9. SINIF BİYOLOJİ · ÜNİTE 23 · ORGANELLER

Ökaryotik hücreler, dış yüzeyindeki hücre zarına ek olarak hücre içini alt birimlere ayıran geniş ve karmaşık zar sistemlerine sahiptir. Bir evin odalara ayrılması gibi hücreyi alt birimlere ayıran bu zarlar sayesinde hücre içinde özgül metabolik olaylar için farklı koşullara sahip ortamlar oluşturulur. Hücreyi alt birimlere ayıran bu zarlarla aynı hücre içinde birbirlerinden farklı koşullara ihtiyaç duyan metabolik olaylar, eş zamanlı gerçekleşir.

Bir önceki ünitede öğrendiğin şeyle birleştir: her enzimin bir optimum pH’ı vardı. Aynı hücre içinde biri asidik, biri nötr ortam isteyen iki tepkime nasıl birlikte yürüyebilir? Cevap bölmelenmedir: her organel kendi koşullarını kurar.

Bir fabrikada her birimin malzemenin temini, taşınması, saklanması, işlenmesi, paketlenmesi, fabrika dışına gönderilmesi gibi farklı görevleri vardır. İşlerin doğru bir şekilde ilerleyebilmesi için bu birimler arasında iş bölümü ve iletişim olmalıdır. Fabrikanın yönetim merkezi, hücre çekirdeğine benzetilebilir. Hücre çekirdeği, hücrede gerçekleşen bütün olayları yönetir. Fabrikadaki her bir alt birim ise hücre organelleri gibidir. Fabrikada malzeme girişi ve çıkışı daima kontrol altındadır. Hücre zarının seçici geçirgen özelliği sayesinde hücrenin içine giren ve dışına çıkan maddeler belirlenir.

Bir önceki ünitede ribozom için şu verilmişti: “Ribozomlar zarla çevrili olmadıkları için organel olarak değerlendirilmez.” Yani organel = zarla çevrili hücresel yapı.

Bu sayfadaki bütün yapılar zarla çevrilidir; ama kaç katlı zarla çevrili oldukları farklıdır ve bu ayrım sınavda en çok sorulan şeydir:

Çift katlı zar: çekirdek · mitokondri · plastitler (kloroplast, kromoplast, lökoplast).
Tek katlı zar: endoplazmik retikulum · Golgi aygıtı · lizozom · koful · peroksizom.

Çekirdek için “çift katlı zarla çevrili bir organel”, plastitler için “çift katlı zara sahip”, peroksizom için “tek katlı zar yapısına sahip” der; mitokondriyi ise dış zar ve iç zar diye ayrı ayrı anlatır.

Düğmelerle organeli seç; kesitte vurgulanır ve görevi alt kutuda yazar. Bitki ile hayvan hücresi arasında geçiş yapan iki düğme de burada.

Çekirdek; ökaryotik hücrelerde genetik materyali (DNA) çevreleyen ve büyüme, farklılaşma, bölünme, üreme gibi hücre aktivitelerini düzenleyen zarla kaplı özelleşmiş hücre organelidir. Prokaryotik hücrelerde çekirdek bulunmaz. Hücre çekirdeği; çekirdek zarfı, çekirdek sıvısı (nükleoplazma) ve çekirdekçik adı verilen yapılardan oluşur. Kromatin adı verilen DNA iplikçiklerini içerir.

Ökaryotik hücrelerde DNA, çekirdek içerisinde kromatin (DNA ipliği) şeklinde organize olur. Kromatinlerin içinde bulunduğu sıvı ortama nükleoplazma, kromatinleri çevreleyen çift katlı zar yapısına ise çekirdek zarfı adı verilir.

