Sentriol Nedir, Sentriollerin Yapısı
Hayvan hücrelerinin çoğu ve bazı bitki hücreleri, çekirdek yakınında bir "Sentriol"e sahiptir. Çapı 150 nm, uzunluğu 300-500 nm olan boş bir silindiri andıran bu yapı, 27 mikrotubuliden oluşur. Sentrioller üçlü (=triplet) olup, 9 triplet yapar.
Sentrioller, mitozda görülen ve mikrotubuliden oluşan ağsı yapının (=Spindel) merkezidir. Bazı iğ iplikleri (=Spindel Mikrotubulisi) sentriolden sentriole gider, diğerleri kromozomların belli bir bölgesindeki Sentromerler'dc bulunur. İğ ipliklerinin kısalması ile kromozomlar sentriollere doğru hareket eder.
Kamçı ve Siller
Kamçılar; bakteri, alg, mantar gibi organizmaların gamet hücreleri, sperm ve zoosporlar gibi çoğalma hücrelerinin hareketini sağlayan sitoplazma uzantılarıdır.
aynı zamanda akıcı madde ve tanecik nakline yararlar (örneğin burun mukozası, soluk borusu ve yumurta borusunun kamçılı hücreleri). Hücrede bir çoğu bir arada izlenen kamçılara sil denir. Bunlar 200 nm kalınlıkta ve 100 u.m uzunluktadır (kısalar genellikle 10-20 um)
9 çifti çevresel (=perifer), ikisi merkezde olmak üzere 20 mikrotubuli içerir. Çiftler 23 protofilamandan oluşur. Her mikrotubuliye 10'ar, üç tanesi de mikrotubulinin birbirlerine dokundukları yüzeydedir. Her çift, iki uzantı taşır. Bunların aralıkları 17 nm, kalınlıkları 2,5 nm, uzunlukları 10-40 nm'dir. Bu çift uzantılar Dinein adlı proteindir. Dinein, miyozin gibi ATP'ase aktivitesine sahiptir. Serbest kalan enerji Dinein kollarının komşu tubulin-çifti boyunca aktif olarak kaymasını sağlar.
Kamçı bazal kısımdan oluşur. Her üçlünün iç kısmında iki mikrotubuli uzar ve kamçının ikizini yapar. Kamçının çifti bazal cisimde son bulur veya sillerdeki gibi hücrenin içine girer. Merkezi mikrotubuliler, küçük bir tanecikde (=Ak-sozom) veya bir bazal plakada sonlanır.
Hareket Organelleri
Mikrotubuli Nedir
Mikrotubuli sitoplazmadaki boru şekilli yapılardır. Ortalama 250 A uzunluğunda olup, hücre boyunca uzanırlar. Globüler protein moleküllerinden (Tubulin) oluşur. Tubulin, aktinden sonra ökaryontlarda en sık rastlanan ikinci proteindir. Her dönümde 13 tubulin ünitesi yer alır. İki tubulin çeşidinden söz edilir; birisi mikrotubulinin dışını, diğeri içini gösterir. Hücrede mikrotubuli hareketi gerçekleştiren yerlerde bulunduğu halde, kendisi sabittir; ama oralarda hareket olur ve bu haliyle sabit borular bir nevi hücre iskeletini oluşturur. Böylece hücrenin şekil kazanmasına yardım eder. Trombosit ve eritrositler etraflarını saran mikrotubuliler belli bir şekil kazanır. Mikrotubuli tarafından uyarılan hareketler de, yönü belirler, örneğin Golgi vesiküllerinin dahilindeki gibi. Uzunlamasına yönlenmiş NÖROTUBULİ sinir iplikçiklerinin ana bileşenidir. Aktif elemanlar Aktin veya Miyozin filamentleri gibi Mikrofilamentler olabilir. Mikrotubuliler çekirdek bölünmesinde önemli rol üstlenir. Kromatinleri hücre kutuplarına taşır. Bunlar, asbest iplikçiklerinin en önemli kısmını oluşturur. Kolkisin serbest tubulini bağlar ve spindel (=ağ; asbest) ipliğinin çözülmesine neden olur. Böylece anafaz inhibe edilir. Anafaz gerçekleşmeyince kromatinler tek bir çekirdekte toplanır. Böylece iki misli kromozoma sahip olur. Kolkisinle muamele edilerek kromozom sayısı artırılabilir ve böylece poliploid canlılar elde edilebilir. İnblastin ve rinkristin gibi alkaloidler de ağ ipliklerini çekirdek bölünmesi sırasında çözer. Bunlar ve kolkisin tümör tedavisinde kullanılabilir.
Mikrotubuli sitoplazmadaki Tubulin ünitelerinden çok çabuk yapılabilir ve aynı çabuklukta yıkılır. Mikrotubuli özellikle elektron mikroskobunda mitoz ve mayoz sırasında görülür. Profazda mikrotubulinin çoğu çözünür. Bitki hücreleri, çekirdeğin üst kısmında hücre sınırına yakın bir yerde mikrotubuli bandına sahiptir.
Mikrotubuli hücrede ağsı bir yapı oluşturur. Prokaryotlarda tubulin bulunmadığı için onlarda mikrotubuli yoktur. Bazen açıklandığı gibi bakterilerde mikrotubuli bulunma olasılığı şüphelidir.
Bir yalancı alkaloid olan Kolkisin = Mitoz zehiri),Vinblastin, Podofillotoksin ve diğer ikincil bitkisel maddeler olarak tubulin dimerlerine bağlanır. Bu şöyle olur; örneğin vinblastin, tubulinle tipik kristaller oluşturur. Bunlar bir mol tubulin için bir mol vinblastin içerir; yani tubulinin vinblastin için bir bağlanma noktası vardır. Bu müşterek kristaller kolkisini bağlayabilir. Yani kolkisinin de bir bağlanma noktası olup kolkisin podofillotoksinle bu bağlanma noktası için rekabet eder Böylece tubulinin polimerizasyonunu engeller ve zehir etkisi yaparlar.
