I. ÜNİTE 3. BÖLÜM: CANLILARIN TEMEL YAPI BİRİMİ HÜCRE

1. I. ÜNİTE 3. BÖLÜM:CANLILARIN TEMEL YAPI BİRİMİ HÜCRE 1. HÜCREYLE İLGİLİ ÇALIŞMALARIN TARİHSEL SÜRECİNİN İŞLENMESİ 2. HÜCRE TEORİLERİ 3. HÜCRE ZARI VE ZARDAN MADDE ALIŞ VERİŞİ 4. STOPLAZMA VE HÜCRE ORGANELLERİ a. RİBOZOM b. SENTROZOM c. ENDOPLAZMIK RETIKULUM d. GOLGI AYGITI e. LIZOZOM f. KOFUL (VAKUOL) g. MITOKONDRI h. PLASTIDLER 5. ÇEKİRDEK (NÜKLEUS) 6. PROKARYOT VE ÖKARYOT HÜCRELERİN KARŞILAŞTIRILMASI 7. BİTKİ VE HAYVAN HÜCRELERİN KARŞILAŞTIRILMASI

2. HÜCRE HÜCRENİN KEŞFİ Hücreyi ilk defa 1665 yılında Robert Hooke (d.18.07.1635–ö.03.03.1703) kendi keşfettiği ışık mikroskobunu kullanarak keşfetmiştir. • Canlının hayatsal faaliyetler gösteren en küçük yapıtaşıdır. Yani hücre en küçük canlıdır. • Hücreyi ilk defa 1665 yılında Robert Hooke keşfetmiştir. • R. Hooke şişe mantarından aldığ kesiti mikroskopta incelemiş gördüğü oda şeklindeki yapılara hücre (cellula) adını vermiştir. • 1831 yılında Brawn bitki hücresinde çekirdeği keşfetti. • 1838’de Purkinje,Schwan ve Mohl hücre içindeki canlı yapıya plazma adını verdi. • Daha sonra plazmanın dışında hücre zarının varlığı bulundu. • Hücrenin detaylı yapısı elektron mikroskobunun kullanılmaya başladığı 1950’den sonra ortaya çıkmaya başlamıştır.

3. HÜCRETEORİLERİ: (Schleiden, Teodor Schvan, Mathios, Rudolf Virkov)(1839) • Bütün canlıların temel yapı ve işlev birimi hücredir. • Canlının kalıtım maddeleri hücrelerinde bulunur. • Her hücre kendinden önceki hücrenin bölünmesi sonucu oluşur. • Bütün canlılar bir veya çok sayıda hücreden oluşur. • Hücreler bağımsız (bir hücreli canlı) veya birlikte (çok hücrelicanlılarda olduğu gibi) iş görebilirler. • Birhücreli canlılar tek hücreden meydana geldiği için doku, organ ve sistem oluşumu söz konusu değildir. • Çok hücreli canlılarda iş bölümüyle birlikte doku, organ ve sistem oluşum vardır. NOT: Çok hücreli bir canlıyı oluşturan yapı birimleri küçükten büyüğe doğru şöyle sıralanabilir. Atom – Molekül – Organel – Hücre – Doku – Organ – Sistem - Canlı

4. HÜCRENİN KISIMLARI: Gelişmiş yapılı bir hücre (ökaryot hücre); I. Hücre Zarı II.Stoplazma III. Çekirdek olmak üzere üç kısımdan meydana gelir. I. HÜCRE ZARI: • Hücreyi bulunduğu ortamdan hücre zarı ayırır. • Stoplazmayı dıştan sarar. • Bazı hücrelerde zarın dışında hücre çeperi, kapsül gibi yapılar da bulunur. HÜCRE ZARININ ÖZELLİKLERİ: • Yapısında %60 protein, %35 yağ, %5 oranında karbonhidrat bulunur. • Zarın yapısında yağ ve karbonhidratlar serbest olarak bulunmaz. • Canlı, saydam ve esnektir. • Üzerindeki deliklere por denir. • Akışkan bir yapıdadır. • En önemli özelliğseçici geçirgen olmasıdır. • Hücre zarının dış kısmında hücreye özgüllük kazandıran glikokaliks tabakası bulunur.

