Hucre İle İlgili Bilgiler

Hucre İle İlgili Bilgiler

Canlıları cansızlardan ayırt ederken canlıların hücrelerden yapıldığını daha önce belirtmiştik Bu bölümde hücre yapısı ve özelliklerinden bahsedi­lecektir Hücre, yaşama ve çoğalma yeteneğine sahip en küçük birimdir Hücreler çıplak gözle görülemezler ancak yumurta, Acetabularia vs gibi ba­zı canlılar tek iri hücreden oluşmuştur Çevremizde gördüğümüz her canlı hücrelerden oluşur İnsan, yaşamının ilk evrelerinde tek hücreden ibarettir Daha sonra geliştikçe milyarlarcası bir arada olan hücre topluluğundan mey­dana gelir

Hücre, ilk kez 1665 yılında bir İngiliz bilim adamı olan Robert Hooke tarafından incelenmiştir Hooke şişe mantarından aldığı kesiti mik­roskop altında incelemiş ve gördüğü odacıklara hücre anlamına gelen "cellula" adını vermiştir 1838 yılında Alman bilim adamları Theodor Schwann ve Matthias J Schleiden, o güne kadar bilinenlere dayanarak hüc­re teorisini ortaya atmışlardır Bu teoriye göre "bütün organizmalar hücreler­den yapılmıştır" Hücrelerin bölünerek yeni hücre oluşturması ilk kez Rudolf Virchow tarafından 1855'de izlenmiştir 1930 yılında elektron mikroskobu­nun keşfedilmesinden sonra, hücrenin ayrıntılı yapısını gözlemek ve hücre­deki yapıların görevini anlamak mümkün olmuştur Bugünkü bilgilerimize dayanarak hücre teorisini özet olarak şu şekilde açıklayabiliriz:

1 Bütün canlılar hücrelerden oluşmuşlardır Canlılığın devam etmesi hücrede oluşan kimyasal reaksiyonlara bağlıdır
2 Hücreler kendilerinden önce yaşayan hücrelerden oluşurlar
3 Hücre içinde oluşan kimyasal reaksiyonlar, hücre içinde belli gö­revleri yapmak üzere bir arada bulunan özelleşmiş yapılara (mitokondri, kloroplast ve çekirdek, gibi) bağlıdır
4 Bütün canlı hücrelerin temel benzerliği, hücrelerde benzer kimyasal reaksiyonların olmasıdır

Hücrenin Şekli ve Büyüklüğü

Yaşamın en basit şekli hücredir Hayvan ve bitkilerin hücre ve şekil­leri temel yapılar hariç farklılıklar gösterir Hücrenin şekli ve büyüklüğü, gö­revine ve kalıtsal özelliklerine bağlıdır Bu yüzden hücreler canlıdan canlıya ve canlıda yaptıkları işe göre şekil bakımından farklılıklar gösterirler Ge­nelde hücreler şekil bakımından sabittirler Ancak bazı özel durumlarda gö­revlerinden dolayı şekil değişikliği görülebilir Örneğin; Amip ve akyuvar­larda olduğu gibi şekil değişikliği görülebilmektedir

Hücreler büyüklük bakımından farklılıklar göstermektedir Boyları 0,2 - 0,5 mikron çapında olan bakteri ve parazit bir hücreliler olduğu gibi, çapla­rı 10 mikrondan fazla olup evrilmiş hücrelerde vardır Böyle evrilmiş yapıla­rın sitoplazmalarında birçok organel bulunur Memelilerdeki vücut hücreleri ve bazı ileri yapılı bitki hücreleri buna örnektir

Hücrenin Yapısı ve İşlevi

Hücreler şekilleri, büyüklükleri ve yapılarına bağlı olmaksızın bes­lenme, enerji üretip (ATP) kullanma, kalıtsal özelliklerini oluşturacakları yeni yavru hücrelere aktarma gibi temel yaşamsal faaliyetleri yürütürler Canlı türlerine göre hücreler, şekil ve büyüklük bakımından farklılık göste­rirler Bitkilerde epidermis ve meristem hücreleri ile insanın kan hücreleri mikroskopta incelenirken, kuş yumurtası, limon, portakal gibi bitkilerin hüc­releri gözle görülebilecek büyüklüktedir Hücreler tek başlarına bir canlıyı oluşturabilecekleri gibi (tek hücreliler) farklı amaçlar için bir araya gelen gruplar halindeki hücreler de (çok hücreliler) bir canlıyı oluşturabilirler

Hücreler şekil, büyüklük ve görev bakımından çok farklı olmalarına rağmen birçok ortak yapısal özellikleri vardır Bir hücrede; hücre zarı, çekir­dek ve sitoplazma olmak üzere üç kısım bulunur

Hücre Zarı (Plazma Zarı )

Hücreyi dış ortamdan ayıran ve şeklini belirleyen, madde giriş çıkışını düzenleyen seçici geçirgen özelliğe sahiptir Kalınlığı 75-100 A° arasındadır Hücre zarı yapısında %65 protein, %33 lipid, %2 karbonhidrat bulunur Za­rın yapısı iki sıra halinde dizilmiş akışkan yağ tabakası ile yüzeyinde bu yağ tabakasına gömülmüş farklı büyüklükte protein moleküllerinden oluşmuştur Proteinler belli yerlerde yağ tabakasına gömülü olarak ve daha fazla dış yü­zeyde olmak üzere hücre zarının her iki yüzeyinde bulunurlar Bunlara ek olarak hücre zarının dış yüzeyinde yağ ve proteinlere bağlı olarak uzanan glikolipid ve glikoprotein zincirleri bulunur Bunların oluşturdukları yapıya glikokaliks denir Hücre zarında protein ve yağ molekülleri sürekli olarak hareket halinde oldukları için buna "akıcı- mozaik zar" modeli de denir

