Hücrenin Yapısı ve Özellikleri

Hücrenin Yapısı ve Özellikleri

Hücre, bitki ve hayvanlarda dokuları meydana getiren öğelerden her biridir. Yeryüzündeki varlıklar canlı ve cansız olarak ikiye ayrılır. Cansız varlıklar taş, kaya, hava ve su gibi yaşamsal özellikler göstermeyen varlıklardır Bütün canlı varlıklar ise büyüme, solunum, beslenme, boşaltım, çevreye karşı tepki gösterme ve üreme gibi özellikler gösterir. Cansız varlıklar bu niteliklere sahip değildir.

Canlı ve cansız varlıklar arasındaki bir başka önemli fark da canlı varlıkların hücrelerden oluşmasıdır. Yaşamı oluşturan belirli etkinlikler hücreler içinde gerçekleşir. Bu nedenle bütün maddelerin oluşumunda esas yapı taşı atom, yaşamın esas yapı taşı da hücrelerdir.

Hücre küçük kitleli olup pelteye benzer bir maddeden meydana gelir ve ince bir tabaka ya da zar ile çevrelenir. Hücrenin çok küçük olmasına karşın, hücre zarının içinde kalan kısımda, yaşamsal süreçleri sağlayan pek çok yapıya rastlanır. Küçücük bir hücrede bir dakika içinde binlerce kimyasal olay birbiri ardınca meydana gelir. Hücrenin bütün bölümleri uyum içinde çalışarak yaşamla ilgili işlevlerin devamı sağlanır.

Bütün canlılar görünüş ve hareket şekilleri bakımından çok farklı olsalar bile hepsi hücrelerden meydana gelir. Hücrelerin çok çeşitli olmalarına karşın, bütün hücreler aynı ana özelliklere sahiptir.
İki eş hücre oluşturmak için bölünebilme yeteneği, hücrenin en belirgin özelliklerinden birisidir. Bölünen bir hücre iki yeni hücre oluşturur. Bir başka deyimle tüm hücreler başka hücrelerden üremektedir. Bu yoldan organizmanın büyümesi ve zarar gören bölümlerin yenilenmesi gerçekleşir. İnsan vücudunda meydana gelen yaralarda, yarayı çevreleyen hücreler çoğalarak yeni hücreler oluşturur ve yaranın kapanmasını sağlarlar.

Bir hayvan ya da bitkide hücrelerin bir arada uyum içinde çalışmaları ilginçtir. Organizma bir hayvansa besin dışardan yenerek alınır, bir bitki ise kendi besinini kendisi yapar. Besin, organizmanın hücrelerine dağılır ve artık maddeler gene buradan dışarıya atılır. Hücrelerde besin maddeleri enerjiye dönüştürülür. Bu enerji hücrelerin büyüme ve onarımı için gerekli yeni maddelerin yapılmasında kullanılır.

Bazı küçük organizmalar tek bir hücreyi içerir. Bu nedenle de birhücreliler adını alırlar. Örneğin amip birhücreli bir organizmadır. Yaşam için gerekli süreçlerin tamamı tek bir hücre tarafından yürütülür.

Bir hücreli organizmalar bir yana bırakılırsa, bitki ve hayvanlar yüzlerce, binlerce hatta milyonlarca hücreden meydana gelir. Böyle çok hücreli bitki ve hayvanlar genellikle bir erkek hücrenin bir dişi hücre ile birleşmesiyle yeni bir organizma oluşturarak çoğalırlar.

Örneğin, insan vücudu yaklaşık olarak bir katrilyon hücre içerir. Bu hücrelerin hepsi bir sperma ve bir yumurta hücresinin (cinsiyet hücreleri) birleşmesiyle meydana gelir. Bu iki hücre yeni bir hücre oluşturmak için birleşir. Yeni hücre ise iki yeni hücre meydana getirmek için bölünmeye başlar. Bölünen iki hücre dört yeni hücre, dört hücre sekiz yeni hücre, sekiz hücre de on altı yeni hücre oluşturur ve bölünmeler birbiri ardınca tekrarlanır. Birkaç ay içinde anne vücudunda çocuğun oluşumu tamamlanır. Vücuttaki milyonlarca hücre birbirinin benzeri değildir. İnsan vücudu kemik, kas, karaciğer, sinir ve deri gibi farklı dokular oluşturan değişik hücrelerden meydana gelir. Kas hücreleri hareketi sağlama, sinir hücreleri beyinden alınan ve verilen uyarıları iletme, gözün ağ tabakasında bulunan hücreler ışığı toplama yeteneğinde olan farklı hücrelerden bazılarıdır. Hücreler farklılaşma özellikleri ile aralarında bir görev bölümü oluştururlar.