Membransız Organeller
Ribozom Nedir, Ribozomun Yapısı ve Özellikleri
25 nm büyüklükte küremsi yapılardır. Ribozomlar, % 40 oranında ribonükleikasit ve % 60 oranında protein içerir. Ribozomların düşük moleküllü olan kısmı, özellikle iki değerli metal iyonlarından Mg+2'dur. Mg yoğunluğu azalırsa, ribozomun kısımları birbirinden ayrılır ve protein sentezi gerçekleşmez. Protein biosentezi burada olur. Ribozomlar protein sentezinde RNA-molekülleri üzerine inci tanesi gibi ardarda dizilir. Böyle bir yapıya POLtRİBOZOM ya da POLİZOM denir Bir polizomda kural olarak 4-7 ribozom bulunur. Bunlar iplik şeklindeki mRNA molekülü ile bir arada tutulur. Polizomlar membranda iri kısımları ile oturur. Virüslerce işgal edilen hücreler veya kanserli hücrelerde polizomlar oldukça büyük olup 30 ribozomdan oluşabilir. Bunlar sitoplazmada serbestçe bulundukları gibi, endoplazmik retikulum üzerinde de yer alırlar. iki ribozom tipi vardır, ilki 70 Svedberg (=S) ribozomları olup, bunlar prokaryot hücrelerinde, mitokondri ve plastidlerde görülür. Diğeri 80 S-ribozomlarıdır. Bunlar ökaryot hücrelerinde bulunur. Buradaki Svedberg (=S) bir çökme birimi olup hızlı çevirgeç (ultrasantrifüj)de çevrim süratine bağlı olarak, çökelim hızını verir.
Ribozomlar farklı büyüklükte iki alt kısımdan oluşur. Bunlardan büyük olanı ribozomal RNA'dan (60 S ve 50 S), küçük olanı ise çok sayıda farklı proteinden (40 S ve 30 S) oluşur. Aslında burada 100 S ve 80 S-ribozomları söz konusudur; ama ultrasantrifüj sırasında birinde 20 S, diğerinde 10 S ünitesi kaybolur ve böylece ökaryotlardaki 80 S ve prokaryotlardaki 70 S ribozomları elde edilir. Ökaryotlar ve prokaryotlarda rastlanan bu iki ribozom tipinde başka farklar da vardır. Örneğin protein sentezi 80 S-ribozomlarında sikloheksimid ile 70 S-ribozomlarında ise kloramfenikol ve linkomisin ile bloke edilir. İki ribozom tipi arasındaki diğer önemli bir fark da, antibiyotiklerle olan tepkimelerinin farklı oluşudur. Örneğin streptomisin ve kloramfenikol 70 S-ribozomu ile tepkir. Buradan bu antibiyotiklerin bakterilere olan seçici etkisi açıklanabilir.
Sitozomlar
Birçok öositde primer ve sekonder lizozomla-rın yanında heterojen yapılı çok küçük vesiküller de bulunur. Bunlara "SİTOZOM" denir. Bunlardan "PEROKSİZOM", "GLİOKSİZOM" ayrıca nakil sitozomlarından "AKANTOZOM", "AMİNOZOM", "MELANOZOM" ve "GOLGÎ VESİKÜLLERİ" en önemlileridir.
Vakuol Nedir, Vakuoller Hakkında Bilgiler
Kontraktil Vakuoller
Tatlısu protozoolarında ozmotik basıncı düzenler. Bu hücrelere hipotonik çözeltiden sürekli ozmotik su girer. Bu ve pinositozla giren su vakuollere ozmotik olarak alınır ve bunlar ritmik kontraksiyonlarla dışarı verilir.
Merkezi Vakuoller
Vesiküller zamanla bir araya gelerek bitki hücresinin önemli bir kısmını kaplayan merkezi vakuolleri oluşturur. Kalınlığı 6 nm olan Tonoplast tarafından etrafı çevrilir. Merkezi vakuoller aşağıdaki görevleri üstlenir:
Çözünen metabolik ara ürünleri örn. glikoz, fruktoz, elma ve limon asidi ile amino asitleri depolar. Atık maddeleri, örn. hücre özsuyu ve renk maddeleri gibi kırmızı, leylakî, mavi Antokyan; sarı alavon ve flavonoller veya zehirli (=toksik) polifenolleri, alkaloid ve diğer ikincil maddeleri depolar.
Bitki hücresine su alınımını kontrol eder ve ozmotik koşullu turgor basıncı ile hücre çeperini elastik olarak gerer.
Depo Vakuolleri
Bitki depo doku hücrelerinde tek bir merkezi vakuol yerine birçok depo vakuolü görülür. Örneğin sıvı yağlı yağ vakuolleri veya kolloidal ya da kristaloid proteinli protein vakuolleri (=Alöron vakuolleri). Depo proteinleri granüllü ER'den çıkıp granülsüz ER üzerinden geçerek protein vakuollerini oluşturur.