Genel olarak hücre zarından küçük moleküller büyük moleküllere gö­re daha kolay geçerler Örneğin; su, oksijen ve karbondioksit gibi moleküller çok kolay olarak hücre zarından geçebilirler Ayrıca yüksüz atomlar iyonlara göre, yağda çözünen vitaminler çözünmeyenlere göre daha kolay geçerler (A, D, E, K ) Bunun yanı sıra çözen maddeler de kolay geçerler Örneğin; eter, alkol gibi
Hücre zarından madde geçişi genel olarak üç yolla olmaktadır:

Pasif taşıma
Aktif taşıma
Endositoz ve ekzositoz

Pasif taşıma: Moleküllerin kendi kinetik enerjilerini kullana­rak çok yoğun ortamdan az yoğun ortama doğru hareketlerine denir İki şe­kilde olur: a) Difüzyon b) Osmoz

a) Difüzyon: Madde moleküllerinin çok yoğun oldukları bir ortamdan daha az yoğun oldukları bir ortama doğru yayılmalarına difüzyon denir Bu hareket maddelerin kendi kinetik enerjileri ile olur
Örneğin: Bir beher içerisine konulan saf suya bir veya iki damla mü­rekkebin damlatılmasıyla oluşan mürekkepli su bir difüzyondur Suyun içine atılan kesme şekerin eşit bir şekilde eriyerek dağılması, odanın herhangi bir yerine sıkılan parfüm kokusunun yayılması difüzyona örnektir

Solunum yoluyla aldığımız oksijen kana ve oradan da diğer doku hüc­relerine geçişiyle, solunum sonucu oluşan karbondioksit gazının hücrelere kana ve oradan da akciğerlere geçişi difüzyonla gerçekleşir

Kolaylaştırılmış Difüzyon: Hücre zarının dışa bakan proteinleri, bazı maddelerle uyum yaparak onların hücre içerisine daha kolay girmesini sağ­larlar Enerji harcanmayan bu olaya kolaylaştırılmış difüzyon denir

b) Osmoz (Suyun Difüzyonu): Suyun seçici-geçirgen bir zardan difüzyonuna osmoz denir Osmoz suyun çok yoğun olduğu ortamdan az yo­ğun olduğu ortama doğru difüzyonudur Saf suda su konsantrasyonu %100'dür Su içerisinde şeker gibi madde çözündüğünde şeker molekülleri bazı su moleküllerini çekerek onların serbest hareket etmelerini engellerler Özet olarak şeker çözeltisinde serbest hareket edebilecek moleküllerin sayısı saf suya göre azdır Saf su ile şekerli su çözeltileri yarı geçirgen (semi-permeabl) bir zarla ayrıldıklarından saf su tarafındaki su molekülleri şeker çözeltisine doğru geçerler Moleküllerin bu şekilde çok yoğun oldukları saf sudan az yoğun oldukları şeker çözeltisine geçişi osmoz olarak adlandırılır

Aktif taşıma: Amino asit, glikoz ve hücre için gerekli bazı moleküller ve iyonlar yoğunluk farkı nedeniyle hücre zarından geçemezler Bu tür maddelerin hücre içine veya dışına taşınması hücrenin enerji harca­masıyla gerçekleştirilir Hücreler gereksinimleri olan molekülleri difüzyonla alamıyorlarsa ve bir maddenin az yoğun olduğu ortamdan çok yoğun olduğu ortama hücre tarafından belli bir enerji harcanarak taşınması söz konusuysa bu olaya aktif taşıma denir Örnek olarak; suda yaşayan bazı balıkların vü­cudundaki fosfor miktarı deniz suyundan milyonlarca kez fazla olmasına rağmen bu tür balıklar gereksinimleri olan fosforu aktif taşıma ile vücutları­na alınırlar Aktif taşıma ancak canlı hücrelerde gerçekleşir

Endositoz ve Ekzositoz: Difüzyon, osmoz ve aktif taşıma ile porlardan (por; açıklık, delik) sığabilen maddeler geçebilmektedir Halbuki hücreler büyük moleküllü maddelere de ihtiyaç duymaktadırlar Büyük mo­leküllü maddeler hücre zarından oluşan bir kesecik ve ceple hücre içerisine alınıyorsa bu olaya endositoz veya bu maddeler hücreden salgılanarak atılıyorsa bu olaya da ekzositoz denir Bu olaylarda enerji harcanır Endositozda büyük moleküllü maddelerden sıvı olanlar pinositozla, katı olanlar ise fago­sitozla hücreye alınır Pinositozda hücre zarı sitoplazmaya, çevresinde bulu­nan sıvı ve bu sıvı içerisindeki küçük taneciklerle bu cebi doldurur Daha sonra cebin ağzı hücre tarafından kapatılarak bir kesecik (koful) şekline dö­nüşür Koful sitoplazma içerisinde hareket ederken gereksinim duyulan maddeler sitoplazma içerisine geçer Fagositoz olayında ise daha büyük par­çalar hatta küçük canlılar bile hücre içerisine alınabilirler Bu olayda yalancı ayak (pseudopod) denilen hücre uzantıları ile hücre içine alınacak parçacığa doğru ilerleyerek onu sararlar Bu şekilde koful içerisine alınan maddelerden gereksinim duyulanlar daha sonra hücre içerisine aktarırlar Bu olay daha çok bir hücreliler ve akyuvarlarda görülür

Hücre içerisinde oluşturulan enzim, hormon, çeşitli proteinler, bitki­lerde reçine ve eterik yağlar; hayvanlarda mukus ve diğer büyük salgı mad­delerinin golgi organeli yardımıyla dışarıya atılmalarına ekzositoz denir Bu olay bitkilerde salgı hücreleriyle de gerçekleştirilir

