9. SINIF BİYOLOJİ · ÜNİTE 22 · HÜCRENİN YAPISI VE YAPISAL BİLEŞENLERİ

Canlıları oluşturan hücreler işlevsel olarak benzerlik gösterse de yapısal bazı farklılıklara sahiptir. Bilim insanları yapısal iki farklı hücre tipi belirlemiş, bunlara prokaryot ve ökaryot hücre adını vermiştir. Bakteri ve arke domainlerindeki organizmalar prokaryotik hücre yapısına sahip hepsi tek hücreli organizmalardır. Protistler, mantarlar, bitkiler, hayvanlar ise ökaryotik hücre veya hücrelerden oluşan organizmalardır.

Ünite 10 ve 11’deki âlem tablosuyla birebir örtüşüyor: iki domain prokaryot (bakteriler, arkeler), dört âlem ökaryot (protista, mantarlar, bitkiler, hayvanlar).

Prokaryot ve ökaryot hücreler bazı temel ortak özelliklere sahiptir. Örneğin bütün hücreler hücre zarı (plazma zarı) denen seçici geçirgen bir bariyerle çevrilidir. Hücre zarı, içinde hücre alt bileşenlerinin yer aldığı sitoplazma adı verilen yarı akışkan bir maddeyi çevreler. Yapısında genetik bilginin kodlu olduğu DNA’yı taşıyan kromozomlar ve genlerin verdiği talimatlara uygun olarak protein sentezleyen ribozomlar da hemen hemen bütün hücrelerde bulunur.

Dört ortak yapı: hücre zarı · sitoplazma · DNA · ribozom. Bu dördü olmadan hücre olmaz; geri kalan her şey ayrım noktasıdır.

Prokaryot ve ökaryot hücreler arasındaki en temel farklılıklardan biri, DNA’nın hücre içindeki konumudur. Ökaryot hücredeki DNA’nın çoğu, çift katlı zarla çevrili bir organel olan çekirdeğin içindedir. Prokaryotlarda ise sitoplazmanın daha yoğun bir bölgesi olan ve nükleoid adı verilen bölgede yoğunlaşmıştır. Genetik materyal açısından karşılaştırıldığında ökaryotlarda çok sayıda iplik şeklinde doğrusal DNA bulunur ancak prokaryotlar halkasal DNA molekülü içerir. Ökaryot hücrelerde mitokondri, endoplazmik retikulum, Golgi aygıtı, lizozom, peroksizom gibi zarla çevrili organeller vardır fakat prokaryot hücrelerde zarla çevrili organel yoktur. Hücre boyutları açısından genel olarak ökaryot hücreler, prokaryot hücrelerden daha büyüktür.

Dikkat: nükleoid bir çekirdek değildir. O, “sitoplazmanın daha yoğun bir bölgesi” diye tanımlanıyor ve prokaryotta zarla çevrili organel bulunmadığını ayrıca söylüyor — yani nükleoidin çevresinde zar yoktur. Çekirdek ise “çift katlı zarla çevrili bir organel”dir.

Düğmelerle hücre tipleri arasında geç. Ökaryot kesitlerinde zarla çevrili yapılar görünür; prokaryot kesitinde ise yalnız zar, sitoplazma, halkasal DNA (nükleoid) ve ribozomlar vardır.

Her satır bir yapı. Hücreye tıkladıkça boş → ✓ → ✗ diye döner; her satırda tam bir doğru sütun vardır. Denetle’ye basınca sonucunu görürsün.

Ökaryotik bir hücrenin yapısal bileşenleri arasında hücresel yapılar, hücre zarı, sitoplazma, organeller ve çekirdek bulunur. Bu bileşenler, hücrelerin yaşamsal faaliyetlerinin gerçekleştirilmesi ve hücresel homeostazinin (iç denge) sağlanması için gereklidir. Hücrenin çeşidine ve görevine göre bu yapılarda değişiklikler görülebilir.

Son cümle önemlidir: bütün hücreler aynı değildir. Kas hücresiyle sinir hücresi aynı bileşenleri taşır ama farklı oranlarda — çok protein üreten bir hücrede daha çok ribozom bulunur.

Bu sayfa hücre zarını, sitoplazmayı ve zarsız yapıları ele alıyor; organeller ve çekirdek bir sonraki ünitenin konusudur.