Lizozomlar
Lizozomlar ER'un ürünü olup, oluşumlarına ayrıca golgi cihazı da katılır . Enzim içeriklerine göre lizozom olarak adlandırılan kompartımanlar vardır. Bunlar diktiyozomlar tarafından oluşturulur. Memelilerde yumurta hücresine, spermin çekirdeğinin girmesini sağlayan ve baş kısmının ucundaki Akrozom da bunlara dahildir. Akrozomdaki enzimler, yumurta hücresinin zarını eritir ve böylece sperma, kuyruğu dışında yumurta hücresine girer. Normalde daha çok lizozomda görülen fosfataz enzimine, golgi cihazında çokça rastlanır. Yine proteinaz, nükleaz ve fosfolipaz enzimleri de lizozomda görülür. İçerdiği hidrolitik enzimlerle tüm önemli biyolojik bileşikleri yıkabilir. Lizozomda bulunan sindirim enzimlerinden Kathepsin, Fosfoproteinfosfataz ve kollagenaz proteinleri, asidik fosfataz, asidik DN-az ve asidik RN-az nükleikasitleri, fosfolipaz A ve C ile esteraz lipidleri, hiyaluronidaz, B-Glukaronidaz, B-Galaktozidaz ve muraminidaz (=Lizozim) yapı polisakkaridlerini ve alfa glukozidaz depo polisakkaridlerini (=glikojeni) yıkar.
ER sisternalarından veya diktiyozomlardan önce primer lizozomlar küçük vesikül olarak ayrılır. Bunlar gerektiğinde besin vakuolleri veya otofagozomlarla sekonder lizozomlar olarak ortaya çıkar. Bunların içeriği sindirilir. Sindirilmeyen kısım dışarıya (=eksositoz) atılır (Şekil 38.1). Dışarıya atılan bu maddeler daha çok karbonlu hidrojenler olup, lizozomlarda lipazm bulunmayışı nedeni ile yıkılamamaktadır. Bütün bu olaylar çok süratli olur. Canlı boyama ile boyanan ve lazer ışını ile tahrip edilen terliksi hayvan mitokondrileri, derhal primer lizozomlarla sarılıp, otofagozomlar içinde kapatılıp sindirilmiş ve birkaç dakika sonra sindirilmeyen kısımlar dışarıya atılmıştır. En çok karaciğer, dalak, böbrek ve lökositlerde lizozomlara rastlanır. Lizozom enzimleri ile hücrede yıkılan maddeler endogen veya ekzogen kökenli olabilir. İlk maddelerin yıkıldığı olaya otofaji, ikincilerinkine heterofaji denir. Otofajide hücrenin kendine özgü, sitoplazma kısımları, organeller ve onların içindeki maddeler otolije olur, yani yıkılır. Bunlar beslenme ve oksijen azlığı, hücre zehirlenmesi ve ışınlanmadan sonraki fizyolojik olmayan koşullarda görülür. Heterofajide bakteri, virüs veya makromoleküller gibi endositozla hücreye giren yabancı maddeler fagozomlarca; yani membranla çevrili vakuollerce sarılır. Bu fagozomlara, lizozomlar hidrolitik fermentlerini boşaltır. Alınan yabancı maddeler de sindirim vakuollerinde tamamen yıkılır. Sindirilemeyen kısım da ekzositozla hücre dışına atılır. Lizozomlar böbrekte, ilkin idrardan emilen proteinlerin tekrar kullanıma girmesini sağlar. Tiroid bezinde lizozom enzimleri, tireoglobulini parçalar ve böylece tiroksini harekete geçirir.
Golgi Cihazı (=Apareyi= GC)
Diktiyozomlara ökaryotik hücrelerde rastlanır. Prokaryotlar, yani bakteriler ve mavi alglerde bulunmaz. GC denince bir hücrede bulunan Diktiyozom'ların tamamı anlaşılır. Bunlar tabak şeklinde, membranların sardığı sisternalar olup, uç kısımlarından boğumlanarak küçük kabarcıklar yapar. Bunlara Golgi Vesikülleri denir.
Böylece GC sürekli membran materyali kaybeder. Golgi sisternaları (= kanalları) birbirlerine yakın ve paralel konumludur. Sisternaların yükseklikleri 0,1-0,5 (im ve çapları 1-3 um arasında değişir. Gerek hayvan ve gerekse bitki hücrelerinde, diktiyozomlar dağınık olarak bulunur. Diktiyozomların sayısı hücrenin işlev ve gelişim durumuna göre değişir. Ortalama olarak her hücrede 20 adet yardır. Salgı hücrelerinde bu sayı birkaç bini bulur. Bazı tek hücreli canlılarda ise tek bir diktiyozoma rastlanır.
Hayvan hücresinde GC'nın en önemli işlevi salgı oluşturmasıdır. Şeker kalıntılarını çeşitli reseptörlere taşıyan Glikoziltransferanz ve özellikle Galaktoziltransferanz gibi glikozilaz enzimleri golgi sisternalarında oldukça aktiftir. Diğer durumlarda taşıma polisakkaridleri golgi sisternalarında sentezlenir. Bitki hücresi çeperinin ana maddesi ve birçok hayvan epitelinin mukus örtüsü GC'da meydana getirilir. Salgı yapan hücrelerde GC belli aralıklarla şekil değiştirir. Salgılarında protein miktarı fazla olan hücrelerde, ER'un ribozomlarında sentez edilen proteinler, diktiyozomlara gelir. Golgi vesiküllerine gelen glikoproteinlerin nakli bu kanalla devam eder.
Diktiyozomlar bitki hücresinde hücre çeper ve membranının yapımına katılır. Hücre bölünmesi sırasında birçok golgi vesikülünün beraberce ilk hücre membranını oluşturduğu bilinir. Hücre çeperini oluşturan maddeler de ilk basamaklarda diktiyozomlar tarafından yapılır. GC hücre çeperinin temel maddesi, matriksi yapar. Bu pektin ve hemiselülözden oluşur. Bu polisakkaridler glikoz ve galaktoz gibi ön basamaklardan GC kanallarında polimerize edilir. Kök yüksük hücrelerindeki mukus maddeleri GC tarafından sentezlenir. Drosera (=güneş şebnemi) adlı böcek yakalayıcısı bir bitkide, salgılanan yapışkan bir madde de diktiyozomların faaliyeti ile meydana getirilir
Diktiyozomlar bazı durumlarda bölünebilirler; ama genelde ER tarafından yeni (=denovo) yapıldığı belirlenmiştir. Histokimyasal araştırmalar, diktiyozomların polisakkarid, mükopolisakkarid, glikoprotein ve azıcık lipid içerdiğini gösterir. Karbonhidrat metetabolizma enzimleri (=Inozindifosfataz, glikozittransferaz), diktiyozomlarla uyumludur. Galaktoziltransferaz, diktiyozom fraksiyonları için yönlendirici bir enzim olarak görülebilir. Bunların dışında çeşitli fosfatazlar da bulunur.
