Demet URHAN-000517091 1
advertisement
Demet URHAN-000517091 1 GENEL BİLGİLER Canlıların temel yapı ve işlevsel birimi hücredir. Bütün canlılar bir yada daha fazla hücreden meydana gelmiştir. Kalıtım materyali hücrede bulunur. Yeni hücreler var olan hücrelerin çoğalması ile oluşur.(Modern Hücre Teorisi) Bu teoriyi şöyle açıklayabiliriz. Canlılarda gördüğümüz her türlü yapısal ve işlevsel faaliyeti hücrede görebiliriz. Yani bir hücre büyüme, boşaltım, üreme, hareket vs. gibi canlılığa özel işlevleri tek başına yerine getirebilir. Bütün canlılar hücrelerin bir araya gelmesiyle oluşmuştur. Tek bir hücreden meydana gelen amip,terliksi hayvan ve milyarlarca hücreden meydana gelen insan. Canlılığın en büyük özelliklerinden birisi hücresel yapıya sahip olmalarıdır. Her türlü özelliğimizin oluşmasını sağlayan kromozomlar hücrede bulunur. Hücreler yaşayan organizmaların yapısal ve fonksiyonel birimleridir. Hücreler küçük fakat kompleks yapılardır. Demet URHAN-000517091 2 HÜCRENİN GENEL ÖZELLİKLERİ Hücreler ortamdan ham materyali alırlar. Kalıtsal bilgiler DNA içinde saklanır. Enerji üretirler: Bu enerji iç ortam dengesini sağlamak, ve sentez reaksiyonlarını yürütmek için gereklidir. Termodinamiğin 2. Kanununa karşı koymak ancak enerji ile mümkündür. Genetik kod temelde aynıdır. Kendi moleküllerini sentez ederler. Proteinler hücrenin fonksiyon ve yapısını düzenlerler. Organize bir şekilde büyürler. Çevreden gelen uyarılara cevap verirler. Çoğalırlar (bazı istisnalar haricinde). Demet URHAN-000517091 Bilgi DNA dan proteinlere RNA aracılığı ile geçer. Proteinler ribozomlar tarafından yapılır. Bütün hücreler seçici geçirgen bir zar olan plazma membranı ile çevrilmiştir. 3 HÜCRENİN GENEL YAPISI Hücre heterojen yapıdadır. Çünkü böyle bir hücre bir çok organel ihtiva eder. Hücre, Çekirdek, hücre zarı, sitoplazma ve sitoplazma içindeki organallerden oluşur. Bu oranaller bitki ve hayvan hücresine göre farklılıklar gösterir. Demet URHAN-000517091 4 BİTKİ VE HAYVAN HÜCRESİ ARASINDAKİ FARKLAR BİTKİ HÜCRESİ HAYVAN HÜCRESİ Hücre çeperi Selüloz Yoktur Merkezi vakuol (koful) Var Yok Plastid Var Yok Tipik depo karbonhidratı Nişasta Glikojen Sentrozom Yok Var Bitki Hücresi Demet URHAN-000517091 Hayvan Hücresi 5 HÜCRELERİ BİRBİRİNDEN AYIRAN ÖZELLİKLER Hücreler arasında pek çok benzerlik olmasına rağmen, çok belirgin farklılıklar da vardır. Bu farklılıklar hücreleri çeşitli ana guruplara ayırmamıza yardımcı olur. İki yaygın ana gurup şunlardır. ÖZELLİKLER PROKARYOT EUKARYOT ÇEKİRDEK ZARI YOK VAR ÇEKİRDEKCİK YOK VAR Prokaryotlar HİSTONE PROTEİNLERİ YOK VAR Eukaryotlar DNA İÇERİĞİ KÜÇÜK BÜYÜK İNTRONLAR YOK VAR BÜYÜKLÜK KÜÇÜK BÜYÜK (Karyot=nükleus, Pro=önce, Eu=gerçek anlamına gelmektedir.) Prokaryotlarla Eukaryotlar arsındaki farklılıklar ise Tabloda gösterilmiştir. Prokaryotlarla Eukaryotlar arasındaki en temel farklar prokaryotların bir nükleusa (çekirdek) ve membrana bağlı organellerinin (birkaç istisna haricinde) olmamasıdır. Her ikisinin de DNA sı, hücre zarı, ribozomları vardır. Demet URHAN-000517091 6 ÇEKİRDEK (NUKLEUS) Adındanda anlaşılacağı gibi nukleus hücrenin genellikle merkezinde konumlanmıştır.Fakat vakuolu çok büyük olan bitki hücrelerinde nukleus vakuol ile hücre duvarına sıkışmış bir vaziyettedir. Nukleus yapısı itibariyle bir zar ile kuşatılmıştır.Bu zarda tıpkı hücrenin kendi zarındaki gibi porlar bulunur. Nukleusun içerisinde ise DNA içeren kromatin iplikçikler bulunur.Bu iplikçikler hücre bölüneceği zaman katlanmalar yaparak