Hücre zarı, hücrenin dış sınırını oluşturan seçici geçirgen bir yapıdır. Besinlerin, oksijen ve karbondioksit gibi gazların, hücresel atıkların geçişine hücrenin gereksinimlerine göre izin verir. Birçok arkede, alglerde (bazı protistlerde), bitkilerde, mantarlarda ve bakterilerde hücre zarının dış kısmında hücre duvarı adı verilen bir yapı daha bulunur.

Duvar taşıyanlar listesine dikkat et: arkeler, algler, bitkiler, mantarlar, bakteriler. Hayvan bu listede yoktur — hayvan hücrelerinde hücre duvarı bulunmaz. (24. ünitede bunun bir sonucunu göreceksin: hücre duvarı olan canlılarda endositoz gerçekleşmez.)

Hücre zarının yapısı akıcı-mozaik zar modeli ile açıklanır. Bu modele göre zarın yapısında çift katman hâlinde dizilmiş fosfolipitler, bunların arasında kolesterol molekülleri (hayvan hücrelerinde) ve proteinler bulunur. Bu yapıda fosfolipitler ve proteinler hareket edebildiğinden, hücre zarı akışkan bir görünüme sahiptir. Ayrıca fosfolipitlerin arasında bulunan proteinler de büyütme gücü yüksek mikroskop ile bakıldığında hücre zarına mozaik görünümü vermektedir.

Modelin adı iki kelimeden kuruluyor ve her kelimenin ayrı bir sebebi var:
AKICI → fosfolipitler ve proteinler hareket edebiliyor.
MOZAİK → proteinler fosfolipitlerin arasına serpiştirilmiş görünüyor.

Düğmelerle zarın bileşenleri arasında geç; seçilen bileşen vurgulanır ve görevi alt kutuda yazar.

Hücre zarının yapısında bulunan proteinlerin hücrelerin haberleşmesi, birbirine tutunması, birbirini tanıması ve madde geçişlerinin sağlanması gibi pek çok işlevi bulunur.

Hayvan hücre zarındaki proteinlere ve lipitlere bağlı karbohidrat molekülleri, hücrelerin birbirini tanımasında ve hücrelere özgüllük kazandırılmasında görevlidir.

Görseldeki adlarıyla: proteine bağlı karbonhidrat grubu glikoprotein, yağ asitlerine bağlı olan glikolipittir. Bu karbonhidratlar hücrenin “kimlik kartı” gibidir — bir sonraki bölümde neden kan grupları olduğunu bu bilgiyle açıklayacağız.

Tek bir cümlede bir ters orantı veriyor: “Kolesterol miktarı yükseldiğinde akışkanlık azalır.” Kaydırakla kolesterol miktarını değiştir, fosfolipitlerin ne kadar serbest hareket ettiğine bak.

Günlük konuşmada kolesterol kötü bir şey gibi anılır. Buradaki bilgi ise bir görevdir: kolesterol molekülleri zarın akışkanlığını düzenler. Yani hayvan hücre zarının normal bir bileşenidir.

İki ayrıntıya dikkat: kolesterol hayvan hücrelerinde bulunur (ders kitabı parantez içinde bunu belirtiyor) ve etkisi ters yönlüdür — miktar artınca akışkanlık azalır.

Sitoplazma, hücre zarının çevrelediği sıvı ortamdır. Su, iyonlar, küçük moleküller ve makromoleküllerden oluşur. Jel görünümlü olan sitoplazma, hücre içindeki kimyasal reaksiyonların ve hücrenin yaşamsal aktivitelerinin çoğunun gerçekleştiği bölgedir. Yapısındaki iskelet proteinleri sayesinde hücrenin üç boyutlu yapısını korur. Hücre içinde madde taşınımına imkân sağlar ve hücresel yapıların hücre içindeki konumunu sabitler.

1. Tepkime alanı: hücre içindeki kimyasal reaksiyonların ve yaşamsal aktivitelerin çoğu burada gerçekleşir.
2. Şekil: içindeki iskelet proteinleri hücrenin üç boyutlu yapısını korur.
3. Taşıma: hücre içinde madde taşınımına imkân sağlar.
4. Sabitleme: hücresel yapıların hücre içindeki konumunu sabitler.

Bir önceki ünitede öğrendiğin şeyle birleştir: enzim tepkimeleri sulu ortamda gerçekleşir. Sitoplazmanın büyük bölümünün su olması bu yüzden rastlantı değildir.