Endoplazmik Retikulum (ER)
ER eritrosit ve trombositler dışında tüm bitki ve hayvan hücrelerinde bulunur. Bakterilerde böyle bir membran sistemine rastlanmamıştır.
Hücre organellerinin işlevsel olarak bir arada çalışmalarını sağlamak için sitoplazmada madde nakli yapılır. Bu nakil plazmadaki çeşitli moleküller için gerekir. Süratli ve engelsiz bir geçiş için kanalların oluşturulduğu ağsı bir yapı vardır. Bu yapı düz, boru gibi ya da kabarcıklar şeklindedir. Elektron mikroskobu ile yapılan gözlemlerde, plazmadaki bu membran kanalcıkları (=sisterna) nın oluşturulduğu ağsı bir yapı olan Endoplazmik Retikulum veya kısaca ER rahatça izlenir. ER sabit bir sistem olmayıp değişkendir. Oluşum şekil ve ölçüsü, hücrenin metabolik olayları ve gelişme durumuna bağlıdır. ER'nin iç kısmında akıcı bir madde protein kristali ve lipid damlacığı izlenir.
Bazen ER membranlarının üzerinde Ribozomlar veya Polizom'\ar yer alır. Bunlara Granüllü ER denir. Burada salgı proteinleri ve membran proteinleri yapılır. Üzerinde ribozom bulunmayan ER'lere Granülsüz ER denir. Granüllü ER ribozomlarında oluşan protein molekülleri sisternalara rahatça girer ve orada kolayca nakledilir. Bunlar daha çok pankreas gibi sindirim bezi hücrelerinde ve antikor oluşturan lenfositlerden plazma hücrelerinde çok gelişmiştir. Granüllü ER'nin paralel sisternalarımn yoğun olduğu bölgeler ışık mikroskobu ile bile izlenir. Bunlar daha çok bez hücrelerinde izlendiğinden, onlardaki sentezle ilişkili olduğu sanılarak önceleri Ergastoplazma diye adlandırılmıştır. Granülsüz ER, tüplerin oluşturduğu ağsı bir yapıdır. ER'in membranlarında protein biosentezi, yağ asidi steroid ve fosfolipid biyosentezi ile iyon alışverişi olur. Düz ER'nin özel enzimi olarak karaciğer ve böbrek gibi dokularda Glikoz 6 fosfotaza rastlanır. Düz ER'ye lipid veya steroid hormonu üreten hücrelerde rastlanır. Granüllü ER ile doğrudan doğruya ilişkide olup, onun tarafından yapılır. Embriyonal gelişim sürecinde hücrelerde önce granüllü, daha sonra granülsüz ER ortaya çıkar.
Ayrıca granülsüz ER golgi apereyi ile de ilişkidedir. Granülsüz ER lipid sentezinde görev alır. Kan plazmasının lipoproteinleri önce burada lipidlerle yüklenir. Granülsüz ER eşey hormonu salgılayan hücrelerde iyi gelişmiştir. Karaciğer hücrelerinde de önemli işlevleri vardır; bunlar glikojen yıkarken ortaya çıkan Glikoz-6-fosfattan, fosfat kalıntısını da parçalar. İskelet kası hücrelerinde Sarkoplazmik Retikulum da denen, granülsüz ER, kalsiyum iyonlarını aktif olarak alır, depolar ve dışarıya verir. Böylece kas kasılmasını düzenler ve kontrol eder.
Madde değişim aktivitesi yüksek olan hücrelerde ER-membranları, hücre organellerine bitişiktir. Hatta hücre çekirdeğinin dış membranı çeşitli noktalarda ER-membranı ile kaynaşır. Yani ER-membranları yardımı ile hücre çekirdeği ve plazma arasında madde değişimi olur. ER-membran yüzeyine bağlı ve ER-membranında enzimler bulunur. Bu nedenle ER madde değişim yeridir. Bitki ve hayvan hücresinin ER'da herbisit, insektisit ve ilaç gibi yabancı maddeler değişime uğrayarak, zararsız hale getirilir.
Plastidler, Plastid Nedir
Plastidler de mitokondriler gibi ökaryotlarda ve sadece bitkilerde görülür. Mantarlarda plastid yoktur. Plastidler de morfolojik ve biyokimyasal bakımdan birbirinden farklı iç ve dış iki membran tarafından sarılır.
Plastidler iç kısımlarında oldukça ileri farklılaşma gösteren bir membrana sahiptir. Plastidlerde membranlardan başka hidrofob maddeler, globüller ve bir plazma vardır. Plazmayı "STROMA" doldurur. Stroma, sitoplazma gibi proteinlerin sulu çözeltileri, çözülmüş ve tanecikli protein ve çok sayıda ribozom içerir.
Burada da çok miktarda DNA içeren ve feulgen reaksiyonu ile ışık mikroskobik olarak kanıtlanabilen bir kısım vardır. Plastid DNA'sı halka şekillidir. Mitokondrial DNA'ya göre daha fazla genetik materyale sahiptir; ama bütün plastid bileşenlerini şifrelemeye yetmez. Her plastid için genellikle 50 DNA kopyası bulunur. Plastid
DNA'sı baz içeriği ile çekirdek DNA'sından ayrılır. Ondan bağımsız olarak replike (=iki katına çıkma) olur. Ribozom (70S), tRNA ve RNA polimerazları, mitokondri ve bakterilerdekinin özelliğini taşır. Onlardaki gibi, burada da protein sentezi kloramfenikol ile inhibe edilir.
