Hücre ve Bölünmeler

7. sınıfta işleyeceğimiz bu ünite, canlıların yapı taşı olan hücreyi ve bölünme süreçlerini anlamamıza yardımcı olacak. Hücreler mikroskobik yapılardır ve canlılığın temel özelliklerini taşırlar.

Bu ünitede hücrenin yapısını, içindeki organelleri ve görevlerini öğreneceğiz. Ayrıca bitki ve hayvan hücrelerinin farklarını, hücre bölünmesinin evrelerini ve önemini inceleyeceğiz.

Burada öğreneceğimiz bilgiler, vücudumuzun nasıl oluştuğunu, büyüdüğünü ve yenilendiğini anlamamızı sağlayacak.

Bilgi Notu: Hücreleri incelemek için kullanılan aletlere mikroskop denir. İlk mikroskop 1590 yılında Janssen tarafından keşfedilmiştir.

Hücrenin Temel Kısımları

Hücre, canlının en küçük yapı ve görev birimidir. Tüm temel canlılık olayları hücrede gerçekleşir. Hücre üç temel kısımdan oluşur: hücre zarı, sitoplazma ve çekirdek.

Hücre zarı, hücrenin dışını saran esnek bir yapıdır. Hücreyi korur, şekil verir ve madde alışverişini kontrol eder. Seçici geçirgen olması sayesinde bazı maddelerin geçişine izin verirken bazılarını engeller.

Sitoplazma, hücrenin içini dolduran akışkan bir sıvıdır. Büyük kısmı sudan oluşur ve içerisinde organeller bulunur. Solunum, boşaltım ve sindirim gibi yaşamsal olaylar burada gerçekleşir.

Çekirdek ise hücrenin yönetim merkezidir. Kalıtım materyalleri burada bulunur. Çekirdekte bulunan DNA, kalıtsal özelliklerimizi taşır. DNA'daki bilgi parçalarına gen denir. DNA'nın özel proteinlerle bir araya gelerek oluşturduğu yapılara ise kromozom denir.

Dikkat! Aynı türün sağlıklı bireylerinde kromozom sayısı aynıdır. Örneğin insanlarda kromozom sayısı 46'dır.

Organeller

Hücrede, sitoplazmada bulunan ve özel görevleri olan yapılara organel denir. Her organel farklı bir işlev için özelleşmiştir.

Mitokondri hücrenin enerji merkezidir. Enerji ihtiyacı fazla olan kas hücrelerinde çok sayıda bulunur. Ribozom protein üretiminden sorumludur. Endoplazmik retikulum hücre içinde madde iletimini sağlayan kanallardan oluşur.

Golgi cisimciği salgı maddesi üretir ve paketler. Ter, gözyaşı ve süt bezi hücrelerinde çok sayıda bulunur. Koful ise atık madde ve su depolar. Bitki hücrelerinde büyük ve az sayıda, hayvan hücrelerinde küçük ve çok sayıdadır.

Plastitler sadece bitki hücrelerinde bulunan organellerdir. Kloroplast fotosentez yaparak besin ve oksijen üretir, bitkiye yeşil rengini verir. Kromoplast bitkilere sarı, kırmızı ve turuncu renk verir, lökoplast ise renksizdir ve besin depolar.

İlginç Bilgi: Lizozom hücre içi sindirimden sorumludur ve yaşlanan hücreleri yok eder. Bu yüzden hücrenin "intihar kesesi" olarak da bilinir!

Bitki Hücresi ve Hayvan Hücresi

Bitki ve hayvan hücreleri arasında önemli yapısal farklar vardır. Bu farklar onların yaşam şekillerinden ve ihtiyaçlarından kaynaklanır.

Hayvan hücreleri genellikle yuvarlak şekildedir. Hücre duvarı bulunmaz, sadece hücre zarı ile çevrilidir. Sentriyoller ve lizozom organelleri bulunur. Kofulları küçük ve çok sayıdadır.

Bitki hücreleri ise köşeli bir yapıya sahiptir. Hücre zarının dışında sert ve dayanıklı bir hücre duvarı bulunur. Fotosentez yapan kloroplast organelleri vardır. Kofulları büyük ve az sayıdadır. Sentriyoller bulunmaz ve lizozom sadece ilkel bitkilerde görülür.

Her iki hücre tipi de yaşamak için çekirdek, sitoplazma, mitokondri, ribozom, endoplazmik retikulum ve golgi cisimciği gibi temel organellere sahiptir.