Sitoplazma ve çekirdek arasında iki yönlü madde alışverişi yapılır. Bu madde geçişi, çekirdek zarfı üzerinde bulunan ve nüklear por adı verilen özelleşmiş geçitler ile sağlanır. Sitoplazmada sentezlenmiş proteinler, DNA ve RNA sentezinde görevli enzimler ve küçük iyonlar; bu porlar aracılığıyla çekirdeğin içine geçerken çekirdekte sentezlenen bazı RNA molekülleri de sitoplazmaya geçer. Çekirdek içerisinde oldukça yoğun bir yapıda olan ve ribozom yapım merkezi olarak adlandırılan çekirdekçik bölümü bulunur.

Dikkat: çekirdekçik ribozomun kendisi değildir, ribozomun YAPIM MERKEZİDİR. Ünite 22’de öğrendiğin ribozom orada üretilir, sonra sitoplazmada iş görür.

Düğmelerle çekirdeğin parçaları arasında geç; seçilen parça vurgulanır. Porlardan hangi yöne ne geçtiğine dikkat et.

Endoplazmik retikulum (ER), biyolojik zarlardan oluşan ve hücre içinde protein sentezinden atık maddelerin uzaklaştırılmasına kadar çeşitli işlevlere sahip bir yapıdır. Labirent görünümlü ER, ökaryotik hücrede toplam zarların yarısından fazlasını içerir ve zarsı ağ yapıdaki kanallardan oluşur. ER, çekirdek zarfı ile bağlantılıdır ve bu iki yapı arasında madde alışverişi kolaylıkla gerçekleşir.

Sınavda çıkan sayı burada: ER, ökaryot hücredeki toplam zarların yarısından fazlasını içerir. Yani hücrenin en büyük zar sistemidir.

Birbirleri ile bağlantılı olmasına rağmen yapı ve işlev açısından farklı iki ER çeşidi mevcuttur. Bunlardan birincisi dış yüzeyinde ribozomlar bulunduran granüllü (tanecikli) ER’dir (GER). Organellerin yapısına katılacak proteinler ile hücrenin dışına salgılanacak proteinler GER üzerindeki ribozomlar tarafından ER içerisine doğru sentezlenir. GER, salgı proteinleri yapmasının yanında hücrenin zar fabrikası olarak da görev yapar. Hücre zarı ve organeller, ER’den ayrılan ve bu yapılara entegre olan veziküller aracılığı ile büyür. Üzerinde ribozom bulundurmayan düz endoplazmik retikulum (DER) ise lipitlerin ve yağ yapılı hormonların üretilmesi, ilaç ve toksik maddelerin vücuttan uzaklaştırılması (detoksifikasyonu), kalsiyum iyonlarının depolanması gibi işlevleri yürütür.

Tek kelimelik ayrım: GER’de ribozom var, DER’de yok. Bunun sonucu doğrudan işlevlerine yansıyor — ribozom protein üretir, o yüzden protein işi GER’in; DER ise lipit, detoksifikasyon ve kalsiyum deposu işlerini görür.

Vezikül: Hücre içinde madde aktarımı yapan, hücre ürünlerini sindiren ve boşaltan biyolojik zar yapılı keseciklerdir.

Vezikül, organeller arasındaki kargo aracıdır. Bu sayfada gördüğün pek çok yapı — salgı kofulu, besin kofulu, hatta lizozomun kendisi — zar yapılı keseciklerdir.

Golgi aygıtı; ökaryot hücrelerde ER’de üretilen proteinlerin, lipitlerin ve diğer hücresel maddelerin işlenmesi, depolanması, dağıtılması gibi önemli görevleri yerine getirir. Hücre içinde sentezlenen proteinlerin doğru şekillerde katlanmasını ve işlenmesini sağlar. Ayrıca işlenmiş proteinleri ve lipitleri hücre içinde hedef bölgelere taşıyan özelleştirilmiş vezikülleri oluşturur. Üretilen maddelerin hücre dışına taşınmasını da gerçekleştirir. Bu sebeple salgı için özelleşmiş hücrelerde bol miktarda Golgi aygıtı bulunur.