kromozomları meydana getirirler.Nukleus genelde bir tane olmasına karşın bazı hücrelerde birden fazla sayıda olabilir. Nukleusun içerisinde bulunan sıvıya ise " Karyolenf sıvısı " adı verilir.Sözünü ettiğimiz kromatin iplikçiklerde bu sıvının içerisinde yüzerler.Bu iplikler boyandıkları zaman üzerlerinde açık ve koyu renkte bantlar görülür.Bu bantların açık veya koyu görünmesi, o bölgedeki genlerin aktif veya inaktif olduklarını gösterir. NUKLEUS Demet URHAN-000517091 7 HÜCRE ZARI Hücreyi koruyup dış etkenlerden izole eden yapı bildiğiniz gibi hücreyi saran bir zardır.Zar denilen yapı insan kulağına gayet basit bir yapı gibi gelse de bir hücre zarındaki yapılar bile insanı hayrete düşürmeye yetmektedir.Zarın yapısı temelde yağ ve protein moleküllerinden oluşur.Fakat buna ilave olarak zar üzerinde yardımcı birçok yapı vardır. Mesela zar üzerinde iyon ve molekül pompaları bulunur.Bu pompalar hücrenin dışındaki bir çok maddeyi hücre içine transfer etmekle görevlidir.Bazı özelleşmiş proteinler ise zara homojen bir şekilde dağılarak çeşitli fonksiyonlar üstlenmiştir."Seçici geçirgen" kelimesini sanıyoruz ki ortaokuldan beri duymuşsunuzdur. Bir zar nasıl olurda bir maddenin geçişine izin verirken diğerinin geçişini durdurur.Bu halen tam olarak açıklık kazanamamış fizyolojik bir durumdur.Yapılan araştırmalar, hücrenin zarının bile sanıldığından çok daha karmaşık bir yapıya sahip olduğunu ortaya koymuştur. Demet URHAN-000517091 8 HÜCRENİN ORGANELLERİ RİBOZOM Hücreler ışık mikroskobu ile incelendiği zaman, sitoplazma ve çekirdek adı verilen iki bölümden oluştuğu görülür. Ancak daha büyük büyütme sağlayan elektron mikroskobuyla yapılan incelemeler, hücrenin bir takım alt birimlerden, hücre organellerinden oluştuğunu ortaya koymuştur. Hücre şunlardan oluşmuştur. LİZOZOM GOLGİ AYGITI MİTOKONDRİ ENDOPLAZMİK RETİKULUM SENTROZOM Demet URHAN-000517091 9 RİBOZOM Ribozomlar proteinlerin sentez edildikleri yerdir. Protein sentezi için gerekli bilgi DNA dadır, bu bilgi RNA ya transfer edilir, ve ribozomlarda RNA daki bu bilgiyle protein yapılır. Bir hücre için protein sentezi çok önemlidir, bu yüzden de hücrede binlerce ribozom bulunur. Ribozomlar ya sitoplazmada serbestçe yüzerler ya da endoplazmik retikuluma bağlı olarak bulunur. Ribozomların membranı yoktur. Protein sentezlemedikleri zaman 2 alt gurup halinde bulunurlar. Alt guruplar ribozomal RNA (rRNA) ve ribozomal proteinlerden oluşur. Demet URHAN-000517091 10 LİZOZOM Lizozomlar 0,2 ila 2 m m çapında organellerdir. Hücreiçi sindirimi sağlamak üzere yaklaşık 40 civarında enzim içerirler. Lizozom membranı lizozomun hücreyi tümüyle sindirmesini önler. Bu enzimler için optimal pH 5 civarıdır. Lizozomlarda ATP hidrolizi ile çalışan H+ pompası vardır. Bu sayede lizozomun pH I düşük tutularak enzimlerin etkin hale geçmesi önlenir. Demet URHAN-000517091 11 GOLGİ AYGITI Golgi kompleksi hem yapı hem de fonksiyon yönünden endoplazmik retikulum ile yakından ilişkilidir. Bu organel birbirine paralel bir dizi membranöz kanaldan oluşur ve salgı yapan hücrelerde iyi gelişmiştir. Golgi kompleksinin fonksiyonu endoplazmik retikulumda sentezlenen maddelere son şeklini vermek ve bu maddeleri bir membranla çevrelemektir. Ayrıca hücre zarının yenilenmesi ve yüzeyinin genişletilmesi görevini de üstlenir. GOLGİ AYGITI Uzun zaman, pek önemli bir organel olmadığı gerekçesiyle, dikkate alınmayan GA, son zamanlarda hücre zannın özgüllüğünü saptamada önemli görev almaşı nedeniyle, dikkatleri üzerine çekti. Çünkü