HÜCRE ORGANİZMA VE METABOLİZMA ( HÜCRENİN YAPISI VE ORGANELLER )

1. HÜCRE ORGANİZMA VE METABOLİZMA(HÜCRENİN YAPISI VE ORGANELLER) Konu süresi: 4 Ders saati

2. Hedefler • Hücreyi oluşturan organelleri ve görevlerini kavramak. • Bitki hücresi ile hayvan hücresi arasındaki farkları öğrenmek.

3. Temel kavram • Ökaryotik bir hücre içerisinde görev ve yapıları birbirinden farklı olan organeller bulunur.

4. Kavramlar • Sitoplazma • Hücre iskeleti • Ribozom • Golgi • Sentrozom • Lizozom • Koful • Sil • Kamçı • Endoplazmik retikulum • Mitokondri • Hücre duvarı • Kloroplast • Çekirdek ve çekirdekçik

5. Eğer 8000 hücre zarını üst üste • koyarsak sadece kitaptaki bir • sayfa kalınlığına ulaşabiliriz. • Vücudumuz her saniye 2 milyon • alyuvar hücresi üretir.

6. Bir elektron mikroskop bir toplu iğne • başından 1 milyon kez küçük cisimleri • gösterebilir. • Balinadaki hücrelerle bir faredeki • hücreler aynı büyüklüktedir.

7. Küçük bir fabrikaya benzetilen hücre , çeşitli görevler gören organel adı • verilen yapılardan meydana gelmiştir. • Hücrenin yönetiminden sorumlu olan hücre çekirdeği bir fabrikanın yönetim • merkezi gibi hücredeki tüm biyokimyasal olayların kontrol edildiği merkezdir. • DNA hücre çekirdeğinde bulunur.Kalıtım maddesi olarak hücresel bilgileri taşır • aktarır ve organelleri kontrol eder. • Mitokondri, Endoplazmik Retikulum, Golgi aygıtı , Lizozom,Ribozom • ve Kloroplast en önemli hücresel organellerdir. • Protein sentezi, Enerji elde edilmesi , Besin maddelerinin ve Yapısal maddelerin • üretilmesi, Hormonların sentezi, Enzimlerin oluşturulması organellerin belli • başlı görevleridir.

8. Hücre ve Canlı boyutları • Mikroskopların çözünürlüğü objeyi • aydınlatan ışığın en kısa dalga boyu ile • sınırlıdır.Işık mikroskopları objenini • gerçek büyüklüğünü yaklaşık 1000 kez • büyütebilir , bunun üstündeki • büyütmelerde görüntü bulanık görünür. -3 1 milimetre(mm) = 10 m 1 mikrometre (um) = 10 mm. 1 nanometre(nm) = 10 um 1 Angstrom = 10 nm -3 -3

9. Bu şemada hücreler kutu şeklinde temsil edilmiştir. • Herhangi bir objenin boyutu büyüdükçe • bu objenin hacmi onun yüzey alanına oranla • daha fazla artar.Dolayısıyla obje ne kadar • küçükse onun yüzey alanının hacme oranı • o kadar büyüktür. • Yüzey / hacim oranının büyk olması • hücre ile çevresi arasındaki madde • alışverişini kolaylaştırır. Toplam hacim sabit kalırken yüzey alanı artar Toplam yüzey alanı (Yükseklik* genişlik* kenar Sayısı* kutu sayısı) Toplam hacim (Yükseklik* genişlik*boy* Kutu sayısı) Yüzey / hacim oranı (alan / hacim)