Ünite 17’den hatırla: proteinin işlevini üç boyutlu şekli belirler. Golgi’nin “doğru şekilde katlanmasını sağlar” görevi bu yüzden küçük bir ayrıntı değil, proteinin işe yarar hâle gelmesinin şartıdır.

Hücre dışına salgılanacak bir protein hangi yapılardan sırayla geçer? Zincir aşağıda; her halka bir durak.

Yolun her adımı ders kitabının ayrı bir cümlesinde geçiyor: hücre dışına salgılanacak proteinler GER üzerindeki ribozomlar tarafından ER içerisine doğru sentezlenir · Golgi, ER’de üretilen proteinlerin işlenmesi, depolanması ve dağıtılması görevini yerine getirir · işlenmiş proteinleri hedef bölgelere taşıyan özelleştirilmiş vezikülleri oluşturur · sindirim enzimleri salgı kofulları oluşturularak ekzositozla hücre dışına verilir.

Lizozomlar, hücre içi sindirimin gerçekleşmesi için gereken enzimleri içeren zarla çevrili keseciklerdir. Hücre içindeki yabancı partikülleri, yaşlı organelleri ve hücresel atıkları sindirerek hücrenin sağlığını korur. Sindirilen partiküllerden elde edilen moleküller, hücrenin ihtiyaç duyduğu yeni malzemelerin sentezinde kullanılır. Gelişmiş bitki ve mantar hücrelerinde lizozom bulunmaz.

Lizozomlar programlanmış hücre ölümü (apoptoz) sürecinde hücrenin kendi kendini parçalamasına yardımcı olur. Bu süreç hücrelerin normal gelişimi ve doku yenilenmesi için önemlidir. Bu süreçte yaşlı hücreler lizozomların yardımıyla parçalanır ve yeni hücrelerin oluşturulmasıyla dokunun kendini yenilemesi sağlanır. Ayrıca zararlı bakteri ve virüsleri parçalayarak hücreyi enfeksiyonlara karşı korur.

İki ayrıntı sınavda sorulur: lizozom gelişmiş bitki ve mantar hücrelerinde bulunmaz ve apoptoz bir kaza değil, programlanmış bir süreçtir — doku yenilenmesinin şartıdır.

Peroksizomlar, ökaryot yapılı hemen hemen bütün hücrelerde bulunan tek katlı zar yapısına sahip bir organeldir. Parçalanması zor bazı yağ asitlerinin ve amino asitlerin oksidasyonunda görev alır. Bu süreçlerde oldukça zararlı bir kimyasal olan hidrojen peroksit oluşur. Peroksizom, içerdiği katalaz enzimi sayesinde hidrojen peroksiti su ve oksijene dönüştürerek etkisiz hâle getirir. Bitki hücrelerinde bulunan peroksizomlar, yağ asitlerinin karbohidratlara dönüşümünde görevli önemli enzimleri bulundurur. Hayvanlarda yağları karbohidratlara dönüştüren enzimler bulunmaz.

İki ünite önce tanıdığın katalaz tam olarak burada çalışıyor. Peroksizom önce hidrojen peroksit üretir, sonra kendi katalazıyla onu etkisizleştirir — zararlı ürünü kendi bölmesinde tutmasının sebebi budur. Bölmelenmenin ne işe yaradığının en iyi örneğidir.

İkisi de zarlı kesecik, ikisi de “temizlik” işi yapar; ama işleri farklıdır:

Lizozom: sindirim enzimleri taşır. Yabancı partikülleri, yaşlı organelleri ve hücresel atıkları sindirir. Gelişmiş bitki ve mantar hücrelerinde bulunmaz.

Peroksizom: katalaz taşır. Yağ asitlerinin ve amino asitlerin oksidasyonunda görev alır, ortaya çıkan hidrojen peroksidi zararsız hâle getirir. Ökaryot yapılı hemen hemen bütün hücrelerde bulunur.

Kofullar; ER ve Golgi aygıtından üretilen ve hücre içinde çeşitli maddelerin depolanması, taşınması, düzenlenmesi gibi işlevleri olan keselerdir. Bitki hücrelerinde genellikle büyük ve merkezî bir koful bulunur ancak hayvan hücrelerinde daha küçük ve çok sayıda koful olabilir.