Bitki hücreleri de yaptıkları işe göre farklılık gösterirler. Hücrelerin bir kısmı kökleri, bir kısmı bitkinin sapını, bir kısmı da yaprak ya da çiçeği mey dana getirir.

Hücrelerin çoğu gözle görülemeyecek kadar küçüktür. Hücrelerin incelenmesi ancak mikrosko-pun yapılmasından sonra gerçekleşmiştir.

Hücreyi ilk bulan ve tanımlayan İngiliz biyoloji uzmanı Robert Hooke’dur. Mikroskopla bir mantar parçasını incelerken, mantarın peteğe benzer yapıda olduğunu, yanyana dizili pek çok içi boş bölümlerin bulunduğunu farketmiştir. Robert Hooke bu bölümlere hücre adını vermiştir. Yüzyıllık bir süre içinde bilim adamları hücre konusunda pek çok bilgi sağlamışlardır. Günümüzde güçlü mikroskoplar aracılığı ile, hücrenin yapısı bütün ayrıntılarıyla İncelenmektedir. Hücreler bazen canlı olarak bazen de öldürülüp, değişik bölümlerin belli olabilmesi için değişik renkte boyandıktan sonra incelenir.

Günümüzün en güçlü ışık mikroskopları bile, hücreyi ancak birkaç bir kat büyütebilmektedir İlk kez 1940 yılında kullanılmaya başlanan elektron mikroskopu ise hücreleri yüzbinlerce kat büyütebilmektedir.

Canlı hücrede üç ana bölüm vardır. Bunlar hücre zarı, sitoplazma ve hücre çekirdeğidir.

Hücre zarı hücredeki oluşumları çevreleyen bir zarftır. Bu zarın altında gri renkte ve sitoplazma adı verilen bir madde bulunur. Sitoplazma içinde çeşitli oluşumlar yer alır. Organel adı verilen bu oluşumlar değişik işlevler yaparlar.

Sitoplazmanın ortasındaki yuvarlak ya da oval şekilli yapı hücrenin çekirdeğidir. Çekirdek, çekirdek zarı adı verilen bir zarla çevrilidir. Hücre çekirdeği sitoplazmadaki hareketleri ve hücre bölünmesini denetler.

Hücre sitoplazması, içinde üretilen malların değişik bölümlere taşındığı hareketli bir fabrika ortamına benzetilebilir. Bu çalışmaların yönetimi de hücre çekirdeğinde toplanmıştır.

Hücre çekirdeği, sitoplazma ve zarlar yaşamsal etkinliklerini devam ettirmek için bir arada çalışırlar. Gereksindikleri enerjiyi organizmanın yediği besinlerden alırlar. Bu enerjiyi organizmaya gerekli protein ve yağ gibi büyük moleküller yapmak için kullanırlar. Besin, su ve başka maddelerin hücreye girmesine karşılık, hücrenin artık maddelerinin ve moleküllerinin hücreden atılması gerekir. Hücreye giren ve hücreden atılan bütün maddeler hücre zarından geçer.