Sitoplazma ve Organeller

Sitoplazma hücre zarı ile çekirdek arasını dolduran yumurta akı kıva­mında kolloidal bir sıvıdırYapısında organik ve inorganik maddeler bulu­nur Sitoplazmada bulunan organik maddeler, yapısal proteinler, karbonhid­ratlar, yağlar, hormonlar, nükleotidler, enzimler ve vitaminlerdir Sitoplaz­mada %60-90 su bulunur Bu oran su bitkilerinde %98'e kadar yükselir Bu­na karşın spor, tohum ve bakterilerde hücre yaşlandıkça su oranı %15'lerden %5'lere kadar düşer Sitoplazma solunum, fotosentez, beslenme, sindirim, boşaltım gibi bütün yaşamsal olayların geçtiği yerdir Yaşamsal olayların bir kısmı sitoplazma içerisine dağılmış enzimler tarafından gerçekleştirilirken bir kısmı da organel denilen yapılarla gerçekleştirilir Çok hücreli ve geliş­miş organizmalarda temel yaşamsal olaylar organ ve sistemlerle gerçekleşti­rilir Tek hücrelilerde ve her bir canlı hücrede bu olayları gerçekleştiren ya­pılara organel denir Bu organellerin şekil, yapı ve görevleri farklı olabil­mektedir:

1) Endoplazmik Retikulum: Hücre zarından çekirdek zarına kadar uzanan zarlı kanallar sistemidir Bu yapı tüm bitki ve hayvan hücrelerinde bulunur Ancak bakterilerde bulunmaz Her hücrede endoplazmik retikulum sistemi kendine özgüdür Endoplazmik retikulum besin maddelerinin taşın­ması, artık maddelerin atılması ve bazı besin maddelerinin depolanmasından sorumludur Endoplazmik retikulum üzerinde granül (tanecik) bulunup bu­lunmamasına göre ikiye ayrılır:

Granüllü endoplazmik retikulum: Üzerinde bol miktarda ribozom bulunduran endoplazmik retikulumdur Özellikle protein sentezi yapan hüc­relerde görülür Burada salgı ve membran proteinleri yapılır

Granülsüz endoplazmik retikulum: Üzerinde ribozom taşımayan endoplazmik retikulumdur Daha çok endokrin bezler ve yağ sentezi yapan hücrelerde bulunur Granülsüz endoplazmik retikulum lipit sentezinde görev alır

2) Golgi Cisimciği (aygıtı, apareyi): Endoplazmik retikulumdan meydana gelir Üst üste sıralanmış yassı keseciklerden oluşmuştur Genellik­le çekirdeğe yakın bir yerde bulunur Bir hücrede bir veya daha fazla sayıda bulunabilirler Görevi lipo-protein, gliko-protein, mukus ve bitkilerde selü­loz gibi maddelerin üretilip salgılanmasını sağlamaktır Örneğin Drosera da salgılanan yapışkan madde golgi cisimciği tarafından salgılanır Hücre zarı yapımında rol oynar Gerektiği zaman yağları depolar

Golgi cisimciğinde karbonhidratlar sentezlenir Ayrıca hücrede sindi­rim olaylarında rol oynar Örneğin; ince bağırsak epitel hücrelerinde besinler alındıktan sonra yağların sindiriminde etkilidir Bunun yanında süt, tükürük, ter bezi gibi salgı yapan hücrelerde sayısı diğer hücrelere oranla daha fazla­dır

3) Lizozom: Golgi cisimciğinden meydana gelir Tek katlı zarla çevri­li olup içerisinde sindirim enzimleri bulunur Özellikle protein, yağ gibi mo­leküllerin sindiriminde görev alır Bir hücreli canlılarda sindirim, çok hücreli canlılarda sindirimin yanı sıra yaşlı organellerin parçalanmasında görev alır Lizozom canlının aşırı baskı altında kaldığı yanma, donma, zehirlenme gibi durumlarda kolayca parçalanarak hücrenin kendi kendini sindirmesine neden olur Bu olaya otoliz denir Canlıların ölümünden kısa bir süre sonra parça­lamalarında da etkilidir Ayrıca kurbağa larvalarında kuyruğun kopmasını sağlar Lizozom hayvanların hücre içi sindirim yapılan karaciğer, dalak ve akyuvar gibi yerlerde çok sayıda bulunur Bitkilerde ise lizozom benzeri ya­pılara fitolizozom denir

4) Ribozom: Yapısında % 40 protein, % 60 RNA bulunur Granüllü endoplazmik retikulum, çekirdek zarı, mitokondri ve kloroplast sıvısında, ayrıca sitoplazmada bulunabilir Her hücre kendine özgü proteinleri ribozomlarda sentezler Ribozomlar hücrede ya tek tek ya da çok sayıda ribozomun birleşmesiyle zincir şeklinde bulunurlar Ribozomların bu şekil­deki yapılarına polizom ya da poliribozom denir Bir polizom içindeki ribozom sayısı polizomu oluşturan mRNA (mesajcı RNA)'nın uzunluğuna bağlıdır Ribozomlar iki alt birimden oluşurlar Biri büyük birim, diğeri kü­çük birim adını alır Protein sentezi yapılırken bu iki birim birleşir Diğer du­rumlarda ayrıdır