hücre zannın özgüllüğü karbonhidratlarla saptanmaktadır ve karbonhidratlar da GA'nda sentezlenmektedir. Bazı karbonhidratların, proteinler gibi kalıtsal denetim altında sentezlendiğine ilişkin kanıtlar vardır. Kan grupları ve immunokimyasal incelemeler bunu göstermektedir. Demet URHAN-000517091 12 MİTOKONDRİ Mitokondri, hücre için gerekli olan enerjinin üretildiği bir organeldir.Bu organelde tıpkı diğer organeller gibi birim zar ile çevrilidir fakat iç kısımındaki zar dıştaki gibi düz değildir ve kıvrımlar meydana getirir.Bu kıvrımlara ise " Krista " adı verilir. Mitokondri içerisinde cereyan eden kimyasal olaylar oldukça karmaşıktır.Hücrede bulunan üç binin üzerindeki enzimlerden ayrı olarak mitokondri içerisine yüzlerce enzim görev almıştır. Demet URHAN-000517091 13 ENDOPLAZMİK RETİKULUM Endoplazmik retikulum lipid, protein (ribozomlar aracılığı ile) ve kompleks karbonhidratların yapım yeridir. Endoplazmik retikulum hücredeki toplam membranların yarısından fazlasını oluşturur. Endoplazmik retikulum iki membrandan oluşur, iki membran arasında kalan boşluğa endoplazmik retikulum lümeni denir. İki tip endoplazmik retikulum vardır. Granüllü Endoplazmik Retikulum: Üzerinde ribozomlar vardır. Sisterna denilen yassılaşmış keseler şeklindedir. Düz Endoplazmik Retikulum: Ribozomları yoktur, tüplerden oluşan bir ağ şeklindedir.14 Demet URHAN-000517091 SENTROZOM Bu organelde sadece hayvan hücrelerinde bulunur kromozomların kutuplara taşınması görevini üstlenmiştir. Demet URHAN-000517091 ve bölünme esnasında 15 HÜCRE BÖLÜNMESİ MİTOZ BÖLÜNME 1. MİTOZ BÖLÜNME: Mitoz bölünmenin başlangıcını saptamak olanaksızdır. Fakat hücrede bazı değişiklikler olur; hücre içeriği jel haline geçer, metabolizma durur, çekirdeğin hacmi hızla büyür. Kromatid iplikleri belirginleşir ve boyanmaya başlar. G2 evresinin tamamlanması, kromozomların türlere özgü şekil ve sayıyı kazanmasıyla mitoz bölünmeye geçilir. Işık mikroskobunda kromozomlar artık rahatlıkla görülebilir. Bu süre yaklaşık bir saat sürer. Bu evredeki hücreler küre şeklindedir ve etrafındaki cisimlere kuvvetle bağlanmamıştır. Mitoz bölünme; profaz, metafaz, anafaz ve telofaz diye dört evreye ayrılır. Demet URHAN-000517091 PROFAZ METAFAZ ANAFAZ TELOFAZ 16 Mitozun Evreleri PROFAZ:Başlangıcında çekirdek içinde ince uzun kromatid iplikleri halinde görünen kromozomlar, yavaş yavaş helozon şeklinde kıvrılarak kalınlaşmaya başlar ve görülebilir duruma geçer. kalınlaşma ve kısalma anafaza kadar devam edebilir. Bu arada eş kromozomlar birbirlerinden fark edilemeycek kadar sıkıca bağlıdırlar. Bu evrede birbirine sentromerlerle bağlanmış olarak duran kromozomların her birine kromatid denir. Sentrozomlar ayrılarak her biri bir kutba gitmeye başlar ve aralarında iğ iplikleri oluşur. Profazın sonuna doğru iğ iplikleri ile kromozomlar arasında bağlantı kurulurken, sentrozomlardan hücre zarına uzanan iğ iplikleri de oluşur ve çekirdek zarı eriyerek kaybolur, kromozomlar sitoplazma içerisine dağılır. METAFAZ:Kromozomlar çok kere bir çember gibi, bazen de karışık olarak ekvatoral düzlem üzerinde dizilirler. Genellikle küçük kromozomlar merkezde, büyükler çevrededir. Diziliş türlere özgü bir özellik gösterir. Kromozomlar eşit olarak kutuplara çekileceğinden, ortada belirli bir denge kurulana kadar beklenilir. ANAFAZ:Ekvatoral düzlemdeki kardeş kromozomlar kutuplara bu evrede taşınırlar. Kasılma özelliği olan sentrozomların iğ iplikleri sayesinde kromozomların yarısı bir kutba, diğer yarısı öbür