Unutma! Bitki hücrelerindeki hücre duvarı selülozdan yapılmıştır ve hücreye sağlamlık kazandırır. Bu sayede bitkiler dik durabilir.

Hücrenin Tarihsel Gelişimi ve Hücreden Organizmaya

Hücre hakkındaki bilgilerimiz zaman içinde gelişmiştir. 1590'da Janssen'in mikroskobu keşfi ile başlayan süreçte, 1665'te Robert Hooke şişe mantarını inceleyerek gördüğü boş odacıklara "hücre" adını verdi.

İlk canlı hücreyi Anton Van Leeuwenhoek gözlemledi. 1838'de Schwann ve Schleiden bitki ve hayvanların benzer hücre yapılarından oluştuğunu keşfetti. 1858'de Rudolf Virchow "var olan hücrelerin önceki hücrelerin bölünmesiyle oluştuğunu" söyleyerek hücre teorisini oluşturdu.

Çok hücreli canlılarda hücreler bir düzen içinde organize olur. Benzer hücreler bir araya gelerek dokuları, dokular bir araya gelerek organları, organlar bir araya gelerek sistemleri, sistemler de bir araya gelerek organizmayı oluşturur.

Bu organizasyon, bir binanın tuğlalardan başlayarak oluşmasına benzer. Nasıl ki tuğlalar duvarları, duvarlar odaları, odalar evi oluşturuyorsa, hücreler de vücudumuzu aynı mantıkla oluşturur.

Hayal Et: Vücudundaki trilyon hücrenin her biri, senin sağlıklı yaşaman için uyum içinde çalışıyor. Her biri küçük bir fabrika gibi!

Hücre Bölünmeleri ve Mitoz Bölünme

Canlılarda hücreler olgunlaştıktan sonra bölünerek yeni hücreler oluşturur. Hücre bölünmesi iki farklı şekilde gerçekleşir: mitoz bölünme ve mayoz bölünme.

Mitoz bölünme, bir hücreden genetik olarak birbirinin aynısı iki yeni hücre oluşmasıdır. Neredeyse bütün hücrelerimizde görülür (çizgili kas, olgun alyuvar, retina, sinir ve üreme hücreleri hariç). Mitoz bölünmede kromozom sayısı değişmez.

Mitoz bölünme tek hücreli canlılarda üremeyi sağlar. Çok hücreli canlılarda ise büyüme, gelişme, yaraların iyileşmesi ve eskiyen dokuların yenilenmesini sağlar. İnsanlarda döllenme ile başlar ve ömür boyu devam eder.

Mitoz bölünme, çekirdek bölünmesi ile başlar ve sitoplazma bölünmesi ile sona erer. Sonuçta oluşan iki hücre, başlangıçtaki hücre ile aynı kalıtsal özelliklere sahip olur.

Düşün: Her gün vücudunda milyonlarca mitoz bölünme gerçekleşiyor. Bu sayede yaraların iyileşiyor ve büyüyorsun!

Çekirdek Bölünmesi

Mitoz bölünmede çekirdek bölünmesi belirli evrelerden geçerek gerçekleşir. Bu evrelerin her biri hücrenin yeni hücreleri oluşturabilmesi için önemlidir.

1. Evre: Hücre bölünmek için yeterli büyüklüğe ulaşır. DNA kendini eşler ve kalıtsal bilgi iki katına çıkar. Böylece oluşacak iki yeni hücrenin de aynı kalıtsal bilgiye sahip olması sağlanır.

2. Evre: Kromatin iplikler kısalıp kalınlaşarak kromozomları oluşturur. Çekirdek zarı erimeye başlar. Sentriyoller iğ ipliklerini oluşturur. Artık hücre bölünmeye hazırdır.

3. Evre: Kromozomlar iğ iplikleri sayesinde hücrenin tam ortasına dizilir. Bu, kromozomların en net görüldüğü evredir. Tam ekvatoral düzlemde sıralanırlar.

4. Evre: İğ iplikleri sayesinde kardeş kromatidler birbirinden ayrılarak zıt kutuplara çekilir. Her kutba aynı sayıda kromozom gider.

5. Evre: Sitoplazma bölünmeye başlar. Kromozomlar tekrar kromatin iplik haline gelir. İğ iplikleri kaybolur ve çekirdek zarı yeniden oluşur. Bu evre sonunda genetik olarak birbirinin aynısı iki yeni hücre oluşur.