5. GLİKOKALİKS TABAKASI: • Zarın dış yüzeyinde bulunan glikoprotein, lipoprotein ve glikolipit tabakasından oluşur. • Bu moleküllerin miktarı ve dağılımı hücrenin özgüllüğünü sağlar. • Bu tabaka hücrenin kimliği gibidir. • Hücrelerin biribirini tanıması,hücre içine alınacak maddelerin,enzim ve hormonların tanıması bu tabakada bulunan glikoproteinler yardımıyla olur. • Örnek Deney: • Karaciğer,pankreas ve böbrekten alınan hücreler karışık olarak bir kültür ortamına bırakılmıştır. • Bir süre sonra aynı organdan alınan hücrelerin bir araya toplandığı gözlenmiştir. • Sonuc:Hücrelerde birbirini tanımayı sağlayan bir mekanizma vardır.

6. Hücre Zarının Görevleri: • Hücrenin dağılmasını önler. • Hücreye şekil verir, • Hücreyi dış etkenlerden korur,En önemli görevi: • Madde alış verisini sağlamaktır. Not: • Hatırlarsınız ki zarın en önemli özelliği seçici geçirgenliği, en önemli görevi ise madde alış-verişini gerçekleştirmesidir. • Hücre zarından küçük moleküller büyüklere göre, nötrler iyonlara göre,(-) iyonlar (+) iyonlara göre,yağda çözünenler çözünmeyenlere göre daha kolay geçer.

8. HÜCRE ZARI MODELLERİ: • Hücre zarının yapı ve işleyişini açıklamak için iki farklı görüş ileri sürülmüştür. • Bunlar birim zar modeli ve akıcı-mozaik zar modelidir. • 1. BİRİM ZAR (SANDVİC) MODELİ 2. SIVI AKICI-MOZAİK ZAR MODELİ • 1935-1954 yılları arasında kabul gören bu model Danielli ve Davson tarafından ileri sürülmüştür. • Bu modele göre zarın ortasında fosfolipit (yağ) tabakası bulunur ve bunun her iki yanında protein tabakası bulunur. • Zarda porlar bulunur. • Bu model zarın cansız olduğunu varsaymaktadır.Bundan dolayı zarda gerçekleşen aktif taşımayı açıklayamamaktadır. • Bu model Singer ve Nikolson tarafından 1972 yılında geliştirilmiştir. • Bu modele göre zarın yapısında hareketli ve akışkan iki sıra lipit tabakası bulunur.Lipitlerin çoğu fosfolipittiir. • Zardaki proteinler lipit tabakası içine dağılmış olarak bulunur. • Zar akışkan bir yapıda olduğu için proteinlerin yerleri sürekli değişmektedir. • Hayvan hücrelerinde zarın dışında glikokaliks tabakası bulunur. Bu tabaka çeperli hücrelerde bulunmaz.

9. HÜCRE ZARINDAN OLUŞAN YAPILAR: • Bazı dokularda hücreler arasında iletişim sağlamak amacıyla sitoplazma uzantılarıyla birbirine bağlanır. Kemik doku hücrelerinde olduğu gibi. • Hücre zarından farklı görevler yapmak üzere çeşitli yapılar oluşur. Bunları şöyle sıralayabiliriz. 1. MİKROVİLLUSLAR: • Zarın dışarıya doğru uzayarak oluşturduğu parmak şeklindeki yapılardır. • Mikrovilluslar zarın madde emilim yüzeyini artırır.Örnek: Ince bağırsağın iç yüzeyinde besinlerin kana emilimini sağlayan mikrovilluslar bulunur. 2. YALANCI AYAK: • Hücre zarının dışarı doğru uzamasıyla oluşan, yerleri sürekli değişen besin alımı ve hareketi sağlayan ayak şeklinde yapılardır.Örnek:Amipte bulunan yalancı ayaklar yer değiştirme ve beslenmede görev alır. 3. BESİN CEBİ: • Endositoz yapabilmek için oluşan pinositoz ve fagositoz cepleridir.

10. 4. SİLLER: • Hücre zarından oluşan çok sayıda tüy şeklinde yapılardır. • Hareketi sağlar. • Örnek:Terliksi hayvanda çok sayıda sil bulunur. 5.KAMÇI: • Zardan oluşan bir veya bir kaç tane kuyruk gibi uzun uzantılardır. • Hareket,savunma ve beslenmede görev alır. • Örnek öglenadaki kamçı.

11. HÜCRE ÇEPERİ: • Bitki, bakteri, mantar ve siyanobakterilerde (mavi-yeşil alg) bulunur. • Hayvan hücrelerinde bulunmaz. • Bitki hücrelerinde çeperin temel yapısı selülozdan oluşur. • Bakterilerde çeperin yapısında lipit, glikoz ve aminoasit türevlerinden oluşan mukopolisakkaritler bulunur. • Mantarların çeperi kitinden oluşur. • Çeper cansızdır. • Saydamdır. • Esnek değildir. • Kalınlığı hücre yaşlandıkça artar. • Hücreye desteklik verir. • Madde alış-verişini geçit adı verilen yapılarla yapar. • Komşu hücrelerin çeperleri birbirine pektin maddesi ile bağlanır.Pektinden oluşan bu tabakaya orta lamel denir. • Not: • İki hücrenin birbirine bağlanmasını ve haberleşmesini sağlayan yapılara hücreler arası bağlantılar denir. • Hücrelerin yan yüzeyindeki bağlantılar; sıkı bağlantı, ara bağlantı ve desmozomlardır.