kutba gider. Kromozomların kutuplara ulaşmasıyla bu evre sona erer. Bitki hücrelerinde sentrozom bulunmadığı için kromozomların taşınması sitoplazma hareketleriyle ve sitoplazma kökenli iğ ipliklerinin yardımıyla olur. Bu evre de yaklaşık olarak 3-15 dakika sürer. TELOFAZ: Kromozomlar daha az boyanmaya başlar. Çekirdek zarı yavaş yavaş oluşur. Kromozomlar uzayıp incelmeye başlar. Bölünme açısından çekirdek dinlenmeye geçerken, hücre metabolizması aktif hale geçer. Demet URHAN-000517091 17 Mitozun Evreleri Demet URHAN-000517091 18 HÜCRE BÖLÜNMESİ 2. MAYOZ BÖLÜNME: Bütün döllerde kromozom sayısının değişmez kalabilmesi için farklı bir hücre bölünmesi gelişmiştir. Mayoz bölünme ismini alan bu tip bölünmede, kromozom sayısı yarıya indirgenir. Mayoz bölünmenin sonunda meydana gelen gametler diğer vücut hücrelerinin aksine n sayıda kromozom taşır .Normal olarak soma hücrelerinde 2n kromozomlardan homolog olanlar, boyuna, sinaps dediğimiz aralıklarla birbirinin yakınında uzanırlar. Bu homolog kromozomların her biri ayrı bir kutba giderek, yalnız bir tanesinin bir gamete verilmesi sağlanır. Homolog kromozomlar aynı büyüklüğe ve şekle, keza benzer kalıtsal faktörlere sahiptir. Gerek yumurta gerekse sperm oluşumu son iki hücre bölünmesine kadar aynı kurallara göre yürütülür. Daha sonra spermatogenezis ve oogenesiz farklı şekilde meydana gelir. Mayozda da mitoz gibi profaz, metafaz, anafaz ve telofaz diye dört evre vardır. Demet URHAN-000517091 19 Mayozun Evreleri İnterfaz: Bölünmeye hazırlık evresidir. Mitozdaki interfaza benzemekle birlikte hücrelerin mitozdaki gibi büyüklüklerinin ve hacimlerinin artması gerçekleşmez. Profaz-I:Kromozomlar kısalıp kalınlaşmaya başlarken, anadan ve babadan gelen homolog kromozomlar sinaps halinde ya yan yana parelel uzanırlar ya da birbirinin üzerine kıvrılırlar. Kısalma sonucunda kromozomlar mitozdaki gibi görülmeye başlar. Her kromozom iki kromatitten yapıldığından, homolog kromozomlar dörtlü demetler halinde görülür, bu görünüşe tetrat denir. Canlının vücudunda homolog kromozom kadar tetrata rastlanılır .Kromozomların sentromerleri ayrılmamıştır. 4 kromatid için iki sentromer vardır. Ayrıca mitozdan farklı olarak bu evrede tetratlar arasında parça değişimi gerçekleşir. Krossing-over denilen bu parça değişimi tür içinde çeşitliliği sağlar. Bu evrenin sonunda çekirdek zarı parçalanarak kaybolur. Metafaz-I:Çekirdek zarının parçalanması sona ermiş, sentrozomlar kutupulara çekilmiş ve iğ iplikleri ortaya çıkmıştır. Sentromerleri çift olan tetratlar ekvatoral düzlem üzerine dizilir. Anafaz-I:Bu evrede tetratlar ikiye ayrılarak kutuplara giderler. Ana ve babadan gelen kromozomlar rasgele olarak birbirlerinden ayrılırlar Bu evrede kromozom sayısı indirgendiğinden kutuplara taşınan yani oğul hücrelere geçecek olan kromozom sayısı vücut hücrelerinin kromozom sayısının yarısı kadardır. Telofaz-I:Hücrenin iki kutbunda bulunan kromozomlar uzayıp incelmeye başlar. Etraflarında çekirdek zarı oluşur. Sitoplazmanın boğumlanmasıyla da haploid sayıda kromozoma sahip iki yavru hücre oluşur. Buraya kadar geçen olaylar mayoz-I olarak adlandırılır. Bundan sonra mitozdakinin aksine arada interfaz evresi olmaksızın profaz-II'nin başlamasıyla mayoz-II başlar. Mayoz-II mitoz bölünmenin hemen hemen aynısıdır. Hücrelerdeki haploid kromozom sayısı korunarak profaz-II, metafaz-II, anafaz-II ve telofaz-II gerçekleşerek mayoz bölünmenin sonunda n kromozom sayısına sahip 4 yavru hücre meydana gelir. 20 Demet URHAN-000517091