Geçişme
Moleküller hücre zarından geçişme adı verilen bir yöntemle geçerler. İnce hücre zarının kendine özgü özellikleri vardır. Hücre zarı, hücreye girmesi ve çıkması gereken molekülleri ayırır. Bir başka deyimle, moleküllerin hücreye girip çıkması sadece büyüklükleri ile ilgili değildir. Çoğu kez küçük moleküllerin hücre zarından geçememesine karşılık, büyük moleküllerin geçmesi sağlanır. Hatta bazı maddeler hücreye girmeye zorlanır ya da hücreden dışarı itilir. Örneğin, alyuvarlarda ve sinir hücrelerinde hücre zarı, kimyasal olarak birbirlerine çok benzeyen iki eleman olmalarına karşın sodyum ve potasyuma değişik tepki gösterirler. Potasyumun hücrelerde tutulmasına karşılık, sodyum devamlı hücrelerden dışarı atılır.

Hücre zarı, en güçlü ışık mikroskopu ile bile sadece sitoplazmayı çevreleyen bir çizgi şeklinde görülür. Hücre zarı yapısının inceliklerinin araştırılmasında elektron mikroskopu kullanılır. Bu mikroskopla bakıldığı zaman hücre zarı birbirine bitişik iki tabaka halinde görülür.

Bitki hücreleri, hayvan hücrelerinden farklıdır. Örneğin, bütün bitki hücrelerinde hücre zarının dışında kalın bir selüloz duvar bulunur. Ancak hücre zarı hücreye girecek ve çıkacak maddeleri ayırdetmeye devam eder.

Elektron mikroskopu aracılığı ile hücrenin sitop-lazması ile ilgili olarak pek çok bilgi öğrenilmiştir. Sitoplazmanın kıvrımlı zar tabakalarını içerdiği bilinmektedir. Endoplazma ağı adı verilen bu zar, dışta hücre zarına içte de çekirdek zarına bağlıdır. Moleküller hücrede kanallar içinden geçerler. Moleküllerin hücrenin kimyasal çalışmasını sağlaması sırasında endoplazma ağı kafes görevi görür.

Endoplazma ağı üzerinde önemli bir organel yer alır. Bu zarın büyük bir bölümü ribozom adı verilen küçük ve yuvarlak oluşumlarla kaplıdır. Her hücrede binlerce ribozom bulunur. Proteinler ri-bozomlarda yapılır.

Proteinler
Önemli iki protein türü vardır. Bunlardan birincisi hücrede yapı taşları olarak kullanılır ve yapıcı proteinler adını alır. Örneğin, kemik hücreleri kemik dokusunu oluşturan proteinleri yapar.

Öbür protein türü ise enzimlerdir Enzimler, hücrenin kimyasal etkinliklerinde önemli yer tutar. Hücrelerdeki kimyasal tepkimeler enzimlere bağlıdır. Her enzim belirli bir tepkime ile ilgilidir. Proteinler ribozomlar tarafından yapılır. Önce hücre çekirdeğinde kimyasal bir uyarı meydana gelir. Uyarı sitoplazma ve ribozomlara iletilir. Bu uyarı bir çeşit reçete olarak düşünülebilir. Belli bir proteinde bulunması gereken aminoasitleri belirler. Gereksinilen aminoasitler ribozomlara başka kimyasal maddeler tarafından taşınır. Ribozomlar bu maddeleri istenilen proteini oluşturmak üzere birleştirir.

Sitoplazmada başka organeller de vardır. Hemen bütün hücrelerde bulunan bir organel de mito-kondriyumdur. Mitokondriyumlar ribozomlardan çok daha büyüktürler. Bir dış bir de iç zarları vardır. İçteki zar çok kıvrımlı olduğu için mitokond-riyumların iç yüzey alanları çok büyüktür. Bu nedenle önemli kimyasal olaylar kolayca sürdürülür. Ribozomlar tarafından yapılan pek çok enzim mitokondriyumlarda toplanır.

Hücrenin enerji kaynakları
Mitokondriyuınlar hücrenin enerji kaynaklarıdır. Bunun nedeni mi-tokondriyumların besin maddelerini hücrenin diğer kısımlarında kullanılması için enerjiye dönüştürmeleridir. Enerji ATP (adenosin trifosfat) adı verilen özel bir kimyasal maddenin moleküllerinde toplanır. Mitokondriyumlarda yapılan ATP hücreye dağılır ve enerji gerekli olan yerlerde serbest bırakılır.