5) Mitokondri: Küre, çubuk, ipliksi ve dallı formdadırlar Çift katlı bir zar yapısına sahiptir Dıştaki zar düz ve esnektir Gerekir­se şişer veya büzülür İç zar ise kıvrımlıdır Özellikle iç­teki yüzeyi genişletmek için krista adı verilen birçok kıvrımlardan meydana gel­miştir Kıvrımların arasını
dolduran sıvıya matrix denir Matrix içerisinde DNA, RNA ve ribozom bulunmaktadır Matrix mitokondri içerisine giren maddeleri parçalayan enzim­ler taşır Bu enzimler sayesinde oksijenli solunumla enerji üretilir Mitokondrilerin kendilerine özgü bir DNA'sı vardır Bu nedenle kendini eş­leyebilirler Enerji gereksinimi fazla olan kas ve karaciğer gibi hücrelerde mitokondri sayısı fazladır Mitokondri DNA'sının fiziksel ve kimyasal etki­lerle bozulması, oksijenli solunumda ATP sentezinin azalmasına neden olur Yaşlanmaya bağlı olarak da mitokondrinin işlevleri ilerleyen yaşlarda azal­maktadır

6) Sentrozom: İnsan, hayvan, bazı ilkel bitki ve mantar hücrelerinde bulunur Çoğunlukla çekirdeğe yakın yerdedir Sentrozom birbirine dik iki sentriolden oluşur Her bir sentriol proteinden oluşmuş üçlü tüp grupları ha­linde dokuz iplik taşır Hücre bölünmesi sırasında kendini eşleyerek kromo­zomların ayrılmasını ve kutuplara taşınmasını sağlarlar

7) Plastitler: Ökaryotik bitkisel hücrelerde bulunur Besin maddelerinin sentezlen-mesi ve depolanmasında görevli organeldir Plastitler, genç hücrelerde renk­siz bir yapıda olup, hücrenin yaşlanmasıyla görev ve yerine göre şekil ve renk alır Başlıca üç tip plastit vardır Bunlar;

a) Kloroplast: Fotosentezin yapıldığı organellerdir Sadece bitki hüc­relerinde bulunur Çift katlı zarla kaplı bir yapıdır Bitkilerin farklı organla­rına ait hücrelerde farklı sayıda bulunur Yapraklarda, genç dalda, olgunlaş­mamış sebze ve meyvelerde çok miktarda bulunur Kimyasal yapısını prote­in, karbonhidrat, yağ, klorofil, DNA ve RNA oluşturmaktadır İki önemli bö­lümü vardır:

Stroma: Kloroplastın iç zarını dolduran protein yapısında sıvı bir kısımdır Stroma içerisinde granum denilen lamelli yapılar bulunur Ayrıca DNA, RNA, ribozom ve fotosentez enzimleri bulunur Bu nedenle klorop-lastlar kendi enzimlerini yapabilir ve çekirdekten bağımsız çoğalabilirler

Grana: Ara madde içerisine gömülmüş diskler ve diskleri birbirine bağlayan lamellerden oluşmuştur Bu yapıların en küçük birimine tilakoid denir Tilakoidler bir araya gelerek granumu meydana getirir Bu lamelli ya­pı ışık enerjisinin en ekonomik şekilde kullanılmasını sağlar Granalar içinde bitkiye yeşil rengini veren ve fotosentez için gerekli ışığı sağlayan klorofil pigmenti bulunur Fotosentetik bakterilerde klorofiller sitoplazma içerisinde dağınık vaziyettedir

b) Kromoplast: Bitkilerde meyve ve çiçeklere renk veren plastitlerdir Likopin (kırmızı), ksantofıl (sarı), karoten (turuncu) rengi verir Likopin domatese kırmızı, ksantofıl limona sarı ve karoten havuca turuncu renk verir Kromoplast yapraklarda, meyve ve bazı yüksek bitkilerin kökle­rinde de bulunabilir Kromoplast dışında bitkiye farklı renkleri veren antokyan ve flovan pigmentleri hücrenin kofulunda bulunur Bu pigmentler koful öz suyunun asidik ya da bazik oluşuna göre farklı yönde etki eder Ko­ful özsuyu asidik ise kırmızıya yakın tonlar, bazik ise mavi, menekşe, mor gibi renkler oluşur

c) Lökoplast: Renksiz plastitlerdir Bitkilerin kök, yumru, soğan gibi ışık görmeyen toprak altı kısımlarında bulunur Nişasta, yağ ve protein depo ederler Örneğin; patates yumrusunda nişasta, baklagil tohumlarında protein, ayçiçeğinde yağ depolayan lökoplastlar vardır

8) Koful (vakuol): Özellikle bitki hücrelerinde ve bir hücrelilerde görü­lür Hayvan hücrelerinde kofullar az sayıda ve küçüktür Kofullar bazı madde­lerin depolanmasını ve bitkilerde turgor basıncının ayarlanmasını sağlarlar Yapısı; iki katlı zardan oluşmuş içi sıvı dolu keseciklerdir Kofulların içindeki sıvıda besinler, madensel tuzlar, vitaminler ve mayalar bulunur Kofullar;

a) Kontraktil kofullar:

Tek hücreli bazı protozoalarda ozmotik basıncı düzenler Tek hücreli­lerde besin sindirimini yapan (besin kofulu) ve atıkların atılmasını sağlayan kontraktil koful (boşaltım kofulu) şeklinde bulunurlar
b) Merkezi kofullar: Bu kofullar bazı aminoasitleri depolar Fruktoz, elma asidi gibi maddeleri de depolar Bunun yanısıra çevresindeki zararlılara karşı bitkiler, kofullarında zehirli maddeler de depolar, örneğin; alkoloitler
c) Depo kofulları: Bu kofullar bazı bitki depo hücrelerinde bulunur Örneğin; sıvı yağ vakuolleri

Çekirdek (Nukleus)