Birbirlerine değişebilen çok çeşitli plastid formu vardır
Ön Plastidler (=Proplastid)
Proplastidler en basit plastiddir. Farklılaşmamış meristematik doku ve renksiz bitki hücrelerinde, örneğin kök ve epidermisde rastlanır. Proplastidler çift membrandan başka içde farklılaşmamış stroma, çok sayıda ribozom, DNA ve plazmatik proteinler taşır. Ameböid şekil değiştirebilen proplastidler hücrede bölünerek çoğalır. Farklı plastidler bundan oluşur.
Kloroplastlar
Klorofil içeren ve bu nedenle yeşil renkli olan bu plastidler çok yaygındır. Kloroplastlann dış şekli ilkel bitkilerde çok değişir, mercimek, ağ, plaka, yıldız ve döner merdiven şekilleri vardır. Yüksek organizasyonlu bitkilerde genelde mercimek şekilli olup 2-5 um uzunlukta, 1-2 um kalınlıktadır
İç yapısı karmaşıktır. İç membran düz torbacıklarla yani Tilakoidlerle bezenmiş olup, iç yüzey tilakoidlerle oldukça çok artmıştır. Bunlar kısmen kapalı torbalardır.
Bir kısmı stromayı kateder ve Stroma-tilakoidi, diğer bir kısmı da plaka, plaka üstüste yerleşir, bunlara da "Granatilakoidi" denir. Alg kloroplastlarında grana yapısı yoktur. Kloraplast DNA'sı matriksde bulunur. Her kloroplastta 20-80 DNA molekülüne rastlanır. Sayı bitki türüne göre değişir.
Tilakoid membranları diğer biyomembranlar gibi lipid ve proteinden yapılır. Klorofil ve karotinoid gibi renk maddeleri membranlara girmiştir. Bunun yanında klorofil molekülleri genelde proteinlerle tepkime merkezleri (Reaksiyon Merkezi I ve II). Fotosentez ve ışık toplama kompleksleri şeklinde bağlıdır. Işık emilmesi tilakoid membran yüzeyinde olur. Kloroplast ana maddesi, fotosentez karanlık tepkime enzimlerini; özel DNA ve RNA ile protein sentezi enzimleri ve ribozomları içerir.
Kloroplast pigmentleri fotosentez için ışığı emer. Bunlardan en yoğunu klorofildir. Klorofilin de %70'i mavi yeşil (Klorofil a), %30'u sarı yeşil (Klorofil b) olarak yüksek organizasyonlu bitki ve alglerde; Klorofil c ve d veya e diğer alg gruplarında görülür.
Etiyoplastlar
Özel bir plastit şeklidir. Üreme organlarının oluşumundan sonra karanlıkta bulunurlar. Örneğin tohum embriyosu veya kök yumruları. Bunlarda tilakoit bulunmaz; ama tüp gibi elemanlar vardır. Bunlara "İLKİN LAMEL CİSİMCİĞİ" denir. Karanlıktaki doku aydınlatılırsa etiyoplaslardan kloraplast oluşur.
Lökoplastidler
Bitkinin birçok renksiz dokusunda lökoplastid görülür. Bunları işlevlerine göre 3 tipe ayırabiliriz:
a) Amiloplastidler: Nişasta,
b) Elaioplastidler: Yağ,
c) Proteinoplastidler: Protein depolar.
Amiloplastlarm, kloroplastların yapımı için genetik bilgiye sahip oldukları, nişasta depolayan organların ışığa çıkarılması ile gözlenir. Patates yumrularının yeşil renk almasında amiloplastlar, kloroplastlara dönüşür ve klorofilli tilakoidler oluşur. Elaioplastidler ve proteinoplastidler, plastidlerin dönüşümü olmayan farklılaşmış şekilleridir. Bunlar sadece depo görevi yapar. Lökoplastidler genelde proplastidlerden oluşur; ama bunlar bazen bölünme ile de çoğalır.
Kromoplastlar
İki tipi vardır. Renkli çiçeklerde (örn. sarı karanfil) görülen ilk tipde iç membran tüpe benzer, burada Karotinoid depolanır. Bunlar proplastidlerden oluşur ve bölünerek çoğalır.
Bunlar da kloroplastlar gibi aynı büyüklükte DNA molekülüne sahiptir. Havuç kökündeki karotinoid kristalleri ile dolu kromoplastlar da proplastidlerden oluşur.
Kromoplastların ikinci tipi, kloroplastların terminal durumudur. Tilakoidlerin yıkımı ile karotinoidler stromada yağ damlacıkları olarak bulunur. Tilakoidlerin protein ve klorofili yıkılır. Kloroplastların bu bozulması yaprakların sonbaharda sararmasında izlenir.
Mitokondri ve Plastidlerin Kökeni
Bu organeller DNA, çeşitli RNA ve Ribozom taşımaları nedeniyle hücre içinde hücre diye adlandırılır. Prokaryontlar ile bu organeller arasında moleküler düzeyde birçok benzerlik vardır:
DNA çıplak, halka gibi bir çift dizindir; ribozom tipi 70S olup antibakteriel antibiyotiklerle bloke edilir.
Mitokondri ve plastidler ökoryantlarda özel bir yer alır. Kendi kullanımları için bir genetik sisteme sahiptirler. Çekirdek ve hücre bölünmesinden bağımsız olarak çoğalırlar. Endosimbiont kuramına göre bunlar bakteri veya mavi alg benzeri prokaryotların devamı olup, önce fagositozla heterotrof ve anaerob hücreye alınarak orada simbiyotik olarak yaşamışlardır.
