Hücre İskeleti ve Sitoplazma

Hücre iskeleti, sadece ökaryot hücrelerde bulunan ve hücreye desteklik sağlayan yapıdır. Üç temel elemandan oluşur: mikrofilamentler, arafilamentler ve mikrotübüller.

Mikrofilamentler aktin proteininden oluşur ve hücre şeklinin korunmasını sağlarlar. Kasların kasılmasında görev alırken, boğumlanarak bölünmeyi ve yalancı ayak oluşturarak hareketi sağlarlar. Mikrotübüller ise tübülin proteininden oluşur ve hücre bölünmesi sırasında iğ ipliklerini oluşturarak kromozomların ayrılmasını sağlarlar. Arafilamentler keratin yapılı, lifli proteinlerdir ve hücreye sağlamlık kazandırırlar.

Sitoplazma, hücre zarı ile çekirdek arasını dolduran renksiz sıvıdır. Yapısının %80'i su olup, geri kalan kısmında protein, karbonhidrat, yağ asidi, vitamin, enzim gibi çeşitli maddeler bulunur. Canlıdır ve bozulduğunda hücre ölür.

Biliyor muydun? Sitoplazmada beslenme, solunum, boşaltım, üreme ve sindirim gibi tüm yaşamsal faaliyetler gerçekleşir. Bu faaliyetlerin her biri farklı organeller tarafından yürütülür.

Ribozom ve Endoplazmik Retikulum

Ribozom, hem prokaryot hem de ökaryot hücrelerde bulunan tek organeldir. Hücrelerin protein fabrikaları olarak görev yaparlar. Haberci RNA'yı okuyup kodu çevirerek aminoasitlerden protein oluşturmak, ribozomun temel işlevidir.

Protein sentezi, hücrenin yaşam döngüsünün temelini oluşturur çünkü tüm hücre faaliyetleri enzimler tarafından yürütülür ve enzimler protein yapılıdır. Ribozom zarsız bir organeldir ve mitokondri gibi diğer organellerin içinde de bulunabilir.

Endoplazmik retikulum (ER) ise ökaryotik hücrelerde çok önemli işlevleri olan bir organeldir. Temel görevi madde iletimi ve depolanmasıdır. Kıvrımlı ve katlı bir yapıya sahiptir. İki çeşidi vardır: Ribozom taşıyan granüllü ER ve ribozom taşımayan granülsüz ER.

Püf noktası: Endoplazmik retikulum, hücre içi koordinasyon ve iletişimin sağlanmasında hayati rol oynar. Bu sayede hücre içindeki tüm sistemler birbiriyle uyumlu çalışabilir.

Endoplazmik Retikulum, Golgi Aygıtı ve Kofullar

Endoplazmik retikulum, çekirdeğin dış zarından başlayarak hücre içine dağılan kanal ve kesecik sistemidir. Bu kanallar iletimi, kesecikler ise depolamayı sağlar.

Granüllü ER, zarları üzerinde ribozom taşıyan retikulum çeşididir. Bu ribozomlar protein sentezinden görevlidir ve sentezlenen proteinleri işlevsel hale getirir. Granülsüz ER ise zarları üzerinde ribozom bulunmayan çeşididir. Yağ salgısı yapan hücrelerde çok bulunur, karaciğer hücrelerinde glikojen depolar ve zararlı maddeleri zararsız hale getirir.

Golgi aygıtı, bitki ve hayvan hücrelerinde bulunan, üretim ve salgıdan görevli bir organeldir. Hücre dışına gönderilecek salgıları paketleyip gidecekleri yere gönderir. Ayrıca lizozom gibi sindirim keseciklerini oluşturur ve hücre içi iletişimde önemli rol oynar.

Kofullar tek zarla çevrili keseciklerdir. Hem bitki hem hayvan hücrelerinde bulunurlar. Olgun bitki hücreleri genellikle büyük bir merkezi koful içerir, hayvan hücrelerindekiler ise daha küçüktür. Çeşitleri: besin kofulu, sindirim kofulu, boşaltım kofulu ve kontraktil kofuldur.

Dikkat! Kontraktil koful sadece tatlı sularda yaşayan ökaryot bir hücreli canlılarda (amip, paramesyum gibi) bulunur ve yoğunluk farkından dolayı hücreye giren fazla suyu dışarı atarak su dengesini sağlar.

Lizozom

Lizozom, tüm ökaryotik hücrelerde bulunan, içinde parçalayıcı sindirim enzimleri bulunduran bir organeldir. Golgi aygıtı tarafından üretilir ve hücre içi sindirimde görevlidir.

Lizozomlardaki parçalayıcı enzimler, granüllü endoplazmik retikulumdaki ribozomlar tarafından sentezlenir. Granülsüz endoplazmik retikulum ise bu enzimleri golgi aygıtına ulaştırır. Lizozomlar işlevini yitirmiş organelleri sindirir, ancak hücre dışına çıkmazlar.

