Hücre, herhangi bir canlı organizmanın en küçük kendi kendine yeten birimidir. İnsan vücudu trilyonlarca hücreden oluşur.
Hücreleri oluşturan ana elementler C, H, O ve N’dir. Hücrenin yaklaşık % 60’ı H20’dir ve hücreler deniz suyuna benzer sulu (sulu) bir ortamla çevrilidir. Hücre yapısının çoğu proteine bağlıdır.
Daha küçük miktarlarda bulunan ancak yaşam için eşit derecede önemli olan diğer unsurlar şunlardır:
- Ca (kalsiyum): Kas kasılması, sinir hücresi iletişimi ve kanın pıhtılaşması için gerekli olan kemiklerde ve dişlerde bulunur.
- P (fosfor): Kemiklerde ve dişlerde bulunur, nükleik asitlerde ve ATP’nin bir kısmında bulunur.
- K (potasyum): Sinir impulsları ve kas kasılması için gerekli olan hücre içindeki majör katyon.
- S (sülfür): Birçok protein molekülünün bileşeni.
- Na (sodyum): Sinir dürtüleri ve kas kasılması için gerekli olan hücre dışındaki ana katyon.
- Cı (klor): Hücrede majör anyon.
- Fe (Demir): Hemoglobin bileşeni (vücutta oksijen taşıyan molekül).
- I (iyot): Tiroid hormonunun bir parçası, metabolizmayı kontrol eden hormon.
Hücrenin Anatomisi
“Tipik” hücre diye bir şey yoktur. Hücreler yapı ve fonksiyon bakımından çok çeşitlidir. Genel olarak hücrelerde bulunan yapıları keşfetmek için hayali bir hücre kullanacağız.
Hücrenin ana bölgeleri
Hücrenin ana bölgeleri, çekirdek, plazma zarı ve sitoplazmadır. Bunların her biri şimdi daha ayrıntılı olarak incelenecektir.
Çekirdek
Çekirdek hücrenin komuta merkezidir. Tüm hücresel faaliyetler için temel talimatları sağlayan, DNA şeklinde kodlanmış genetik materyali içerir. Çekirdeğin üç ana bölgesi vardır:
Nükleer zarf
Nükleer zarf, aralarında sıvı dolu bir boşluk olan çift bir zardır. Çift membran, büyük moleküllerin geçişine izin veren nükleer gözenekler adı verilen açıklıklar oluşturmak için yerlerinde birleşir.
Çekirdekçik; Bu, ribozomların toplandığı çekirdeğin içindeki karanlık boyama merkezidir.
Kromatin; Hücre genetik materyali bölünmesi olmadığı zaman, DNA ve ilişkili protein, gevşek ve yaygın. Bu formda genetik materyale kromatin denir.
Plazma Membranı (Hücre zarı)
Plazma zarı, hücre ve çevresi arasındaki sınırı oluşturur. Aslında sadece iki molekül kalınlığında! Fosfolipitler, yüklü (kafa) ve yüksüz (kuyruk) parçalara sahip moleküller kendilerini su içinde düzenlerler, böylece suya çekilen kısım, kafa, dışa bakar ve suya çekilmeyen kısım, kuyruk, Birbirinize dönün. Bu molekül dizilimi, su ve suda çözünen herhangi bir maddenin penetrasyonunu engelleyen bir zar (tabaka) oluşturur. Kolesterol molekülleri de zarın bir parçasıdır ve onu dengelemek için yardımcı olur.
Lipitler, zarın yapısı için elzem olsa da, zarın sadece% 50’sini oluştururlar. Zarların diğer temel bileşenleri protein molekülleridir.
Proteinler, plazma zarının iki tabakasına dağılır. Proteinler aşağıdakiler dahil çeşitli işlevleri yerine getirir:
- Yapısal hücrenin hücre dışı yapılara veya diğer hücrelere tutturulması gibi.
- Reseptör hücreler diğer hücrelerden proteinler yoluyla sinyaller alır.
- Taşıyıcı proteinler, kanallar veya taşıyıcılar olarak hareket ederek malzemelerin membran boyunca geçişini kolaylaştırabilir.
Enzimatik reaksiyonları hızlandırmak için etkili olan proteinler zara bağlanabilir.
Glikolipitler ve Glikoproteinler
Hücre zarındaki moleküllerin çoğu lipitler veya proteinler olsa da, karbonhidratlar sırasıyla glikolipitler ve glikoproteinler oluşturmak üzere dışa bakan lipitleri ve protein moleküllerinin dışa bakan kısımlarını tuttururlar. Glikolipitler ve glikoproteinler, hücresel etkileşimlerde önemli bir rol oynar. Örneğin, kan grubu, kırmızı kan hücrelerinin hücre zarındaki glikoproteinler tarafından belirlenir.
Sitoplazma
Sitoplazma, plazma zarı ile çekirdek arasındaki tüm malzemedir.
Sitoplazma şunları içerir:
Sitosol: sitoplazmanın diğer bileşenlerinin askıya alındığı sıvıdır.
Kapsama alınan terimler; Sitozol içerisinde süspansiyon haline getirilmiş depolanmış besinlerin veya hücre ürünlerinin çalışmayan agregalarına atıfta bulunur.