Mavi alg hücrelerinin renksiz kamçılılarda yaşadığı ve her iki ortak için C-asimilasyonu yapan günümüz endosimbiyoz formları bulunduğundan, organellerin oluşumunun Endosimbiyozla gerçekleştiği kabul edilir.
Mitokondri Nedir, Mitokondrinin Görevleri ve Özellikleri
Mitokondriler hücrenin enerji santrallarıdır. Mitokondrilerde, yağ asidi yıkımı ve sitrat siklusu ile üre siklusunun bazı bölümleri ve özellikle solunum zinciri ve buna bağlı ATP sentezi olaylanır. Mitokondrinin jelimsi matriksinde adı geçen sentezler için gereken enzim bulunur. Aminoasit (Glutamin asidi, Citrulin) veya steroidhormonların biyosentezleri de, mitokondrilerde ikincil işlev olarak kabul edilir. Bu çok yönlü ve önemli işlemler, hücre başına isabet eden mitokondri sayısı ile ilişkilidir. Mitokondri işlevi, aktif taşıma ile yakından ilgilidir. Ca2+ Mg2+ ve K+ iyonları mitokondrideki yoğunluk düşüşüne bağlı olarak içeri alınır. Bu değiş tokuşta anyon veya H+ iyonları serbest bırakılır. Mitokondriler kanalı ile olan aktif iyon hareketi, hücre işlevinin denetimi için önemlidir. Mitokondriler çoğu kez, hücrenin yönlendirilir iyon sistemi olarak kabul edilir. Bir memeli hayvan karaciğer hücresinde 1 000-1 500 mitokondri bulunur. Az beslenme durumlarında bu sayı 500-700'e iner. Çizgili bir kas hücresinde, kasın çalışıp çalışmaması ile mitokondri sayısı değişir. Çalışan kasdaki sayı fazladır. Bu da Enerji kazanımı için var olan enzimin artma veya azalması ile ilgilidir. Bu durum hücrenin protein işlevinin % 30'udur. Daha büyük hücrelerde bu sayı 500 000'e çıkar(=dev amip).
Mitokondriler işlevlerine bağlı olarak küre, çubuk ve dallı ipliğimsidir. Büyüklükleri 0,5 x 0,5 x 1 ile 1 x 1 x 5 um arasındadır.
Mitokondri örtüsü genellikle 7-10 nm kalınlığında iki membrandan oluşur. İkisi arasında perimitokondrial bölge vardır. Dış membran bazen ER-sisternalarına bağlı oldukça iyi geçirgendir (hatta disakkaridleri bile geçirir).
İç membran çok sayıda girintiye sahiptir. Genellikle "CRISTA" denen yaprak benzeri, bazen tüp gibi (memeli hayvan hücresinde), bitkilerde cep şeklinde "SACCULI" denen yapılar vardır. Geçirgen değildir ve sadece belirli bazı moleküller için geçirgendir (Mol. ağırlığı <>
Mitokondri matriksi sitrat siklüsü ve yağ asidi oksidasyonu enzimlerini içerir. İç kısımlarda örneğin piruvat, karboksilleşir veya solunumda dekarboksilleşir; burada mitokondrial biyosentezlerin çoğu olaylanır.
Mitokondri matrikslerinde DNA, RNA(tRNA, rRNAb rRNA2), mRNA ve Ribozomlar (70S) bulunur.
Mitokondri, DNA-replikasyonu, transkripsiyon ve protein biyosentezi yapar. Mitokondrideki DNA miktarı hücredekinin ancak % 0.2'si kadardır. Mitokondri iç membranındaki enzimlerin kısmen mitokondriyal DNA tarafından şifrelendiği kabul edilir. Bira mayası hücresindeki sitokrom a, a3, b ve cl'in mitokondriyal DNA tarafından belirlendiği kanıtlanabilir. Mitokondri matriksinde 5-10 DNA molekülü bulunur. Mitokondrial DNA (mtDNA) hayvan hücresinde küçük olup en çok 2-3 düzine proteini şifreler. Bitki hücresi mtDNA'sı oldukça iridir. İnsanın mtDNA'sı, rRNA molekülü, 22 farklı tRNA türü ve 13 farklı proteini şifreler. Bunlardan 5 protein saptanabilmiştir.
Mitokondriler ancak birkaç gün yaşar. Enine bölünme ile çoğalır. Bunlar embriyonal hücrelerdeki promitokondrilerden de gelişir ve çok küçük vesiküller olup yoğun matriksli, çift membranlıdır. İç membranlarında zamanla cristalar gelişir. Promitokondriler, bölünme ile kendilerinden ve tomurcuklanma ile gelişmiş mitokondrilerden oluşur. Mitokondrinin ortalama ömrü, hücreye göre daha azdır. Karaciğer hücre mitokondrileri 7-10 gün yaşar.
Mitokondriler az da olsa genetik bilgiye sahiptir. Eşeysel çoğalmada mitokondriyal bilgi değişmez. Yumurta hücreleri mitokondri veya promitokondrileri döle nakleder. Hayvan sperması oluşumunda birçok mitokondri bir iplik şeklini alır. Memeli hayvan sperminin orta bölümünde, 4 adet iplik mitokondri helezonik bir şekilde bulunur.
Hücre Çekirdeği Nedir(Nukleus, Karyon)
Çekirdek hücrede depo ve genetik bilgi arşividir. Genetik bilgi çift dizinli DNA moleküllerinde depolanır. Burada DNA replikasyonu (=iki katına çıkma) olur. RNA sentezi ile genetik zincirleri burada başlar. Çekirdeğin inferfaz, mitoz ve çalışma halleri vardır. Interfaz çekirdeğinde kromozomların DNA'sı iki misline çıkar.