10. HÜCRE İSKELETİ • Hücreye desteklik ve şekil vermek .Çeşitli şekillerdeki hücre hareketini meydana • getirmek .Hücre içinde motor proteinlerin organelleri taşıması için bir yol • oluşturmak gibi üç önemli görevleri vardır. • Hücre hareketi hücre iskeletinin , motor moleküller olarak isimlendirilen • proteinlerle etkileşimi sonucu meydana gelir. Bu motor moleküller , hücre • iskeleti bileşenlerinin birbiri üzerinde kaymasını sağlayarak sil ve kamçının • hareketini oluşturur. Ayrıca hücre iskeleti fagositoz ve hücre zarının besin • kofulu oluşturmasında da görev alır. • Mikrofilamentler 7nm çapında sert çubuklardır. Aktin moleküllerinden • meydana gelmişlerdir. Bir mikrofilament aktin alt birimlerinden oluşmuş ve birbiri • üzerine sarılmış iki zincirden meydana gelir. Tüm ökaryotik hücrede bulunurlar. • İki önemli görevleri vardır , birincisi hücre hareketini gerçekleştirmek diğeri ise • hücre şeklini korumak. Miyozin proteini ile birlikte kas hücrelerinde kas • kasılmasından sorumludurlar. Ayrıca hücre bölünmesi sırasında hücrenin iki • yavru hücreye ayrılmasına neden olan sitoplazma bölünmesini gerçekleştirirler.

11. Ara FilamentlerBunlar mikrofilmentlerden daha kalın , mikrotübüllerden ise • daha incedir.(Yaklaşık 8-12 mikrometre çapında) Bileşimleri açısından bütün • ökaryotik canlı hücrelerinde yapıları aynıdır. Hücre biçimlerini güçlendirme , • organellerin hücre içerisindeki yerlerini sabitleme gibi görevleri vardır. • Örneğin çekirdek ara filamentlerden oluşan bir kafes içerisinde oturur. • Ayrıca sinir hücrelerinin impuls ileten uzantıları bu filamentler tarafından • güçlendirilir. • Mikrotübüller.Tüm ökaryotik hücrelerde bulunurlar. Çapları yaklaşık 25 • nanometredir.İçleri boş olan tübül duvaru , tübilin adı verilen globüler proteinlerden • meydana gelmişlerdir. Hücre iskeletini oluşturmakla birlikte hücre içeride • organellerin taşınması , kamçı ve sil yapısının meydana getirilmesi , • sentrozomları oluşturmları gibi birçok görevleri vardır.

12. VİDEO

13. HÜCRENİN GENEL ÖZELLİKLERİ • Hücreler görev ve yapı bakımından birbirinden çok farklı olmalarına rağmen • hepsi hücre zarı , sitoplazma ve çekirdekten meydana gelmiştir. • Hücre içerisindeki zarlar ökaryotik hücrenin işlevlerini birbirinden ayırır. • Çeşitli organel zarları üzerinde bulunan enzimler organellerin farklı • görevlerde bulunmalarını sağlar.(Bir fabrikanın içerisinde bulunan farklı • görevler üstlenen yapılar gibi.)

14. Hücre çekirdeği çekirdek zarı , sitoplazması çekirdekçik ve kromatin iplikten • meydana gelir. • Hücre bölüneceği zaman çekirdek zarı ve çekirdekçik eriyerek kaybolur.Hücre • bölündükten sonra tekrar meydana gelir. • Çekirdekçik rRNA’nın sentezlendiği yerdir ve Ribozomun oluşturulmasını sağlar. • Çekirdek zarı Endoplazmik retikulumla bağlantılıdır.Porlar yardımıyla çekirdekten • çıkan maddeler hücre sitoplazmasına geçer.