Eğer lizozomun zarı patlarsa, hücre kendi kendini sindirir. Bu olaya otoliz denir, bu nedenle lizozomların diğer adı "intihar kesecikleri"dir. Hayvanlarda embriyolojik gelişim aşamasında programlı hücre ölümü sağlayarak embriyonun şekillenmesinde rol oynarlar.

Günlük hayattan örnek: Lizozomları, bir şehirdeki geri dönüşüm merkezlerine benzetebilirsiniz. Nasıl ki bu merkezler şehirdeki atıkları toplayıp yararlı maddelere dönüştürüyorsa, lizozomlar da hücredeki atık maddeleri toplayıp parçalar.

Sentrozom, Hücre Çeperi ve Mitokondri

Sentrozom, birbirine dik iki sentriolden oluşan ve sadece hayvan hücrelerinde bulunan bir organeldir. Mikrotübüllerin bir araya gelmesiyle oluşmuştur ve hücre bölünmesi sırasında kendini eşler. Çekirdeğin yakınında bulunur ve hücre bölünmesi sırasında kromozomların iğ iplikleriyle karşılıklı kutuplara çekilmesinden sorumludur.

Hücre çeperi (duvarı), bitkilerde, bakterilerde, mantarlarda ve alglerde bulunur. Hücre zarının dış tarafında yer alır ve hücre zarının aksine tam geçirgendir. Mantarlarda kitin, bakterilerde peptidoglikan ve bitkilerde selüloz yapıdadır. Cansızdır ve hücreye desteklik ve dayanıklılık sağlar.

Mitokondri, sitoplazmanın içinde bulunan ve oksijenlı solunum ile ATP sentezini gerçekleştiren bir organeldir. Hücre içerisinde çoğalabilme özelliğine sahiptir. Prokaryotlar ve memelilerin olgun alyuvarları hariç bütün canlılarda bulunur. Çift zarlıdır ve elektron taşıma sistemi (ETS) bulundurur.

Enerjini artır: Mitokondriler, hücrenin enerji santralleridir. Sağlıklı beslendiğinde ve düzenli egzersiz yaptığında, vücudundaki mitokondriler daha verimli çalışır ve daha fazla enerji üretir!

Kloroplast ve Kromoplast

Kloroplast, özellikle bitki hücrelerine yeşil renklerini veren, fotosentezden sorumlu organeldir. Çift zarlı olup yapısında elektron taşıma sistemi (ETS) bulunur. Kendilerine ait DNA, RNA ve ribozomları vardır, bu sayede hücre kontrolünde kendilerini eşleyebilirler.

Kloroplastlarda tilakoid adı verilen bir zar sistemi bulunur. Bunlar üst üste dizilmiş bozuk paralara benzer ve birleşerek granumu oluşturur. Granumların arasını dolduran renksiz maddeye stroma denir. Kloroplastın ana işlevi olan fotosentez, klorofil pigmenti sayesinde gerçekleşir.

Kromoplast ise bitki hücrelerinde bulunan, bitkilere renk veren bir plastittir. Taşıdıkları renk pigmentleri ile bitkilerin çeşitli renklere bürünmesini sağlarlar. Örneğin, domatesin kırmızı rengini likopen, limon ve ayçiçeğinin sarı rengini ksantofil, havucun turuncu rengini karoten verir.

Neden yeşil? Bitkilerin yeşil görünmesinin sebebi, klorofilin mavi ve kırmızı ışığı soğurup, yeşil ışığı yansıtmasıdır. Sonbaharda yaprakların sararması, klorofilin azalıp diğer pigmentlerin (özellikle ksantofil) ortaya çıkmasından kaynaklanır.

Plastidler ve Hücre Karşılaştırması

Lökoplastlar renksiz plastidlerdir ve bitkilerin kök ve yumru gibi güneş görmeyen kısımlarında bulunurlar. Temel görevleri nişasta depolamaktır. Plastidler (kloroplast, kromoplast, lökoplast) birbirlerine dönüşebilirler. Domatesin kızarması, yaprağın sararması, patatesin yeşermesi buna örnektir.

Bitki ve hayvan hücreleri arasında önemli farklar vardır. Bitki hücrelerinde hücre duvarı ve plastidler bulunurken, hayvan hücrelerinde bunlar yoktur. Bitki hücrelerinde sentrozom bulunmazken, hayvan hücrelerinde bulunur. Bitki hücrelerindeki kofullar büyük, hayvan hücrelerindekiler küçüktür. Bitkiler nişasta, hayvanlar ise glikojen depolarlar.

Mitokondri ve kloroplast organelleri enerji dönüşümleri açısından birbirlerinin tersi işlevlere sahiptir. Mitokondri, organik maddeyi inorganik maddeye dönüştürüp enerji açığa çıkarırken, kloroplast inorganik maddeden organik madde sentezler. Mitokondri hem bitki hem hayvan hücresinde bulunurken, kloroplast yalnızca bitki hücresinde bulunur.

Sınavlarda dikkat! Mitokondride glikoz doğrudan kullanılmaz. Glikoz önce sitoplazmada piruvata dönüşür, sonra mitokondri bu piruvatı kullanarak ATP üretir. Bu bilgi sınavlarda sıkça sorulur!