Hücre Çekirdeğinin Yapısı
Çalışma çekirdeği ve inferfaz çekirdeğinde RNA sentezi olur. Genellikle küre şeklinde olan çekirdek hücredeki en büyük organeldir. Elastik olup, hücre yapısına bağlı olarak şekillenir. Elektron mikroskobik gözlemlerden çekirdeğin bir kılıfla sarıldığı izlenir. Bu bir iç, bir de dış membrandan oluşur. İki membran arasındaki boşluk 20-50 nm'dir. Membran çok sayıda çekirdek poruna sahip olup endoplazmik retikülumun bir kısmıdır. Porlarla kesintiye uğrar. Makromoleküller porlar kanalı ile çekirdek sitoplazması (=karyoplazma) ile sitoplazma arasında gidip gelirler. Karyoplazma protein ve nukleikasit (RNA ve DNA) içerir. Çekirdek, hücredeki tüm hayati olayları düzenler. DNA bölgeleri boyanabilir ve buralara Kromatin denir. Kromatin, hücre bölünmesi olayında, çekirdek bölünmesi safhasında, kromozomları oluşturur. Hücre çekirdekleri, "SİTO-İSKELET" yapıları, yani bir nevi çekirdek iskeletini de içerir. Bu yapı kromatin ile ilişkidedir: Kromozomlar çekirdek iskeletine asılıdır. Çekirdek örtüsünün gerçek yeni oluşumu, çekirdek bölünmesinden sonra, çekirdek iskeletinin kenarda bulunan kısımları tarafından gerçekleşir.
Karyoplazmada özellikle iyi boyanan ve yüksek oranda RNA içeren bir kısım bulunur. Buna çekirdekçik (=Nukleolus) denir. Sayısı bir veya daha fazla olabilir. Ribozomal RNA sentezinde rol oynar. Burada büyük RNA molekülleri sentezlenir. Çekirdekçik sitoplazmik ribozomların oluşumuna katılır
İnsandaki alvuyarlar, gelişim süreçleri içinde çekirdeklerini kaybeder. İskelet kası hücreleri ile kemik dokudaki dev kemik hücrelerinde (=osteoklast) ise birden fazla çekirdek vardır.
Hücre Çeperi Nedir, Hücre Çeperinin Yapısı
Hücre çeperi bitki hücrelerinde görülür. Yalnız bitkilerin eşey hücrelerinde bulunmaz. Onlarda hayvan hücresi gibi plazmalema vardır. Ancak döllenmenin akabinde, hücre, yüzeyine ince ve jelimsi bir madde salgılar. Bu madde primordial çeper'i (=ilk çeper) oluşturur ve içinde Pektin bulunur. Pektinler, birbirleri ile iyonlarla bağlanan, uzun zincirli karbonhidrat moleküllerinden meydana gelir. Hücre bölünmesinde oluşan yeni hücreleri birbirinden ayıran bu ilk çeper, iki hücreyi yan yana tutan orta lameldir. Pektinlerin temel yapıtaşı galakturon asididir. Pektin asidi çok zayıftır. Pektin kolayca şişebilir. Hücre çeperindeki diğer madde hemiselülözdür. Bunlar hücre çeperinin yapısına katıldıkları gibi, depo maddesi olarak işlev yapar.
Hücre Çeperinin Özellikleri
Her oğul hücre, yeni çeper materyalini ilk çepere yığmaya başlar. Bu yığım sonucunda ilkin çeper(=primer çeper) oluşur. Bu çeperde pektinlerin meydana getirdiği ana madde içinde dağılan, düzensiz mikrofibriller yer alır. İlkin çeperin bu yapısına dağınık yapı (=dağınık tekstür) denir .
Mikrofibriller selüloz'dan yapılmıştır. Bir selüloz molekülü, birbirine bağlı 10 000 glikoz molekülünden oluşur. Böyle bir iplik molekülü 4 um uzunluğa ulaşabilir. Yaklaşık 2 000 ipliğimsi selüloz molekülü, bir mikrofibril demeti yapar. Bu demetler bitki hücre çeperinin yapı birimidir. Selülozun zincir veya iplik molekülleri doğada serbest olarak hiç bulunmaz ve zincirde ağ demeti seklindedir. Bu birliğin çoğu kısmı kristalindir. Mantar hücre çeperinde yapı maddesi olarak ya selüloz ya da kitin vardır.
Oğul hücreler büyüyünce elastik olan primer çeper de genişler. İlkin çeper bu genişlemede incelemez; zira sürekli yeni mikrofibril tabakaları birikir. Kesin hücre büyüklüğüne ulaşılınca, hücre çeperinin enine büyümesi de durur. İlkin çeperin üzerine ikincil (=sekonder) çeper oturur. B u çeperdeki mikrofibrillerin birikimi tabaka şeklindedir ve ışık mikroskobu ile izlenir. Burada mikrofibriller paralel olduğundan paralel yapı (=paralel tekstür)'dan sözedilir. Enine büyüme sırasında lignin veya suberin gibi maddeler ikincil çepere birikir. Odunlaşan hücre çeperleri, yüksek basınç ve çekmeye karşı dayanıklılık kazanır. Kuvvetli olan ikincil çeper, hücre içine doğru genelde ince bir tabaka ile sarılır. Bu tabakaya üçüncül (=tersiyer) çeper denir. İlkin çeper gibi pektin temel maddesinden oluşur. Bunların içinde fibriller vardır. İlkin çeperin tersine fibriller burada paraleldir. Yani ikincil çeper gibi paralel yapı gösterirler. Tersiyer çeperin, ikincil çeper lamellerinin oluştuğu yer olması olasıdır.