Hücrenin yönetim ve kalıtım merkezidir Hücrenin yaşamsal faaliyetlerinin sağlanması ve sürdürülmesi için gerekli bir organeldir Bakteri, mavi yeşil algler ve bazı memelilerin alyuvarları ha­riç bütün hayvan ve bitki hücrelerinde bulunmaktadır Bazı hücrelerde bir tane bazılarında birden fazla (çizgili kas hücreleri) ve bazılarında ise hiç bulunmaz (mavi-yeşil algler) Çekirdek genellikle yuvarlağımsı şekilde olup hücrenin ortasında bulunur Sitoplazmadan çift katlı bir zarla ayrılmıştır Hücrede bölünme, büyüme, onarım gibi olayları denetler Protein ve enzim sentezini yönetir Çıkarılması hücrenin ölümüne neden olur İnterfaz evre­sindeki bir hücrede nukleus dört kısımda incelenmektedir

Çekirdek zarı ( nukleus membranı)
Çekirdek öz suyu ( karyoplazma )
Çekirdekçik ( nukleolus )
Kromatin İplikleri

a) Çekirdek Zarı (Nukleus Membranı): Çift katlı olup kimyasal ya­pı bakımından hücre zarına benzer Dıştaki zar üzerinde ribozom taşır ve kıvrımlar yaparak endoplazmik retikulum kanalcıklarını oluşturur İç zar ise düzdür Dış zara ekzin zar, iç zara ise intin zar adı verilmektedir Bu iki zar bazı noktalarda birleşerek por adı verilen açıklıkları oluştururlar Porlar si-toplazma ve çekirdek arasında madde alış verişini sağlarlar

b) Çekirdek özsuyu (Karyopiazma): Kimyasal yapı bakımından si-toplazmaya benzer Büyük oranda sitoplazmadan daha fazla protein ve mine­ral taşır Homojen görünümlü olup içerisinde bir veya birkaç çekirdekçik ve kromatin ipliklerini bulundurur

c) Çekirdekçik (Nukleolus): Işık mikroskobunda çok belirgin olarak görülür Çekirdek sıvısından herhangi bir zarla ayrılmamıştır Yapısında RNA ve protein bulunur Hücre bölünmesi sırasında kaybolur ve sonra tekrar yapılır RNA ve protein senteziyle yakın bir ilişkisi vardır Protein sentezinin yüksek olduğu hücrelerde şekil bakımından büyük, düşük olduğu hücrelerde küçüktür

d) Kromatin İplikleri: Çekirdek sıvısında uzun ağ ve yumak şeklinde görülen iplikler şeklindeki yapılardır Hücre çekirdeğinin temel yapısı kro­matindir Kromatin hücrenin kalıtsal materyalidir Hücre bölünmesi sırasında kromatinler kısalıp kalınlaşarak kromozom adı verilen yapıları oluştururlar Bir kromozomun yapısında iki parça bulunur Bunlardan her birine kromatid (yavru kromozom) denir Bir kromozomun iki kromatidine kar­deş kromatid denir Bu kromatidler sentromerlerle birbirlerine bağlanırlar Bölünme sırasında kromozomlar sentromerleriyle iğ ipliklerine tutunurlar Kromozomların birbirlerine belirli bölgelerinde irtibat sağlayan DNA dü­ğümleri vardır Ayrıca canlıya özgü karakterleri taşıyan gen adı verilen bi­rimler bulunmaktadır Her canlı türünde belli bir sayıda kromozom vardır

Ancak kromozom sayısıyla türün gelişmişliği ya da organizasyonu arasında bir ilişki yoktur Vücut hücreleri anne ve babadan gelen birer takım kromo­zoma sahiptirler Bu şekilde iki takım kromozom taşıyan hücrelere diploid hücreler denir ve 2n ile gösterilir O halde biri anneden (yumurta hücresi), diğeri babadan (sperm hücresi) gelen şekil ve yapı bakımından birbirinin benzeri olan bu kromozomlara homolog kromozom denir Üreme hücrelerinde ise kromozom sayısı vücut hücrelerindekinin yarısı kadardır Bunlara haploit (monoploid) hücreler denir ve n ile gösterilir Üreme hücrelerinin haploit olması, bunların birleşmesi sonucu diploit olmasını sağlar ve türdeki kromozom sayısını sabit tutar Diploit kromozom sayısının iki tanesi eşey kromozomudur Görevlerine göre kromozomlar iki kısımda incelenir Bun­lardan vücut kromozomları (otozomlar), üzerinde bulunan genler vücut özel­liklerinin ortaya çıkmasını sağlar Örneğin; insanda 23 çift kromozomun 22 çifti vücut kromozomudur Eşey kromozomları (gonozomlar) üzerindeki genler eşeye bağlı özellikleri taşırlar İnsanda bulunan 23 çift kromozomun bir çifti eşey kromozomudur Vücut hücrelerinde; dişide XX, erkekte XY şeklindedir

Prokaryot Hücre ve Ökaryot Hücre

Hücreler çekirdeğinin bulunup bulunmamasına göre iki bölümde ince­lenir:

a) Prokaryot Hücreler

Bir zarla çevrilmiş belirgin çekirdekleri olmayan hücrelerdir Bunlarda hücre zan, sitoplazma ve ribozomlar olduğu halde çekirdek zarı ve diğer organeller yoktur Çekirdek içerisinde bulunan kromatin ağı (kalıtım mater­yali), karyoplazma (çekirdek sıvısı) gibi yapılar sitoplazma içerisinde dağı­nık durumdadırlar Çekirdekçik (nukleolus) de görülmez Çekirdeği olmayan canlı hücreler monera alemi içinde incelenir Mavi-yeşil algler ve bakteriler bu gruba girer

b) Ökaryot hücreler

Bu tip hücreler dıştan içe doğru hücre zarı, sitoplazma ve çekirdek olmak üzere üç kısımdan oluşurlar Gelişmiş canlıların ve protozoaların hüc­releri bu grupta yer alır Ökaryot hücre yapısında çekirdek zarı, çekirdek sı­vısı ve kalıtım materyali belirgindir Ayrıca belli görevleri üstlenmiş organeller ve yapıları rahatça görülebilmektedir Ökaryot hücrelere; Kamçı­lılar, Kökayaklılar, Sporlular, Silliler, ileri yapılı hayvan ve bitki hücreleri örnektir