Bitki hücrelerinde de mitokondriyumlar bulunur. Ayrıca bitki hücrelerinde kloroplast adı verilen, yeşil renkli küçük ve yuvarlak oluşumlar görülür. Yapı bakımından mitokondriyumlara benzeyen kloroplastlar klorofil adı verilen yeşil bir renk maddesini içerirler. Bitkiler Güneş enerjisini kullanarak fotosentez yoluyla şeker ve ATP yaparlar.

Sitoplazmada bulunan bir başka önemli oluşum da Golgi cismidir. Golgi cismi düz zar torbacıkları içerir. Bilim adamları bu oluşumların görevini henüz tam olarak açıklayamamaktadırlar. Hücrenin dışında kullanılan maddelerin yapıldığı yerlerde bu oluşumun çok büyük olduğu görülür. Örneğin, bağırsakları çevreleyen hücrelerde yapılan enzimler, bağırsaklara geçerek besin maddelerinin sindirimine yardımcı olur. Bazı bilim adamları Golgi cisminin ribozomlarda yapılan proteinleri taşıyan ve paketleyen depo olarak tanımlamaktadır.

Bu oluşumlar sitoplazmada bulunan yapıların bir kaçıdır. Hücrenin çalışması ise hücre çekirdeği tarafından yönetilir.

Hücrenin yönetimi
Bir hücre boyandığı zaman hücre çekirdeği, sitoplazmanın diğer bütün bölümlerinden daha koyu bir renk gösterir. Bunun nedeni hücre çekirdeğinin kromatin adı verilen çok ince iplikler içermesidir. Bu iplikler hücredeki bütün çalışmayı yönetmekle yükümlüdür. Bunu sağlayan kimyasal madde ise DNA (dioksiri-bonukleik asit)dır.

Uyarılar sitoplazmaya DNA tarafından, yapı bakımından DNA ya çok benzeyen ve RNA (ribo-nukleik asit) adı verilen bir başka kimyasal madde aracılığı ile iletilir. RNA molekülleri DNA moleküllerinden yapılır; böylece RNA’nın DNA ile aynı özellikte olması sağlanır. Hücre çekirdeği içinde genellikle nukleolus adı verilen koyu bölgeler görülür. Nukleoluslar ışık mikroskopu ile görülebilecek büyüklüktedir. Çok miktarda RNA ve protein içerirler. Nukleolusların DNA’dan yapılan RNA’yı depolama organları olduğu sanılmaktadır.
RNA molekülleri çekirdekten sitoplazmaya geçerler. RNA’nın bir kısmı kimyasal uyarı olarak ri-bozomlara iletilir ve protein yapımını düzenler. DNA ise bütün çalışmanın düzenlenmesini sağlar. RNA molekülleri de önemli yöneticilerdir. Bilim adamları DNA’yı buldukları ve bu maddenin canlılardaki önemini anladıklarında yaşamın gizini bulduklarını öne sürmüşlerdir. Birçok bakımdan bu sav doğrudur. Bütün canlı hücreler DNA moleküllerini içerir ve hepsinde de DNA yapısı aynıdır. Sadece her hayvan ya da bitki türünde uyarını» içeriği değişiklik gösterir. Hatta aynı türün canlıları arasında da uyarılarda değişiklikler görülür. İnsan vücudundaki hücrelerde bulunan DNA,” ailedeki bireylere göre değişiklik gösterir. Bu nedenle kahverengi gözlü ve kahverengi saçlı bir annenin yeşil gözlü ve sarışın bir çocuğu olabilir.

Hücre bölünmesi sırasında meydana gelen yeni hücreler aynı DNA’yı alırlar. Bu nedenle hücre bölünmesinden hemen önce DNA kendisinin bir ikinci eşini hazırlar. İki yeni hücre oluşturmak için meydana gelen hücre bölünmesinde yeni oluşan hücre ana hücre ile her yönden aynı özellikte ise bölünme mitoz adını alır.

Hücrenin canlı olduğu süre içinde ipliğe benzeyen kromatinler çok az görülür. Bu iplikler çok incedir Gerçekte küçük hücre çekirdeğinde bir metre kadar kromatin bulunur. Mitoz başladığında kromatin iplikleri ikiye bölünür ve daha sonra kümeleşerek kromozom adı verilen çubuk şekilli oluşumları meydana getirirler.