Sitoplazma için iki ayrı yerde iki söz kullanılıyor: hücre zarının çevrelediği “yarı akışkan bir madde” ve “jel görünümlü”. İkisi de aynı şeyi anlatır: sitoplazma ne su gibi tam akışkandır ne de katıdır.

Bu ara kıvam işe yarar: sıvı olduğu için maddeler taşınabilir, jel kıvamında olduğu için organeller yerinden oynamaz. “Konumunu sabitler” ifadesi tam olarak buna karşılık gelir.

Arama kutusuna zarsız, prokaryot, protein gibi bir kelime yaz.

Ribozomlar; RNA ve protein içerikli iki alt birimden oluşan, protein sentezinin gerçekleştirilmesinde ve hücredeki genetik bilginin proteinlere çevrilmesinde görevli hücre birimleridir. Ribozomlar zarla çevrili olmadıkları için organel olarak değerlendirilmez. Hem prokaryot hem de ökaryot hücrelerde bulunan ribozom, ökaryot hücrelerde sitoplazmada serbest olarak veya endoplazmik retikulum adı verilen hücresel yapının üzerinde, çekirdek zarının dış yüzeyinde, mitokondri ve kloroplastın içinde bulunur.

Ribozomlar, biri küçük diğeri büyük iki alt birimden oluşur. Ribozomun yapısında bulunan proteinler, onun bütünlüğünü sağlayarak protein sentezi sürecindeki fonksiyonlarını düzenler. Protein sentezi sırasında iki alt birim bir araya gelir ve işlevsel ribozomu oluşturur.

“Ribozomlar zarla çevrili olmadıkları için organel olarak değerlendirilmez.”

Bu cümle bir ölçüt veriyor: bir yapının organel sayılması için zarla çevrili olması gerekiyor. Aynı ölçüt sentrozom için de geçerlidir — o da zarsızdır ve ondan bahsedilirken de “organel” değil “hücresel yapı” der.

Bunun bir sonucu daha var: prokaryotlarda zarla çevrili organel yoktur ama ribozom vardır — çünkü ribozom zaten organel değildir. İki bilgi birbiriyle çelişmez.

Düğmelerle ribozomun bulunabileceği yerler arasında geç. Dört konumun hepsi burada.

Yüksek hızlarda protein sentezleyen ya da protein salgılamak için özelleşen hücrelerde çok miktarda ribozom görülür. Örneğin sindirim enzimlerinin çoğunu sentezleyen insan pankreas hücreleri birkaç milyon ribozom taşır.

Cümle iki yönlü çalışır ve sınavda ters yönü sorulur: bir hücrede bol ribozom görülüyorsa o hücre çok protein üretiyor ya da salgılıyordur. Bir önceki ünitede öğrendiğin enzimler de protein olduğu için, bol enzim salgılayan pankreas hücresinin bol ribozomlu olması beklenen bir sonuçtur.

Sentrozomlar, hayvan hücrelerinde mikrotübül adı verilen boru benzeri proteinlerin ve onu çevreleyen yoğun kimyasal ortamın oluşturduğu, çapraz iki boru parçacığı görünümlü hücresel yapılardır. Hayvan hücrelerindeki mikrotübülün üretim merkezidir. Mikrotübüller, hücrenin iskeletini oluşturan ve hücre içinde madde taşınmasında görev alan yapısal proteinlerdir. Sentrozom içerisinde boru şeklindeki her bir alt birim sentriyol olarak adlandırılır. Sentrozomlar tarafından üretilen mikrotübül yapıdaki iplikçikler, hücre bölünmesinde kromozomların ayrılması sürecinde ve hücrelerden uzanan sil ve kamçı gibi sitoplazmik çıkıntıların oluşturulmasında görev alır.

Sentrozom bir üretim merkezidir; ürettiği mikrotübüller üç ayrı işte kullanılır. Şema merkezden çıkan kolları gösterir.

Üçü karıştırılır; sıra şudur:
Mikrotübül: boru benzeri yapısal protein. Hücre iskeletini oluşturur, madde taşınmasında görev alır.
Sentriyol: sentrozom içindeki her bir boru şeklindeki alt birim.
Sentrozom: çapraz iki boru parçacığı ve çevresindeki yoğun kimyasal ortamdan oluşan bütün; mikrotübülün üretim merkezi.

Kısaca: sentrozom = iki sentriyol + çevresi, ve sentrozomun ürettiği şey mikrotübüldür.

Sorular ve şıklar her turda karışır.