Hücreler küçük mikroorganizmaları ve besin partiküllerini hücre içine alarak besin kofulu oluşturabilir. Besin kofulu ardından lizozom ile birleşerek sindirim kofulu adı verilen bir yapıya dönüşür ve besinlerin sindirimi burada gerçekleşir. Tatlı sularda yaşayan protistlerin çoğu, fazla suyu hücre dışına pompalayan kontraktil kofullar taşır. Ergin hücrelerde kofullar bazen besinlerin uzun süre depolanması için bütün sitoplazmayı kaplayacak şekilde genişler.

Golgi aygıtında üretilen salgılar ile metabolizma atıklarının hücre dışına verilmesini sağlayan kofullar salgı kofulu olarak adlandırılır. Birçok canlıda üretilen sindirim enzimleri salgı kofulları oluşturularak ekzositozla hücre dışına verilir.

Düğmelerle koful çeşitleri arasında geç; her birinin nerede bulunduğu ve ne iş yaptığı alt kutuda yazar.

Her satır bir yapı, her sütun bir zar durumu. Hücreye tıkladıkça boş → ✓ → ✗ diye döner; her satırda tam bir doğru sütun vardır.

Mitokondri, hücrelerde enerji üretiminden sorumlu ve metabolizmanın merkezi kabul edilen organeldir. Yapısında dış zar, iç zar, zarlar arası boşluk ve matriks bulunur. Dış zar oldukça geçirgen bir yapıya sahiptir, hücre dışı ortam ile iç zar arasındaki madde geçişini düzenler. Geçirgenliği oldukça düşük olan iç zar ise kıvrımlar yaparak yüzey alanını artırır. Kıvrımlı bu yapı krista olarak adlandırılır. İç zarda elektron taşıma zinciri ve ATP sentezleyen proteinler bulunur. İç ve dış zar arasındaki boşluk ATP sentezinde oldukça önemlidir. Matriks ise DNA, RNA, ribozomlar, enzimler içeren ve enerji metabolizmasında önemli süreçlerin gerçekleştiği alandır.

Mitokondrinin ana görevi ATP üretmektir. Programlı hücre ölümü (apoptoz) sürecinin başlatılmasında, hücre içi kalsiyum seviyesinin düzenlenmesinde ve ısı üretiminde de rol oynar. Kendi genetik materyallerine (halkasal DNA) sahiptir ve ihtiyaç duyduğu proteinlerin bazılarını ribozomları aracılığı ile sentezler. Prokaryotlar, zarlı organel bulundurmadığı için mitokondrinin işlevleri, hücre zarındaki kıvrımlarında gerçekleşir.

Son cümleye dikkat: bakteriler de ATP üretir ama mitokondrileri yoktur; işi hücre zarındaki kıvrımlar görür. “Prokaryotta enerji üretimi olmaz” demek yanlıştır.

Kaydırakla iç zarın kıvrım sayısını değiştir. Kıvrım arttıkça iç zarın yüzey alanı artar; iç zarda ATP sentezleyen proteinler bulunduğu için bu doğrudan ATP üretim kapasitesi demektir. Sağdaki ölçüt çubukları değişimi gösterir.

Dış zar: oldukça geçirgen. Hücre dışı ortam ile iç zar arasındaki madde geçişini düzenler.
İç zar: geçirgenliği oldukça düşük. Kıvrımlar yaparak yüzey alanını artırır; bu kıvrımlara krista denir. Üzerinde elektron taşıma zinciri ve ATP sentezleyen proteinler bulunur.

Aradaki zarlar arası boşluk boş bir aralık değildir: ATP sentezinde oldukça önemlidir. İki zarın geçirgenliğinin farklı olması, o boşlukta bir fark oluşmasını mümkün kılar.