13. Madde alış-verişi hücre zarında gerçekleşen hayatsal olaylardandır. • Madde alış-verişi canlılığın devamı için mutlaka gereklidir. • Madde alış-verişi enerji harcanan ve harcanmayan olmak üzere temelde ikiye ayrılır. MADDE ALIŞ VERİŞİ

14. . PASİF GEÇİŞ • Enerji harcanmadan ve enzim kullanılmadan maddelerin yoğunluk farkına bağlı olarak bir yerden bir yere geçişidir. • İki şekilde gerçekleşir; bunlar difüzyon ve osmozdur. • . Difüzyon: • Hareketli moleküllerin(katı, sıvı, gaz) Çok bulundukları yerden (çok yoğundan) az bulundukları yere(az yoğuna) kendiliğinden geçişidir. Örnekler: Suyun içinde mürekkebin yayılması Suyun içinde şekerin erimesi

15. DİFÜZYON HIZINA ETKİ EDEN FAKTÖRLER; • Sıcaklık; moleküllerin enerjisini artırarak difüzyonu hızlandırır. • Molekül büyüklüğü; arttıkça difüzyon hızı azalır • Yoğunluk farkı; attıkça difüzyon hızı artar. • Por sayısı; attıkça difüzyon hızı artar. • Yağda çözünenler (A, D, E, K vit); suda çözünenlere göre hücre zarından daha kolay geçerler. • Yağı çözenler (Alkol, eter, kloform) hücre zarından kolay geçerler. • Nötrler iyonlara göre zardan daha kolay geçerler. • Ortam akışkanlığı arttıkça difüzyon hızı da artar.

16. Kolaylaştırılmış Difüzyon: • Maddeler çok yoğundan az yoğuna difüzyondaki gibi enerji harcanmadan geçer. • Fakat fark porlardaki taşıyıcı proteinlerin taşıyıcı proteinlerin görev almasıdır. • Difüzyona göre daha hızlıdır. • Enerji harcanmaz. Diyaliz: • Böbrekleri kandaki atık maddeleri süzmeyen insanlarda difüzyona dayalı olarak diyaliz makinesi geliştirilmiştir.

17. Diyaliz Makinesi Nasıl çalışır? • İki tüpten oluşan bu makinenin tüplerinden biri hastanın bileğindeki atardamarına, diğeri ise toplardamarına bağlanıyor. • Tüpün içersinde kanın düzenli akışını sağlayan iki pompa var. • Damarlardan çıkan tüpler, üzeri yarı geçirgen bir zarla kaplı olan başka bir tüpün etrafını dolaşıyor. • Bu büyük tüp, içinde diyaliz denilen tuzlu solüsyonun bulunduğu bir kabın içinde duruyor. • Hastanın zararlı maddelerle kirlenmiş kanı birinci tüple alınıyor ve diyaliz solüsyonunun içinden geçirilerek bu zararlı maddelerden arındırılıyor. • Daha sonra temizlenen kan diğer tüple yeniden damara verilerek diyaliz işlemi sonuçlanmış oluyor.

19. 2. Osmoz: • Suyun az yoğun ortamdan çok yoğun ortama yarı geçirgen zar aracılığıyla enerji harcanmadan geçişidir. • Yani Osmoz suyun difüzyonudur diyebiliriz. Örnek: Kolları yarı geçirgen bir zarla ayrılmış bir U borusunda osmoz olayı; • Sonuç: • A kolundan B koluna su geçişi olur. • Yani su çok bulunduğu yerden (az yoğundan) az bulunduğu yere (çok yoğuna) geçer. • A kolu alçalır, B kolu yükselir. • Çünkü A’danB’ye su geçişi olmuştur. • B’denA’yasükroz geçemez. • Çünkü sükroz zardaki porlardan sığmaz.