15. Kromozomların yapısı • Bir hücrenin genetik bilgisini içeren DNA molekülüne genom adı verilir. Ökaryotik • hücre genomu büyük bir içerik tşıdıkları için prokaryotik genomdan daha büyük bir • yer işgal eder ve aşırı derecede sıkışarak paketlenmiştir. Böylece hücre çekirdeğine • sığar. DNA’nın proteinler yardımıyla sıkışarak paketlenmesiyle kromozomlar oluşur. • Kromozomlar sayesinde hücre bölünmesi ve oğul hücrelere eşit sayıda kromozom • gitmesi mümkün olur.(Mitoz)

16. DNA molekülü aşırı • derecede kıvrılarak • ve proteinlerle • birleşerek kromatin • adı verilen yapıyı • oluşturur. Bu yapı • hücre bölünmesine • girerken daha da • kısalır ve kendini • eşleyerek kromatid • adı verilen yapıya • dönüşür.Bir metafaz • kromozomu böylece • kendini eşlemiş bir • çift kromatid den • meydana gelir. • Bunlara kardeş • kromatidlerde denir. • Genetik açıdan • birbirlerinin • aynısıdırlar ve aynı • DNA nükleotid • sırasına sahiptirler.

17. Ribozomlar protein sentezinin yapıldığı organellerdir.Zarsız yapıdadırlar tek tek • ya da birleşmiş halde (Polizom) sitoplazmada bulunurlar. Granüllü ER üzerinde • ribozomlar çok sayıda bulunurlar. • Granüllü ER protein sentezi yapan hücrelerde gelişmiş bir haldedir. Enzim ve • hormon salgılayan hücrelerde bol bulunurlar. • Granülsüz ER de ribozom yoktur.Yağ ve karbonhidrat sentezi yapan hücrelerde • bol miktarda bulunurlar. • Tüm ER ler kanalcıklar sistemi oluşturarak Golgi aygıtı ile bağlantı kurulmasını • sağlayan yol sistemi meydana getirirler.

18. Golgi aygıtı yassı keseciklerden oluşmuştur.ER den gelen salgılar alınarak • işlenir ve sitoplazma içine kesecikler halinde salgılanarak lizozomlar • oluşturulur. • Salgı yapan hücrelerde gelişmiştir. Golgi organelinin bozulması ve görevini yapamaması hangi hastalıklara neden olur ?

19. Lizozomlar kuvvetli sindirim enzimleri içeren organellerdir. ER ya da Golgi • aygıtı tarafından meydana getirilirler. • Alyuvarlar hariç başta akyuvar olmak üzere bütün hayvansal hücrelerde • bulunurlar. • Yabancı hücreler , yaşlanan organeller , besin maddeleri lizozomlar tarafından • parçalanır.Hücrenin kendi içeriğinin lizozomlar tarafından parçalanmasına • otoliz denir. • Lizozom eksikliği hastalıklarına örnek veriniz ?

20. Aktif hidrolitik enzimler • içeren lizozomların • üretiminde ER ve Golgi • aygıtı işbirliği yapar. • Lizozomlar hücre içine • alınan maddeleri sindirir • ve ortaya çıkan madde • leri hücrenin yeniden • kullanımına sunar. • Yandaki şema besin • kofulu ile kaynaşan bir • ribozom ile hasarlı bir • mitokondriyi içine alan • bir başka lizozomu • göstermektedir.

21. Oksijenli solunum yapan tüm canlıların hücrelerinde bulunur.Çift katlı bir zarla • çevrilmiştir.İç yapısında üst üste katlanmış krista adı verilen bir yapı ve • arlarında sıvı dolu matrix ten meydana gelmiştir.Matrixte DNA ,RNA ve • ribozom bulunur. • Mitokondri ATP sentezinin yapıldığı organeldir.DNA’sı olduğundan kendi kendini • eşleyebilir ve bölünebilir. Mitokondri organeli bozukluğu hangi hastalıklara neden olur ?

22. Kloroplastlar bir plastit çeşididir.Sadece bitkilerde bulunurlar ve fotosentezin • gerçekleştiği organeldir.Çift katlı zar sistemlerine sahiptir.Ayrıca kendilerine • ait DNA’ , RNA ve ribozomu bulunur. • Tilakoyit adı verilen yapılar üst üste binmiş granumlardan meydana gelir.Stroma • granumların arasında bulunan enzim dolu sıvı kısımdır.Granumlar ın içerisinde • bulunan klorofil molekülü ışığın emilmesi görevini gerçekleştirir. Kloroplast , kromoplast ve lökoplast arasındaki farkları açıklayınız ?