Hücre Bölünmesi İle İlgili Bilgiler

Canlılık özelliklerinden en önemlisi hücrelerin bölünüp yeni yeni hüc­reler meydana getirmesidirTek hücreli canlılarda bir tek hücre bölünür bunu bölünen hücrelerin tekrar bölünmesi izler Çok hücreli canlılar ise başlangıç­ta tek bir zigot veya sporun bölünerek çoğalmasıyla oluşurlar

Hücre bölünme gelişigüzel bir olay değildir Ancak hücre bölünme­ye başlamadan önce herhangi bir bölünme belirtisi göstermez Ancak bö­lünmenin neye bağlı olarak ne zaman ve nasıl olacağı konusunda iki görüş vardır:

Hücreler dış ortamlardan difüzyon ve aktif taşımayla sürekli olarak besin aldıkları için sitoplazma hacimleri artar Besinlerin hücre içe­risinde yayılma hızları düşer ve hücrenin dengesi bozulur Bu du­rumda hücreler ya ölür ya da bölünerek hacimlerini küçültür

Hücre büyürken hücre zarındaki genişleme hacimdeki artmayı kar­şılamamaktadır Bu durumda hücre zarı hücrenin iki yönlü madde alış verişine yanıt veremeyeceği için hücre bölünecektir Hücre bö­lünmesine ait elde edilen bulgular ve bölünmede geçen olaylar 1880 yılında Walter Flemming tarafından açıklanmıştır Hücrede geçen bu olaya araştırıcı karyokinezis yani mitoz adını vermiştir

Bugün hücrelerde olağan dışı bölünmeler hariç mitoz ve mayoz olmak üzere başlıca iki tip bölünme görülmektedir

Mitoz Hücre Bölünme (Karyokinezis)

Mitoz bölünme, somatik (vücut) hücrelerinin bir bölünme şeklidir Canlıların gelişmesinin yıpranan ve bozunan hücrelerin yeniden oluşması ve zigotun embriyoyu oluşturmak üzere geçirmiş olduğu bölünmelere mitoz bölünme denir Bakteri ve mavi-yeşil algler hariç bitkiler ve hayvanlar ale­minde bütün canlıların vücut hücrelerinde mitoz bölünme görülebilmektedir Mitoz bölünme birbirini izleyen iki bölünme şeklinde olmaktadır Bunlar sı­rasıyla çekirdek bölünmesi ve sitoplazma bölünmesidir Çekirdeğin bölünme öncesinde dinlenme halinde olmadığı sürekli metabolik faaliyet gösterdiği elektron mikroskobunun bulunmasıyla net olarak açıklanmıştır İki mitoz bö­lünme arasındaki bu evreye interfaz denir İnterfaz evresinde hücre, bölün­me için gerekli maddelerin hazırlanmasına çalışır Bu sırada DNA molekülü kendini eşler ve kalıtım materyali iki katına çıkar İnterfazın dışında çekirdek bölünmesi olan karyokinez dört evreden meydana gelir Bu evreler;

a) profaz
b) metafaz
c) anafaz
d) telofaz

olmak üzeredir Bu evrelerden her birinin belirgin bazı özellikleri vardır Aralarında hiçbir dinlenme yoktur Bu yüzden kesin sınırla birbirinden ayrılamaz

a) Profaz: Bu evrede her kromozom sentromerinden bağlanmış iki kromatid parçasından meydana gelmiştir Profazın başlangıcında kromatin iplikleri kısalıp kalınlaşmıştır Daha sonra bu iplikler kromozom şeklinde ta­nımlanmaktadır Profaz ilerledikçe kromozomlar çekirdeğin çevresine doğru yerleşmeye başlarlar Çekirdek zarı erir, nükleolus kaybolur Böylece profaz son bulur Profazın sonunda sitoplazmada bulunan sentrozom sentriollerine bölünür Kutuplara çekilen sentrioller arasında iğ iplikleri meydana gelir

b) Metafaz: Kromozomlar ekvator düzleminde dizilmeye başlarlar Bu evrede her bir kromozom sentromeriyle iğ ipliklerine tutunurlar Bu saf­hada kromozomların şekli ve sayısı belirgindir Her kromozomun iki kardeş kromatitten oluştuğu görülmektedir

c) Anafaz: Bu evrede sentromerlerine bağlı iki kardeş kromatid bir­birlerinden ayrılarak farklı kutuplara doğru çekilmeye başlarlar Kardeş kromatitler yeni hücrelerin kromozomlarını oluşturacaklardır Kardeş (yav­ru) kromatitlerin kutuplara doğru hareketleri iğ ipliklerinin kısalmasıyla olur

d) Telofaz: Kutuplara ulaşan her bir kromatid artık bir kromozom şeklini almaya başlamıştır Bu evrede hücrenin her iki kutbu da ana hücrede­ki sayıda kromozoma sahiptir Bu arada her iki kutupta da çekirdek belirgin­leşir Kromozom ve çekirdeklerin etrafını sitoplazma tarafından oluşturulan çekirdek zarı çevreler Oluşan bu yavru kromozomlar uzayıp incelmeye baş­lar Helezon şeklinde uzun ipliksi hal almaya başlar Yani kromatin ağı du­rumuna dönerler Bu fazda her iki çekirdek büyür ve her ikisinde de çekir­dekçik oluşur Böylece çekirdek bölünmesi (karyokinez) tamamlanmış olur Çekirdek bölünmesini sitoplazma bölünmesi izler Bitki ve hayvanlarda si­toplazma bölünmesi farklılıklar göstermektedir Hayvanlarda sitoplazma bö­lünmesi hücrenin tam orta bölgesinden başlamak üzere dıştan içe doğru bo­ğumlanarak meydana gelir Bitki hücrelerinde ise selüloz çeperden dolayı boğumlanma olmaz Hücrenin orta bölgesinden kenarlara doğru yayılan se­lüloz çeperin oluşumu ile hücre bölünmesi tamamlanır ve bir hücre tamamen ana hücreye benzeyen iki hücre meydana getirir Mitoz bölünme sonucunda canlılarda kromozom sayısı sabit kalır Hücrede sayıca çoğalma meydana gelir

