Hücre, canlıların bütün özelliklerini gösteren en küçük yapı ve görev birimidir. İçinde bir şehir gibi işleyen organelleri, zarından geçen maddeleri tıklayarak ve deneyerek keşfet.
Hücre ve organellerin keşfi, merceklerin ve özellikle mikroskobun gelişmesi sayesinde mümkün olmuştur. Biyolojinin en önemli gözlem ve ölçme aracı mikroskoptur.
Hücreyi 9 kat büyüten ilk mikroskobu icat etti.
"Hücre" terimini ilk kullanan bilim insanıdır. İncelediği mantar meşesi dokusunda gördüğü küçük odacıklara, "küçük oda" anlamına gelen cellula adını verdi.
Sperm hücrelerini ve bakterileri inceledi. Bakterilerin varlığını keşfeden ilk kişidir ve mikrobiyolojinin kurucusu sayılır.
Bitki hücrelerini inceledi; çekirdeğin hücre bölünmesindeki rolünü belirtti.
Hayvan hücrelerini inceledi; hücrelerin canlıların yapı birimi olduğunu belirtti.
Var olan hücrelerin kendinden önceki hücrelerden meydana geldiğini belirtti.
Hücreler yapılarına göre prokaryot ve ökaryot olmak üzere ikiye ayrılır. Aradaki temel fark, zarla çevrili bir çekirdeğin ve zarlı organellerin bulunup bulunmamasıdır. Şöyle düşün: prokaryot hücre tek odalı bir stüdyo dairedir — yemek, uyku, çalışma hepsi aynı boşlukta olur. Ökaryot hücre ise odalara bölünmüş bir evdir; mutfak ayrı, yatak odası ayrı. Her organel bir odadır ve kendi işini kendi köşesinde yapar. Bu bölmeli düzen ökaryot hücreyi çok daha verimli kılar.
Her tek hücreli canlı prokaryot değildir. Ökaryot tek hücreli canlılar da vardır (amip, öglena, paramesyum). Ancak her prokaryot canlı tek hücrelidir.
Ökaryot hücrelere özgü, tek ya da çift katlı zara sahip hücre birimlerine organel denir. Ribozom ise hem prokaryotta hem ökaryotta bulunur, çünkü zarsızdır.
Hücre zarının yapısı bugün akıcı-mozaik zar modeli ile açıklanır. 1972'de Singer ve Nicolson tarafından önerilen bu modele göre hücre zarı protein, lipit ve karbonhidrat moleküllerinden oluşur. İsmi kulağa karışık geliyor ama aslında iki kelimeyi ayrı ayrı düşünürsen çok basit: "akıcı", çünkü zar katı bir duvar değil — moleküller sürekli yer değiştirir, sabun köpüğü gibi hareketlidir. "Mozaik", çünkü yağ tabakasının arasına serpiştirilmiş proteinler, tıpkı bir mozaik tablodaki renkli taşlar gibi dağınık durur. Yani hücre zarı, üzerinde adacıklar yüzen bir yağ denizidir.
Bitki, alg ve mantar hücreleri ile prokaryot canlıların hücre zarının dışında bulunan yapıdır. Hayvan hücrelerinde yoktur.
| Bitkiler | Selüloz |
| Alg ve mantarlar | Kitin |
| Bakteriler | Peptidoglikan |
| Arkeler | Pseudopeptidoglikan |
Yarı akışkan, sıvısal ortamdır; %70–90'ı sudur. İçinde proteinler, yağlar, karbonhidratlar, enzimler, hormonlar, vitaminler, mineraller, tuzlar, gazlar, atıklar, ATP, nükleotitler ve RNA'lar bulunur. Sürekli hareket hâlinde olması hücre içinin homojen kalmasını sağlar.
Hücrenin yönetim ve kalıtım merkezidir; zar, sıvı, çekirdekçik ve kromatinden oluşur. Çekirdek zarındaki porlar hücre zarındaki porlardan büyüktür. Olgun alyuvarda çekirdek yoktur; karaciğer ve çizgili kas hücrelerinde birden fazla olabilir. Çekirdekçik zarsızdır ve ribozomun üretim yeridir.