Hatırla: Mitoz bölünmede oluşan hücrelerin genetik yapısı aynıdır, ancak büyüklükleri veya organel sayıları farklı olabilir.

Sitoplazma Bölünmesi

Çekirdek bölünmesi tamamlandıktan sonra sitoplazma bölünmesi gerçekleşir. Bu süreç, bitki ve hayvan hücrelerinde farklı şekillerde olur.

Hayvan hücrelerinde sitoplazma bölünmesi boğumlanma ile gerçekleşir. Hücre zarı ortadan içe doğru çekilerek daralır ve sonunda tamamen ayrılarak iki yeni hücre oluşur. Bu süreçte hücre zarı adeta bir lastik gibi sıkışır.

Bitki hücrelerinde ise sitoplazma bölünmesi ara lamel oluşumu ile gerçekleşir. Sert ve dayanıklı hücre duvarı boğumlanmaya izin vermediği için, hücrenin ortasında yeni bir hücre duvarı oluşturulur. Bu yeni duvar, iki yeni hücreyi birbirinden ayırır.

Çekirdek bölünmesinde de bitki ve hayvan hücreleri arasında küçük bir fark vardır. Hayvan hücrelerinde iğ ipliklerini sentriyoller oluştururken, bitki hücrelerinde sentriyoller bulunmadığından iğ iplikleri sitoplazmadaki proteinler tarafından oluşturulur.

Merak Et: Bir bitki hücresini incelediğinde, hücre duvarının varlığını nasıl anlarsın? Köşeli şekli ve daha düzenli görünümü ile!

Mayoz Bölünme

Mayoz bölünme, eşeyli üreme için gerekli olan üreme hücrelerinin (sperm, yumurta, polen) oluşmasını sağlayan özel bir bölünme şeklidir.

Mayoz bölünme sonucunda 4 yeni hücre oluşur ve bu hücrelerin kromozom sayısı ana hücrenin yarısı kadardır. Örneğin, insanlarda 46 kromozomlu üreme ana hücresinden 23 kromozomlu üreme hücreleri oluşur.

Mayoz bölünme sadece üreme ana hücrelerinde gerçekleşir. İnsanlarda ergenlik dönemiyle birlikte başlar. Erkeklerde ömür boyu devam ederken, dişilerde menopoz dönemine kadar sürer.

Mayoz bölünmenin iki önemli işlevi vardır:

1. Genetik çeşitliliği sağlar, böylece kardeşler bile birbirinden farklı olabilir.
2. Kromozom sayısının sabit kalmasını sağlar. Eğer mayoz bölünme olmasaydı, her nesilde kromozom sayısı iki katına çıkardı.

Unutma! Üreme hücreleri (sperm, yumurta, polen) ne mitoz ne de mayoz bölünme geçiremez. Üreme ana hücreleri ise hem mitoz hem mayoz bölünme geçirebilir.

Mayoz Bölünmenin Evreleri

Mayoz bölünme, Mayoz 1 ve Mayoz 2 olmak üzere iki aşamada gerçekleşir. Bu karmaşık süreç sayesinde kalıtsal çeşitlilik sağlanır.

Mayoz 1:

• Bölünme emrini alan 2n kromozomlu üreme ana hücresinde DNA kendini eşler.
• Kromozomlar birbiri üzerinde kıvrılır ve parça değişimi gerçekleşir. Bu olay genetik çeşitliliği sağlar.
• Homolog kromozomlar (biri anneden biri babadan gelen aynı özellikleri taşıyan kromozomlar) hücrenin ortasına dizilir ve karşılıklı kutuplara çekilir. Böylece kromozom sayısı yarıya inmiş olur.
• Sitoplazma bölünmesi ile 2 yeni hücre oluşur.

Mayoz 2:

• Mitoz bölünmeye benzer şekilde gerçekleşir.
• Kardeş kromatidler birbirinden ayrılır ve 4 yeni hücre oluşur.
• Sonuçta, kromozom sayısı yarıya inmiş (n) 4 hücre oluşmuş olur.

Mayoz bölünme sayesinde, insanlarda 46 kromozomlu üreme ana hücrelerinden 23 kromozomlu sperm ve yumurta hücreleri oluşur. Döllenme sırasında bu hücreler birleşerek 46 kromozomlu yeni bir canlıyı oluşturur.

Hayal Et: Her mayoz bölünmede parça değişimi sayesinde milyonlarca farklı genetik kombinasyon oluşabilir. Bu yüzden her insan benzersizdir!