değiştirebilen renk pigmentleri bulunur. Bu pigmentler çiçek yapraklarının ve meyvelerin rengini oluşturur. Bazı kofullar sindirim enzimleri içerir ve lizozoma benzer özellik göste-
rir. Hayvan hücrelerinde kofullar, bitki hücresine göre çok daha küçüktür. Ancak bunların sayıları daha fazla olabilir. Tatlı sularda yaşayan bir hücreli ökaryot canlılarda kontraktil koful (boşaltım kofulu) ve besin kofulu bulunur. Kontraktil koful,

hücre içerisine giren fazla suyu enerji (ATP) harcayarak dışarı atar.

HÜCRE İSKELETİ

Hücrenin sadece sitoplazma ve çekirdekten oluştuğunu, boşlukları da organellerin doldurduğunu düşünürsek yanılmış oluruz. Acaba çekirdek niye merkezde ve sabittir? Hücrenin neden belirli bir şekli vardır? Endoplazmik retikulum neden çekirdeğin etrafında bulunmaktadır ve hücre zarına kadar uzanmaktadır? Tüm bunların bu şekilde konumlanmasını sağlayan etmen nedir? Ökaryot hücrelerin iç yapısı tahmin edilenden daha yüksek organizasyona sahiptir. Hücrenin şeklinin oluşmasında, organellerin yer değiştirmesinde, kromozomların yer değiştirmesi ve hareketinde hücre iskeleti rol oynamaktadır. Hücre iskeletini üç temel yapı oluşturur. Bu yapılar MİKROFİLAMENT, ARA FİLAMENT ve

MİKROTÜBÜLdür.

MİKROFİLAMENT

Tüm ökaryot hücrelerin sitoplazmasında bulunur ve en ince filamenttir.
* Hücre kasılmasında, amipsi harekette ve hücrenin şekil değiştirmesinde etkilidir.
* Aktin denilen proteinlerin üst üste dizilmesinden oluşup esnek yapıdadır.
* Hücrelerin hareketine bağlı olarak devamlı oluşup ayrışabilir.
* Hücre zarında endositoz ve ekzositoz olaylarının gerçekleşmesini sağlar.
* Hücre bölünmesi sırasında hücrenin boğumlanmasında görev yapar.
* Hücredeki organellerin yerlerinin düzenlenmesinde ve hareketinde görev alır.
* Ağsı bir yapı gösterir ve kalınlığı yaklaşık 7 nanometredir.
* İnce bağırsakta emilimi sağlayan çıkıntıların yapısında mikrofilament boldur.

ARA FİLAMENT

* Mikrofilamentlerden daha kalın, mikrotübüllerden daha incedir.
* Çapı 8-12 nm kadardır. Mikrofilamentlerin aksine harekette değil, hücrenin iç yapısının sabitlenmesinde ve hücrenin şekil kazanmasında görev yapar.
* Tırnak, tüy, balık pulu, boynuz gibi yapıların oluşumunda görev yapar. Keratin hücrelerinin tutunmasını sağlar.
* Proteini oluşturan ipliksi yapıların birbiri üzerine sarılmasıyla oluşur.
* Derinin dış kısmında su kaybını önler. Dış etkilere karşı koruyucudur.
*Hücrenin iskeletli elemanlarından en kararlı olanıdır.

MİKROTÜBÜL

* Tübülin denilen proteinlerden oluşur.

* Protein yapıda olup uzun, içi boş silindirik şekildedir.

* Sil, kamçı, sentriyol oluşumunu sağlar.
* Ökaryotların kamçısında (öglena) bulunduğu hâlde prokaryotların kamçısında (bakteri) bulunmaz.
* Mikrofilamentler gibi devamlı oluşur ve ayrışır.
* Düz yapıdadır ve dallanma göstermez. Kalınlığı 20-25 nm arasında değişebilir.
* Hücre bölünmesi sırasında sayısı artar ve kromozomları kutuplara çeker.
* Bitki hücrelerinde selüloz liflerini düzenler.

PEROKSİZOMLAR

Peroksizomlar; tek katlı zarla çevrili, bitki ve hayvan hücrelerinde bulunan, zehirli maddelerin yok edilmesinde görevli organellerdir. Zehirleri yok ederken oluşan hidrojen peroksidi (H2O2) yapısındaki katalaz enzimi ile parçalayarak su ve oksijene dönüştürür. Bazı özelleşmiş peroksizomlar yağ asitlerini oksijen yardımıyla küçülterek şekerlere dönüştürür. Mitokondri gibi bunlar da oksijen tüketir.

TEŞEKKÜRLER

9. sınıf biyoloji dersi için organellerler adlı bir kitap yazdım.

Sayın biyoloji dersi öğretmenim ŞİMEL TOKAT inşallah dersiniz için yazdığım kitabı beğenmişsinizdir.

Kaynakça: 9. sınıf biyoloji kitabı

Görsel kaynakça: Mikrobilim, Webders.com, Khan Academy, Bilgiustam, Yeni Biyoloji Portalı 2020, Bilgeniz.com, Bikifi, Canlı Bilimi – Biyoloji, Bilgeniz.com, Canlı Bilimi – Biyoloji, Fikir.Gen.tr, Eokultv, Slideplayer, Biyoloji Defteri, Biyoloji Defteri, Biyoloji Defteri, Bilgeniz.com.