Matriks ise en içteki alandır: DNA, RNA, ribozomlar ve enzimler içerir; enerji metabolizmasının önemli süreçleri burada gerçekleşir.

Golgi için şu çıkarım açıkça yapılır: “salgı için özelleşmiş hücrelerde bol miktarda Golgi aygıtı bulunur.” Aynı mantık mitokondri için de geçerlidir: çok enerji harcayan hücrelerde çok mitokondri bulunur — kas, sinir ve karaciğer hücreleri gibi.

Sınavda sorulan yön genellikle terstir: “bu hücrede bol mitokondri gözlenmiştir, hücre için ne söylenebilir?” Cevap: enerji ihtiyacı yüksektir.

Plastitler; anabolik (yapım) işlevler için özelleşmiş çift katlı zara sahip organellerdir, bitki hücrelerinde ve bazı alglerde bulunur. Plastitler besin üretilmesinde ve depolanmasında, çevresel koşullara uyum sağlanmasında, tozlaşma gibi olaylarda etkilidir. Bitki hücrelerinde öncü plastitlerden gelişen kloroplast, kromoplast, lökoplast adında üç tip plastit görülür ve gerekli koşullar altında birbirine dönüşür.

Son cümle önemlidir: üçü birbirine dönüşebilir. Yani plastitler ayrı ayrı organeller değil, aynı soydan gelen üç hâldir.

Düğmelerle plastit çeşitleri arasında geç. Kloroplast seçildiğinde iç yapısı (stroma, tilakoit, granum, grana) ayrıca çizilir.

Kloroplastlar, bazı protistlerde (örneğin alglerde) ve bitkilerde (tam parazitler hariç) çift katlı zarla çevrili organellerdir. Klorofil adı verilen pigmentleri içerir ve bu pigmentler bitkilere yeşil renk verir. Kloroplastlar, biyokimyasal bir süreç olan fotosentezle güneş enerjisini kullanarak glikoz sentezi yapar.

Kloroplastın içini dolduran sıvıya stroma denir. Kloroplastların iç kısmında tilakoit adı verilen ince, yassı ve tabak benzeri bir zar sistemi vardır. Tilakoitlerin üzerinde ışık enerjisini soğuran pigmentler yer alır. Kloroplast içinde bazı bölgelerde tilakoitlerin sütunlar hâlinde üst üste dizilmesi ile granum denen yapılar oluşur. Granumlar ara lameller ile birbirlerine bağlıdır. Granumlardan oluşan bütün yapı grana diye adlandırılır. Tilakoid zarında ve stromada gerçekleşen süreçlerde karbondioksit ve su kullanılarak glikoz ve oksijen üretimi gerçekleşir. Kloroplastlar da mitokondriler gibi kendi DNA, RNA ve ribozomlarına sahiptir.

Terim sırası: tilakoit (tek tabak) → granum (üst üste dizilmiş tabaklar) → grana (granumlardan oluşan bütün yapı). Granumları birbirine bağlayan yapılar ara lamellerdir. Stroma ise kloroplastın içini dolduran sıvıdır.

İkisi için de aynı üç şey ayrı ayrı söyleniyor; yan yana koyunca kolay ezberlenen bir liste çıkıyor:

1. Çift katlı zar — mitokondride dış zar + iç zar, kloroplastta çift katlı zar.
2. Kendi halkasal DNA’sı — mitokondri için “kendi genetik materyallerine (halkasal DNA) sahiptir”, kloroplast için “kendi DNA, RNA ve ribozomlarına sahiptir” der.
3. Kendi ribozomu — ikisi de bazı proteinlerini kendileri sentezleyebilir.

Ünite 22’den hatırla: ribozomun bulunduğu yerler arasında “mitokondri ve kloroplastın içi”ni saymıştı. Aynı bilgi, iki üniteden birbirini doğruluyor.

Arama kutusuna çift katlı, bitki, enzim, ATP gibi bir kelime yaz. Ünitenin bütün organelleri burada.

Sorular ve şıklar her turda karışır.