Hücre bir fabrika gibidir: her organelin ayrı bir görevi vardır. Aşağıdaki hücrede bir organele tıkla — yapısını, görevlerini ve hangi hücrelerde bulunup bulunmadığını gör.
Lizozom: bitki ve mantar hücrelerinde yok.
Sentrozom: gelişmiş bitki, mantar, sinir, çizgili kas, olgun alyuvar ve yumurtada yok.
Golgi: olgun alyuvar, sperm ve bakterilerde yok.
Mitokondri: bakteri, arke ve memeli olgun alyuvarında yok.
Otofaji: yıpranmış, yaşlı organellerin parçalanması.
Otoliz: enzimlerin sitoplazmaya dağılıp hücrenin kendini sindirmesi.
Embriyoda parmak aralarının açılması ve kertenkelenin kuyruğunu bırakması otolizdir.
Kloroplast: yeşil, fotosentez yapar.
Kromoplast: renk verir — ksantofil sarı, karoten turuncu, likopen kırmızı.
Lökoplast: pigmentsiz, depo eder (patateste nişasta, zeytinde yağ, fasulyede protein).
Uzun süre ışık alırsa kloroplasta dönüşebilir.
Hücre zarı canlı ve seçici geçirgendir. Bir maddenin nasıl taşınacağını; büyüklüğü, elektrik yükü, yağda veya suda çözünebilme özelliği ve yoğunluğu belirler. Bütün bu taşıma çeşitlerini tek bir soruyla ayırt edebilirsin: "Madde yokuş aşağı mı gidiyor, yokuş yukarı mı?" Kalabalık taraftan boş tarafa geçiyorsa bu yokuş aşağıdır, kendiliğinden olur, enerji istemez (difüzyon, osmoz). Ama azdan çoğa, yani yokuş yukarı çıkıyorsa hücrenin onu itmesi gerekir — bu da ATP harcar (aktif taşıma). Molekül zardan geçemeyecek kadar büyükse zar onu kese içine alıp taşır; bu da enerji ister.
Osmoz, suyun çok yoğun olduğu ortamdan az yoğun olduğu ortama seçici geçirgen bir zardan geçişidir. Kafa karıştıran nokta genelde şudur: su, tuzun çok olduğu tarafa gider. Çünkü tuzun çok olduğu yerde su azdır — su her zaman kendi kalabalığının az olduğu yere doğru akar. Salatalığa tuz attığında suyunu salması ya da tuzlu deniz suyu içince daha çok susaman tam olarak budur. Aşağıda hücre tipini ve ortamı seç — ne olacağını gör.
Osmotik basınç: net su geçişini durdurmak için zara uygulanması gereken basınç.
Çözünen madde miktarıyla doğru orantılıdır.
Turgor basıncı: hücre içindeki suyun hücre zarına yaptığı basınç.
Turgor basıncı ile osmotik basınç ters orantılıdır.
Su hiçbir zaman aktif taşımayla taşınmaz, yalnızca osmozla yer değiştirir. Su daima osmotik basıncın yüksek olduğu yere doğru hareket eder.
Turgor basıncı bitkilere desteklik ve diklik sağlar; stomaların açılıp kapanması bu sayede olur. Susuz kalan bitkide turgor azalır ve bitki solar. Göz ve burun damlalarının izotonik olması, hücrelerin plazmoliz ya da turgor olmasını engeller.
8 sorudan oluşan bu testle "Hücre" ünitesini ne kadar öğrendiğini gör.
Hücre temel yapı ve görev birimidir; yeni hücreler öncekilerin bölünmesiyle oluşur (Virchow).
Prokaryotta zarlı organel ve belirgin çekirdek yok, sadece ribozom var. Her prokaryot tek hücrelidir ama her tek hücreli prokaryot değildir.
Çift katlı fosfolipit + gömülü proteinler + karbonhidratlar. Canlı ve seçici geçirgen.
Bitkide selüloz, mantar/algde kitin, bakteride peptidoglikan. Hayvan hücresinde yoktur.
Difüzyon ve osmozda ATP yok. Aktif taşıma, endositoz ve ekzositozda ATP harcanır.
Hipertonikte plazmoliz, hipotonikte turgor (hayvan hücresinde hemoliz), izotonikte emme kuvveti sıfırdır.