Mayoz Hücre Bölünme (Redüksiyon Bölünme)

Mayoz bölünme kromozom sayısının diploitden (2n kromozom) haploide (n kromozom) indirgendiği, eşey hücrelerinde (üreme hücreleri) iz­lenen bir hücre bölünmesi türüdür Eşeysel çoğalmayı sağlayan ve yeni bir bireyi oluşturmak amacıyla erkek ve dişi bireylerdeki eşey hücrelerinin kro­mozom sayısının yarıya indirilmesi olayına mayoz, bunu sağlayan hücre bö­lünmesi tipine de mayoz bölünme denir Mayoz bölünme türlerde kromo­zom sayısının sabit kalmasını sağlayan bir bölünme şeklidir Dişilerin üreme organlarına ovaryum (yumurtalık), erkeklerin üreme organlarına da testis denir Testis ve ovaryumdaki hücreler başlangıçta diğer vücut hücreleri gibi 2n kromozomludur Mayoz bölünme sonucu bu hücrelerden oluşan yumurta hücresi (ovum) ve sperm hücresi (sperma) hücreleri yani gametler n kromozomludurlar (haploid) Gametlerin birleşmesi sonucu oluşan zigot da 2n kromozomludur Bu nedenle zigotun birleşmesiyle oluşan yeni fert ataları gibi 2n kromozomludur

Mayoz Bölünmenin Özellikleri

1) Üreme organlarında 2n kromozom taşıyan üreme ana hücresinde meydana gelir
2) Mayoz türlerde kromozom sayısının sabit kalmasını sağlar
3) Bölünme sonucu n sayıda (haploid) kromozom taşıyan 4 hücre bulunur
4) Mayoz bölünmede bir tür içerisinde crossing-over (gen değiş-tokuşu) meydana gelir
Mayoz bölünmede homolog kromozomlar birbirleriyle çiftler oluştu­rurlar Hücrede bulunan ve X ve Y olarak adlandırılan seks kromozomları şekil ve gen yapıları bakımından farklıdırlar Ancak mayoz bölünme sırasın­da bunlar homolog kromozomlara benzer şekilde davranırlar Mayoz bölün­me bir çok bakımdan mitoz bölünmeye benzer Ancak sonuçları farklıdır Mitozdan farklı olarak mayozda iki bölünme olur ve dört nükleus oluşur Bu bölünmeler mayoz I ve mayoz II olarak adlandırılır Mayoz I 'de homolog kromozomlar eşleşir ve bu eşleşme bir süre devam eder Sonra eşler birbi­rinden ayrılırlar Ayrılan eşlerin her biri sanki yavru kromozom (kromatid) gibi metafaz I, anafaz I ve telofaz I'den geçerek kutuplara çekilirler ve sitokinez meydana gelir Böylece oluşan iki yavru nükleusta homolog kro­mozomlardan sadece bir tanesi vardır Mayoz I kromozom sayısının yarıya indirgenmesidir Mayoz II 'de ise kromatidler birbirinden ayrılır ve her birisi bir yavru nükleusa gider ve yine sitokinez meydana gelir Mayoz II hücre sayısının arttırılarak dörde çıktığı safhadır

Mayoz I

Profaz I:_Mayozun en karmaşık ve en önemli evresidir Bu evrede homolog kromozomlar yan yana gelirler Homolog kromozomların birbirle­rine değdikleri noktalara sinapsis adı verilmektedir Bu dörtlü gruba tetrad denir Sinapsis sırasında kromozomların kardeş olmayan kromatidleri ara­sında parça değişimi olur Bu olaya crossing-over adı verilir Crossing-over olayı yeni gen birleşmelerine olanak verdiğinden aynı türün fertleri arsında farklı özelliklerin ortaya çıkmasını sağlar Profaz sırasında sentrozomlar sentriollerine ayrılırken iğ iplikleri oluşmaya başlar Çekirdek zarı ve çekir­dekçik kaybolur Böylece profaz I son bulur

Metafaz I: İğ ipliklerine sentromerleriyle homolog kromozomlar tu­tunarak hücrenin ekvator düzleminde sıralanırlar

Anafaz I: İğ iplikleri üzerinde bulunan homolog kromozomlar zıt ku­tuplara doğru hareket ederler ve bu olayın sonucunda homolog kromozomlar birbirinden ayrılırlar

Telofaz I: Kutuplara çekilen kromozomların etrafında çekirdek zarı meydana gelir Çekirdek bölünmesini sitoplazma bölünmesi izler Bu olay sonucunda (mayoz I) homolog kromozomlardan birini taşıyan haploid (n) sayıda iki hücre meydana gelir

Mayoz II

Mayoz I' de oluşan haploid sayıda iki hücre mayoz II' de yeniden bö­lünür

Profaz II: Telofaz I'den sonra görülür Kromozomların her biri mitozda olduğu gibi kromatidleri belirginleşir Çekirdek zarı erir Sentrioller farklı kutuplara doğru çekilirken, iğ iplikleri oluşur