23. Sentrozomlar sentriyol çiftlerinden meydana gelmişlerdir.Her bir sentriyol • dokuz adet üçerli mikrotübülden oluşur. • Hücre bölünmesi öncesinde eşlenerek iki çift olurlar ve mitoz bölünme sırasında • karşı kutuplara giderek kromozomların tutunup çekileceği iğ ipliklerini meydana • getirirler. Sentrozom ve kanser arasında hastalığı arasında nasıl bir ilişki vardır?

24. Tek katlı zarla çevrili içi sıvı dolu olan keselerdir.Besin maddelerinin depo edilmesini • sağladıkları gibi artık maddeleri de depo edebilirler. • Hayvan hücrelerinde kofullar daha küçük ve daha fazla sayıdadır.Tatlı sularda • yaşayan paramesyum adlı tek hücreli canlıda suyun boşaltılmasını sağlayan • kontraktıl kofullar bulunur.

25. Siller ve kamçılar hücrelerin hareketini sağlarlar.Siller daha kısa ama çok sayıda • hücre yüzeyinde bulunurlar.Memelilerin solunum organlarındaki hücrelerin silleri • tozların tutulmasını sağlar. • Kamçı ise hücrelerde bir yada iki tane olur ve sillerden daha uzundur.Sil ve • kamçıların yapısında mikrotübüller vardır.

26. Bitki hücre çeperleri selüloz dan meydana gelmiştir.Selüloz yapı bitki hücrelerine • dayanıklılık ve sağlamlık kazandırır.

27. ENDOSİMBİYOZ TEORİ • Mitokondri ve Kloroplastların çift zarlı olmaları ayrıca kendilerine ait bir DNA • içermeleri onların hücrelerde nasıl oluştuğuna dair bir soru oluşturmaktadır. • Milyarlarca yıl önce ilk oluşan prokaryotlardan bazıları kendilerine bir çekirdek • zarı oluşturmayı başarmışlardır.Ayrıca kloroplast ve mitokondri de bakteriler • gibi kendi başlarına yaşayan tek hücreli prokaryottular.Çekirdekli hücrelerle birle • şerek simbiyoz yaşama geçmeleri bu canlılara üstünlük kazandırmış ve çok • hücreliliğin yolunu açmıştır.

28. KOLONİLER Ana koloni Vücut hücresi Üreme hücresi • Tek hücrelilikden çok hücreliliğe • geçiş birden bire olmamıştır. • Volvox kolonisinde sekiz-kırkbin • arası hücre bulunur.Hücreler • arasında basitde olsa bir iş bölümü • vardır. • Koloniler çok hücrelilğe geçiş gösteren canlı örnekleri teşkil eder.Hücreler • birbirinden ayrılırsa tek başlarına yaşayabilir.Çok hücreli canlıları meydana • getiren hücreler ise dokuları meydana getirirler ve ileri derecede farklılaşarak • görev dağılımı yaptığı için ayrıldıklarında tek başlarına yaşayamazlar.

29. DEĞERLENDİRME • Prokaryot hücre ile ökaryot hücre arasındaki farklar nelerdir? • Hücrelerin iç bölgelerinde bulunan zar sistemlerinin görevleri nelerdir? • Koloni oluşturan tek hücrelilerin evrimsel önemi nedir. • Mitokondri ve kloroplast ökaryot hücrelerin yapısına nasıl katılmıştır.? • Salgı yapan hücrelerde hangi organeller gelişmiştir • Kromatin,kromatit ve kromozom kavramlarını açıklayınız. • Bitki hücresi ile hayvan hücresi arasındaki farklar nelerdir.