Plazmalema Nedir
Hücre sitoplazmasını dıştan saran membrana denir. Plazmalema, hücrenin dışı ile ilişkilerde hem engel, hem de aracıdır. Bu görevlerine çok iyi uymuştur. Hücre ve çevresi arasındaki madde alışverişini düzenleyen yapılara sahiptir. Bazı durumlarda hormon ve nörotransmitter gibi sinyal moleküllerini tanır. Bunun için gerekli reseptörlere(=almaç) sahiptir. Bu almaçlar, genellikle karışık yapılı protein ve karbonhidrat molekülleridir.
Plazmanın dış yüzeyi karbonhidrat moleküllerinin oluşturduğu ince bir tabaka ile örtülebilir. Bu glikojen benzeri moleküller, membranın lipid ve protein moleküllerine bağlı olabilir. Buna göre "Glikol ipid" veya "Glikoprotein" den söz edilir. Bu tabakaya "Glikokaliks" denir . Gevşek ve lifli ağsı bir yapı gibi görünür. Glikokaliks alyuvarlarda kan grubu antijenlerini yapabilir. Ayrıca hayvansal hücrelere mekanik bir sağlamlık kazandırır.
Membran (Biyomembranlar)
Plazmalema
Hücre Çeperi
Hücre Çekirdeği
Mitokondri
Plastidler
Endoplazmik Retikulum (ER)
Golgi Cihazı (=Apareyi= GC)
Lizozomlar
Vakuoller
Ribozom
Mikrotubuliler
Sentriollerin Yapısı
Hücre ve Organelleri
Membran (Biyomembranlar)
Hücrenin en önemli özelliği, sitoplazmasının sınırlandırılmasıdır. Ayrıca organellerin etrafında da membranlar bulunur. Bunlara "BİYOMEMBRAN" denir. Çeşitli hücre organellerinin membranı elektron mikroskobunda incelenirse, bunların elektronca yoğun olan ve herbirinin kalınlığı 2,5 nm'lik hattan oluştuğu görülür. Bu iki tabaka 3 nm kalınlığındaki üçüncü ve daha açık renkli bir kısmı sarar. Bu üç tabakalı oluşum bütün hayvan hücre membran yapısında görülür. Bu nedenle de "elemantar membran (=tek membran: unit membran) dan söz edilir. Bununla birlikte biyomembranların yapısı tekdüze değildir. Hücre organellerinin farklı görevleri nedeniyle membranların özellikleri de değişiktir. Örneğin kompartıman türüne göre. membranlar çözünmüş organik veya inorganik bazı maddeleri seçici geçirgen (=selektif permeabl), yarı geçirgen (=semirpermeabl)dir. suyu ise geçirgendir yani permeabl'dır. Biyomembranlar sadece bir örtü olmayıp, hücre içi veya dışı ya da organel ve hiyaloplazma arasında madde alışverişini sağlayan çok özelleşmiş yapılardır. Membranın difüzyon işlevinin bozulması hücrenin öldüğünün bir kanıtıdır.
Membranların kimyasal analizlerinden de anlaşılacağı gibi. bulun biyomembran-1arın yapısında lipid (=yağ), protein ve az miktar da karbonhidrat bulunur. Membran lipidi içinde lesitin. kardiolipin ve sipingomiyelin gibi fosfolipidlerin miktarı en yük sektir. Membran lipidinin kimyasal yapısının çeşitliliğine rağmen, yapısı tekdüzedir. Her lipid molekülünün suyu reddeden (=lipofil) ve suyu tutan (=hipofil) olmak üzere iki bölümü vardır. Bir damla lipid suya konursa, lipid molekülleri su yüzeyinde tek molekül tabakası oluşturulur". Bu lipid tabakasında moleküllerin hidro fil bölümleri su ile temas ettiği halde, lipolil kısımlar uçar. (GORTER ve GRENDEL. 1925 yılında insan eritrosidi plazma menıbranınm lipid yüzeyinin, alyuvarın cilt katlı yüzeyine eşdeğer olduğunu buldu. Bunun sonucu olarak biyomembranların ıkı tabakalılığı ileri sürüldü. "Çift tabakalı lipid membran modelinde" protein molekülleri dikkate alınmadı.
Günümüzde biyonıenıbranlarda protein moleküllerinin akıcı ve çift tabakalı lipid içine yerleşmiş olduğu kabul edilir. Bunlar denizde hareket eden buz dağları (=aysberg)na benzer. Bu modeli SINGER ve NICOLSON 1972 yılında "Akıcı-Mozaik-Modeli" veya "Lipid-Protein-Mozaik Modeli" diye adlandırdı. Bu proteinler yapı proteinleri veya enzim olabilir.
Adenozintrifosfataz gibi enzimler her membranda izlenir. Bu enzimler ATP'yi parçalar ve enerji açığa çıkararak, maddelerin aktif taşınımını membran üzerinden sağlar. Glikolipid ve glikoprotcin şeklindeki karbonhidratlar da membranda bulunur. Ayrıca bir veya çok değerli Ca2+ ve Mg2+ katyonları da membranı oluşturur ve sağlamlaştırır. Membran proteinlerinin çeşitli işlevleri vardır. Aktif ve pasif taşımada görev alır. Membranın seçici geçirgenliğinin temelini oluştururlar. Bir başka kısım proteinler ise hormon olmalıdır. Membran proteinleri bir hücrenin her membran çeşidi için özelleşmiştir. ER membran proteini ile mitokondri membran proteinleri hem yapısal hem de oransal olarak farklıdır
Membranlann yüzeyinde diğer proteinler, örneğin enzim proteinleri ve karbonhidrat zincirleri oturur. FLUİD (=AKICI) MOZAİK MODELİ denen bu yapı, günümüzde biyomembranların yapısı için geçerli olan görüştür.