Metafaz II: Kromozomlar hücrenin ortasında (ekvator düzleminde) dizilirler Her bir kromozom birbirinin karşısına gelecek şekilde sıralanırlar

Anafaz II: Kromozomlar sentromerlerinden ayrılarak her bir kromatid farklı kutuplara doğru iğ iplikleri üzerinde hareket ederler Yavru kromatidler kutuplara ulaştığında anafaz II son bulur

Telofaz II: Mayozun en son safhasıdır Kutuplara doğru çekilirken kromatidlerin etrafında çekirdek zarı ve çekirdekçik yeniden oluşur Yavru kromozomların uzayıp incelmesiyle iğ iplikleri oluşur Bu olayda çekirdek bölünmesi son bulur ve bunu sitoplazma bölünmesi (sitokinez) izler Mayoz I ve mayoz II olayları sonucunda dört tane haploid hücre meydana gelir Mayoz bölünme erkek bireylerde testislerde meydana gelir ve bu olaya spermatogenez adı verilir Testislerde 2n sayıdaki üreme ana hücresini mayoz bölünmeyle dört tane n sayıda kromozom taşıyan hücreyi meydana getirdiği görülmektedir Bu hücrelerin her biri gelişerek spermleri meydana getirirler Dişi bireylerde mayoz bölünme ise ovaryumlarda oluşur Ovaryumda yumurta oluşmasına oogenez denir Mayoz bölünme sırasında yumurta oluşurken dişi canlıların çoğunda hücreler eşit olarak bölünemedi-ğinden dört yumurta yerine bir yumurta oluşur Diğer üç küçük hücre kutup hücresi adını alır ve bu küçük hücreler parçalanarak dışarıya atılır

Mitoz ve Mayoz Bölünme Arasındaki Farklar

- Mitoz Bölünmede

Nükleusun bulunduğu bütün canlılarda görü­lür Vücut hücrelerinin çoğalma biçimidir

Büyüme, gelişme, yıpranan ve ölen hücrelerin yenilenmesinde büyük rol oynar

Oluşan hücreler genellikle uzun ömürlüdür Büyüme ve gelişmenin olduğu her dönemde görülmektedir

Mitoz bölünme sonucunda meydana gelen hücrelerin kromozom sayıları birbirinin aynı­dır Aynı zamanda ana hücrenin kromozom sayısıyla farklılık göstermez Kısaca kromo­zom sayısı sabit kalır

Bir tek bölünmeden ibarettir

Homolog kromozomlar sinapsis yapmaz, tetrad oluşmaz ve crossing-over görülmez

Yavru hücrelerin kalıtsal özellikleri birbirinin aynıdır

- Mayoz Bölünmede

Eşeyli üreyen canlılar ile spor oluşturan bazı canlıların üreme hücrelerinin (gametlerinin) oluşmasını sağlayan bir bölünmedir

Üremede rol oynar

Oluşan hücreler kısa ömürlüdür Sadece üre­me döneminde görülmektedir

Mayozda ise oluşan hücrelerde üreme ana hücresinin yarısı kadar kromozom bulunur Kromozom sayısı yarıya iner Dört tane n kromozomlu hücre oluşur

Arka arkaya iki bölünme görülür

Homolog kromozomlar sinapsis yapar, tetrad oluşur ve crossing-over görülür

Yavru hücrelerin kalıtsal özellikleri birbirin­den farklıdır

Kontrolsüz Hücre Bölünmesi

Canlılarda hücre bölünmesi hücrenin ve organizmanın kontrolü altın­da meydana gelir Bu kontrol hormonlar yardımıyla sağlanır Her dokuda bu­lunan hücrelerde meydana gelen bölünme o dokunun görevine bağlıdır Bazı dokularda hücre bölünmesi çok hızlı olduğu halde bazılarında yavaştır Bir organ ya da dokudaki hücre bölünme programı bozulur ya da hücre bölünme hızı birdenbire artarsa gereğinden fazla sayıda hücreler oluşur Bu hücrelere kanser hücreleri, oluşturdukları kitleye de tümör (ur) denir Kanserli hüc­reler organizmanın kontrolünden çıkmış kendi bağımsız programını uygula­yan hücrelerdir Yapı ve davranış bakımından farklılık gösterirler Bu tip hücrelerde çekirdek iri, DNA ve RNA belli bölgelerde dengesizdir Kromo­zomların belli noktalarda şifrelerin değişmesi ya da yapısal olarak bozulması söz konusudur Bu durum fizyolojik bozukluklara sebep olur Bu bozukluk­ların en önemlilerinden biri de hızlı mitoz bölünme olayıdır Kanserli hücre­lerde mitoz bölünme programsız ve kontrolsüz bir şekilde meydana gelir Bu olay canlının işlevsel ve yapısal dengesini de bozar Tümör geliştiği noktada kalarak etrafa yayılmamışsa iyi huylu tümör denir Bunlar fazla zararlı de­ğildir Tedavi edilebilir Eğer tümör bulunduğu yerde kalmayıp kan ve lenf yoluyla yayılıyorsa bunlara kötü huylu tümör denir Erken teşhiste tedavi edilebilmektedir Geç kalınmışsa tedavisi çok zor ya da olanaksız olmaktadır

Hücre
Hücre, canlının canlılık özelliklerini taşıyan, yapı ve görev bakımından en küçük parçasıdır Hücreye göze de denilebilir Atomların molekülleri, moleküllerin makromolekülleri, makromoleküllerin makromoleküler yapıları oluşturmasıyla, dokuların en küçük yapı taşları olan ve yaşamın tüm özelliklerini sergileyen hücreler oluşmaktadır Genel olarak tüm hücreler temelde aynı yapıya sahiptirler Fakat bulundukları dokuya ve dolayısıyla fonksiyonlara bağlı olarak bazı farklılıklar gösterirler