Hücre çekirdeğinde kromozomlar . görülmeye başlandığında çekirdek zarı da kaybolmaya başlar. Bundan sonraki devrelerde her bir kromozom dik ekseni boyunca ayrılır, her yarım parça hücrenin bir ucuna doğru uzar.

Hücre ortadan ayrılarak iki yeni hücre ortaya çıkar. Her hücrede yeni bir çekirdek zarı oluşur, kromozomlar ince kromatin ipliklerini oluşturmak için kaybolurlar. Böylece mitoz sonunda ana hücreye eş iki yeni hücre meydana gelir. Mitoz değişik hücrelerde değişik sürelerde olur. Örneğin merkez sinir hücrelerinde hiç meydana gelmemesine karşılık deri ve kan hücrelerinde devamlı olarak mitoz görülür. Mitoz, organizmada büyümenin yanısıra harap olan dokuların yenilenmesini de sağlar.

Bitki ve hayvanların cinsiyet hücrelerinde (gametlerde) meydana gelen ve miyoz adı verilen bir başka hücre bölünmesi daha vardır. Bu bölünmede ana cinsiyet hücresi (erkek ya da dişi), meydana gelen her yeni cinsiyet hücresi ana hücredeki kromozom sayısının yarısına sahip olacak şekilde bölünür. Böylece iki ayrı cinsiyet hücresi birleştiğinde, her birindeki kromozom sayısı yarımdır. Oluşan yeni hücrede ise kromozom sayısı her iki ana hücreden alınan kromozomlarla tamamlanır.

Bir canlıda bulunan bütün cinsiyet hücrelerinin çekirdeklerinde değişik bir DNA düzenlenmesi görülür. Bunun nedeni, miyoz sırasında kromozomların değişik yerlerden birleşmesi ve içerdikleri DNA’nın bir kısmını değiştirmeleridir. Böylece değişik birleşimler elde edilmiş olur ve iki cinsiyet hücresinden oluşan her yeni hücre hiç bir zaman bir başka hücre ile aynı olamaz. Bu nedenle eşeysel üremede canlılar çok çeşitli olarak çoğalır.

İnsanda, çocuğun oluşması bir erkek cinsiyet hücresi (sperma) ile bir dişi cinsiyet hücresinin (yumurta) yeni bir hücre oluşturmak için birleşmesi ile başlar. İnsan yumurta hücresi, insan vücudundaki hücrelerin en büyüğüdür. Bunun nedeni de bu hücrenin sitoplazmasında ilk hücre bölünmeleri için gerekli olan fazla miktarda besin maddesinin depolanmış olmasıdır.

Yumurta hücresinin sperma ile aşılanmasından sonra hücre bölünmesi başlar. İlk bölünmede iki hücre, İkincide dört hücre, üçüncüde sekiz hücre ortaya çıkarak bölünmeler devam eder. Bütün bu bölünmeler düzenli bir şekilde milyonlarca hücreden oluşan insan vücudunu meydana getirir. Bölünmeler önce çok hızlı olur. Bu dönemde örneğin ilerde böbrek hücrelerini oluşturacak hücrelerle, ilerde beyin hücrelerini oluşturacak hücreler arasında bir fark görülmez. Büyüme ilerledikçe bölünme hızı yavaşlar. Bunun nedeni organların oluşmaya başlaması, hücrelerin farklılaşmasıdır. Böylece böbrek ve beyin hücreleri vücuttaki özel işlevlerine başlar.

Pek çok hücre çapının milimetrenin yüzde birinden fazla olmadığı düşünülürse bu küçücük oluşumlar içinde bu kadar çeşitli yapının bulunması ve bu kadar çeşitli etkinliğin yer alması şaşırtıcı gözükür. Yaşamı devam ettiren hücrelerin etkinliğidir. Hücreler tek olarak ya da gruplar halinde yeryüzünde sayısız değişik canlı varlığı oluştururlar.

Yorum yazın