Organeller: Sitoplazma içindeki fonksiyonel yapılardır. Organeller, hücre içerisinde, özel bir fonksiyonun yerine getirilebileceği bir bölme oluşturan plazma zarına benzer şekilde kendi zarları ile bağlanabilir.
Organeller şunları içerir:
Mitokondri
Mitokondri, bir dış pürüzsüz membran ve cristae adı verilen raf benzeri kıvrımlara atılan daha geniş bir yüzey alanına sahip bir iç zar içerir.
Mitokondri, glikozu ve diğer yüksek enerjili molekülleri parçalayan ve salınan enerjiyi ATP moleküllerine dönüştüren enzimlere sahiptir. Hücre tarafından üretilen ATP’nin yüzde doksan beşi mitokondride üretilir ve mitokondri hücrenin güç merkezi olarak adlandırılır.
Ribozomlar
Ribozomlar, protein ve ribozomal RNA’dan oluşan küçük yapılardır. Ribozomlar, hücrenin protein montaj bölgeleridir.
Endoplazmik Retikulum (ER)
Endoplazmik retikulum, hücrede mevcut olan zarın yaklaşık yarısına sahiptir. Bu membran, tübüller içerisinde ve membran tarafından oluşturulan raf benzeri boşluklar içinde sürekli, sıvı dolu bir bölmeyi çevreler.
Endoplazmik retikulum, bu moleküllerin protein ve lipid sentezi ve modifikasyonu için bir alan sağlar, molekülleri hücre etrafında hareket ettirmek için bir taşıma ağı oluşturur ve kalsiyum iyonlarının depolanması için bir bölme görevi görür.
İki tür endoplazmik retikulum vardır:
Kaba ER
Kaba ER, “kaba” dır, çünkü ribozomlar, zarın dış yüzeyine yapışır. Ribozomlar protein-montaj bölgeleri olduğu için, kaba ER protein sentezi ile ilişkilidir.
Pürüzsüz ER
Pürüzsüz ER, kaba ER ile süreklidir ve ribozomlardan yoksundur. Protein sentezi ile ilgili değildir, ancak lipid metabolizmasında (hem kolesterol ve yağların sentezi hem de parçalanması) ve toksinlerin detoksifikasyonunda işlev görür . Steroid hormonları (testosteron, östrojen, kortizol vb.) Düzgün ER’de sentezlenir.
Golgi Aparatı
Golgi aparatı, düzleştirilmiş membranöz keseler yığınından oluşur. Golgi aygıtı, ER’den vezikülleri nakleterek kendisine verilen proteinlerin değiştirildiği, ayrıldığı ve paketlendiği alandır.
Golgi aparatı tarafından üretilen ürün onu vezikül şeklinde bırakır. Bu veziküller, içeriklerini hücrenin dışına boşaltan ve yüzey alanına ilave etmek için hücre zarı ile kaynaşan salgı vezikülleri oluşturur. Vesiküller, lizozomlar tarafından kullanılması hedeflenen enzimleri de içeren oluşabilir.
Lizozomlar
Lizozom, kullanılamaz hücre yapılarını parçalayabilen ve yabancı maddeyi içine çekebilen sindirim enzimleri içeren, zarla kaplı bir bölmedir. Lizozomların içerdiği enzimler endoplazmik retikulumda üretilir ve Golgi cihazı tarafından paketlenir.
Peroksizomlar
Peroksizomlar, hücrenin, hücre metabolizmasının bir yan ürünü olan zararlı serbest radikallerden kurtulmasına yardımcı olur.
Hücre iskeleti
Hücre iskeleti , hücrenin içindeki şeklini korumaya, organelleri sitoplazma içinde hareket ettirmeye ve konumlarını stabilize etmeye ve hücresel hareketleri mümkün kılmaya yarayan bir protein ağından oluşur. Bir anlamda hücrenin “kemik ve kasları” dır.
Hücre iskeletini oluşturan proteinler şunları içerir:
Ara filamentler
Orta dereceli filamentler orta büyüklüktedir ve yapılarına benzer çeşitli proteinleri içerir. Bu filamentler, çekme ve germe kuvvetlerine karşı direnç göstererek hücrenin fiziksel yapısını korumasını sağlar.
Mikrofilamentler
Mikrofilamentler aktin moleküllerinden oluşur. Mikro filamentler hücre için yapısal destek sağlar, ancak hücre hareketliliğine ve hücrenin şeklini değiştirmeye de katılırlar.
Mikrotübüller
Mikro tüpler tüp benzeridir ve hücrenin genel şeklini ve organellerin dağılımını belirler.
Sentriyoller
Birbirine dik açılarla yönlendirilmiş iki silindirik yapı oluşturan mikro tüplerden oluşan merkezkaçlar. Centrioles, mikro tüplerin organizasyon merkezidir ve iş mili aparatını oluşturur. Merkezliler ayrıca kirpikleri ve flagellalarını oluşturdukları plazma membranına da göç ederler.
Kirpikler ve Flagella her ikisi de harekete karışmaktadır. Kirpikler, materyalleri hücrenin yüzeyinde hareket ettirir ve flagella hücrenin kendisini (insanlarda, sperm hücresini) iter.