21. Osmozla ilgili terimler; 1-İzotonik Çözelti: Eş yoğun ortam • Bu bölümde osmotik basınç, turgor basıncı, emme kuvveti, hipertonik ortam, hipotonik ortam, izotonik ortam kavramlarını öğreneceksiniz. • Yani hücreyle aynı yoğunluğa sahip çözeltilerdir. • Eğer hücre izotonik ortama bırakılırsa dengeli bir madde alış verişi olur. • Yani giren ve çıkan madde miktarları eşittir. • Bu yüzden hücrede madde alış verişi olmuyormuş gibi düşünülür. • Hücrenin hacminde değişme (şişme veya büzülme) olmaz. 2-Hipertonik Çözelti: Çok yoğun ortam • Çözeltinin su oranı hücreye göre daha düşüktür. • Eğer hücre hipertonik ortama bırakılırsa su kaybederek büzülür. • Hücrenin su kaybederek büzülmesine PLAZMOLİZ denir. • 3-Hipotonik Çözelti:Az yoğun ortam • Çözeltinin su oranı hücreye göre daha yüksektir. • Eğer hücre hipotonik ortama bırakılırsa su alarak şişer. • Hücrenin böyle şişmesine DEPLAZMOLİZ denir. • Eğer hücre çok su alırsa patlar.Hücrenin patlamasına HEMOLİZ denir. • Bakteri ve bitki hücrelerinde hücre çeperi patlamayı engeller. • Böylece hücre şişmiş olarak kalır. • Hücrenin şişmiş olarak kalmasına TURGOR BASINCI denir.

23. 4-Osmotik Basınç: • Osmotik basınç; hücre içindeki hareketli taneciklerin hücre zarına yaptığı basınçtır. • Kısaca hücrenin su içme isteğidir diyebiliriz. • Hücre yoğunluğu arttıkça osmotik basınç ta artar. • Hücrenin su miktarı arttıkça osmotik basınç azalır. 5. Turgor Basıncı: • Hücre içindeki suyun hücre zarını hücre çeperine doğru itmesi sonucu oluşan basınçtır. • Yani hücre içindeki suyun dışarı çıkma isteği diyebiliriz. • Hücre yoğunluğu arttıkça turgor basıncı azalır. • Hücre içindeki su oranı arttıkça turgor basınç artar. 6-Emme Kuvveti: • Hücrenin su alma kapasitesidir diyebiliriz. Osmotik basınçtan turgor basıncı çıkararak emme kuvveti elde edilir. • Emme Kuvveti = Osmotik Basınç - Turgor Basıncı • Eğer; • O.B > T.B; ise hücre suyu emer.Hücreye su girişi olur. • O.B = T.B; sise emme kuvveti sıfırdır.Hücre su emmez veya dışarı vermez. • O.B < T.B; ise hücre dışına su çıkışı olur.

24. Örnek: Bir hücrede osmotik basınç ve turgor basınç değişimi aşağıda grafikte verilmiştir. • t0-t1 zaman aralığında hücrenin emme kuvveti azalmıştır. • t1’de emme kuvveti sıfırdır. • O. B ile T. B. Ters orantılıdır. • Hücre hipotonik ortama bırakılmıştır.

26. II- AKTİF GEÇİŞ: • Maddeler taşınırken enerji harcanır, enzimler kullanılır, sadece canlılar tarafından gerçekleştirilir. Üç çeşit aktif geçiş vardır. • Aktif taşıma, • Endositoz • Ekzositozdur. 1-Aktif Taşıma: • Hücre zarında bulunan porlardan geçebilecek büyüklükteki maddelerin difüzyonun tersi yönde (az yoğundan çok yoğuna) enerji harcanarak taşınmasıdır. • Bu taşıma sırasında ATP enerjisi harcanır. • Enzim kullanılır. • Hücre zarında aktif taşıma şekli yan tarafta verilmiştir.

27. 2-Endositoz: • Hücre zarındaki porlardan geçemeyecek büyüklükteki maddelerin hücre içine alınmasıdır. • Hücre çeperi endositozu engeller. • Bitkiler ve bakteriler endositoz yapamazlar. • Endositoz iki çeşittir.Bunlar pinositoz ve fagositozdur. a-Pinositoz(içme): b-Fagositoz(yeme): • Porlardan sığmayan sıvı maddelerin zarın içe doğru çökmesi sonucu oluşan pinositoz cebi yoluyla hücre içine alınmasıdır. • Porlardan sığmayan katı maddelerin zarın dışa doğru oluşturduğu fagositoz cebi yoluyla hücre içine alınmasıdır.

28. 3-Ekzositoz: • Hücre zarından geçemeyen maddelerin zarla birlikte hücre dışına atılmasıdır. • Hücre çeperi ekzositoza engel değildir. Not:Endositoz(içeri), ekzositoz(dışürı) olayları tek yönlü olarak gerçekleşir.