Hücre ve Alt Birimleri

Prokaryot ve Ökaryot Hücrelerde Bulunan Ortak Yapılar

► Hücre zarı

► Sitoplazma

► Kalıtım materyali (DNA, RNA)

► Ribozom organeli

Hücreler yapılarına göre;

1. Prokaryot ve

2. Ökaryot olmak üzere iki grupta incelenirler.

1. Prokaryot Hücre

► Zarla çevrili çekirdek ve zarlı organelleri bulunmayan hücrelerdir.

► Prokaryotik canlıların hepsi bir hücrelidir. Bakteriler, siyanobakteriler ve arkeler prokaryot hücre yapısına sahiptir.

► Prokaryot hücrelerin en belirgin özelliği, zarla çevrili bir çekirdek yapılarının olmamasıdır.

► Zarlı organeller de bulunmaz. Organel olarak sadece ribozom bulundururlar. Ribozom zarsız bir organeldir. Protein sentezinde görev alır.

► Kalıtım materyali (DNA) sitoplazma içerisinde dağınık olarak bulunur.

► Bu canlılardaki bütün metabolizma olayları, sitoplazma ve hücre zarındaki yapılarda gerçekleşir.

► Kemosentez olayını sadece prokaryotik canlılardan bazı bakteriler ve arkeler gerçekleştirir.

Prokaryot Hücrelerde Bulunan Yapılar

♦ Hücre zarı

♦ Sitoplazma

♦ DNA ve RNA

♦ Ribozom

2. Ökaryot Hücre

► Çekirdek zarı ve zarlı organelleri bulunan gelişmiş hücrelerdir.  Zarsız organellere de sahiptirler.

► Ökaryot hücreye sahip canlılar tek hücreli ya da çok hücreli olabilirler.

► Kalıtım materyali (DNA) çekirdekte bulunur.

► Örnek canlılar; Protistler, mantarlar, bitkiler, hayvanlardır.

Ökaryot Hücrelerde Bulunan Yapılar

♦ Hücre zarı

♦ Sitoplazma

♦ DNA ve RNA

♦ Ribozom

♦ Çekirdek, çekirdekçik

♦ Diğer zarlı ve zarsız organeller (Mitokondri, golgi, lizozom, sentrozom, koful, endoplazmik retikulum, peroksizom vb.)

Prokaryot ve Ökaryot Hücrelerde Bulunan Ortak Yapılar

► Hücre zarı

► Sitoplazma

► Kalıtım materyali (DNA, RNA)

► Ribozom organeli

Ökaryot Bir Hücrenin Kısımları

► Prokaryot hücreler; tüm yaşamsal faaliyetlerini sitoplazmada veya hücre zarındaki yapılarda gerçekleştirirler.

► Ökaryot hücrelerde ise bu yaşamsal faaliyetler hücre zarı, sitoplazma, ve organellerde gerçekleşir.

► Çok hücreli canlılarda hücrelerin sayı, şekil ve büyüklükleri farklılık gösterebilir. Ancak temel yapı ve özellikleri birbirine benzer.

► Ökaryot hücreler üç kısımdan oluşur. Bunlar;

1. Çekirdek (Nukleus)

2. Sitoplazma

3. Hücre Zarı

1. ÇEKİRDEK (Nukleus)

► Ökaryot hücrelerde gerçekleşen tüm metabolik faaliyetleri yöneten ve kontrol eden merkeze çekirdek denir.

► Çekirdek ökaryot hücrelerin üç temel yapısından biridir.

Çekirdeğin Görevleri

► Çekirdek canlıya ait kalıtsal bilgiyi depolar. (DNA ve Genler burada bulunur)

► Hücrenin büyüme, onarım, bölünme, protein sentezi vb.yaşamsal faaliyetlerini yönetir ve kontrol eder.

► Hücreye bölünme emrini verir. Bölünme ile oluşan yavru hücrelere kalıtsal bilginin aktarılmasını sağlar. Bunun için bölünme öncesi, taşıdığı DNA kendini eşleyerek kalıtsal bilgiyi iki katına çıkarır.

► Hücrelerde genelde tek çekirdek bulunur. Ancak paramesyum, bazı mantar hücreleri, insanların karaciğer ve çizgili kas hücreleri birden fazla çekirdek taşıyabilir.

► Bir hücredeki çekirdek sayısı ve çekirdeğin büyüklüğü hücreden hücreye değişebilir.

► Hücre bölünmesi sırasında çekirdek bölünür, sitoplazma bölünmez ise hücre çok çekirdekli olur.

► Bazı hücrelerde hücre yaşamının erken evrelerinde çekirdek bulunurken sonradan kaybolur. Örneğin; memelilerin olgun alyuvar hücreleri kırmızı kemik iliğinde ilk oluştukları zaman çekirdeklidirler. Bu hücreler kana geçmeden önce çekirdeğini ve tüm organellerini kaybeder.

► Çekirdeksiz hücrelerin yaşam ömrü kısadır. Ancak sinir hücresi gibi bazı hücrelerde çekirdek hücrenin yıllarca yaşamasına katkı sağlar.

Hücre Çekirdeğinin Kısımları

► Hücre çekirdeği dört kısımdan oluşur.

1. Çekirdek zarı

2. Çekirdek sıvısı

3. Çekirdekçik

4. Kromatin

1. Çekirdek Zarı

► Çekirdek zarı Endoplazmik Retikulum tarafından oluşturulur.

► Çekirdek sıvısı ile hücre sitoplazmasını birbirinden ayırır.

► Çekirdeğin etrafındaki zara çekirdek zarı denir ve bu zar çekirdek içindeki yapıları sitoplazmadan ayırır.

► Çekirdek zarı, çekirdeğe şekil verir.

► Çekirdek zarı hücre bölünmesi sırasında eriyip kaybolur ve bölünme tamamlandıktan sonra yeniden meydana gelir.

► Çekirdek zarı çift katlı bir zardır ve iki zar arasında bir boşluk vardır. Dış zar endoplazmik retikuluma bağlanmıştır.

► Çekirdek zarının dış yüzeyinde çok sayıda ribozom yer alır ve burada protein sentezi gerçekleşir.

► Çekirdek zarı üzerinde, por adı verilen geçitler yer alır. Bu geçitlerden çekirdekçikte üretilen ribozomların büyük ve küçük alt birimleri geçebilir. Bu porlar ayrıca çekirdek sıvısı ile sitoplazma arasında madde alışverişini sağlar.

2. Çekirdek Plazması (Sıvısı)

► Çekirdeğin içini dolduran yarı akışkan sıvıdır.

► Sitoplazma sıvısından daha yoğundur.

► İçeriğinde; %50 - 80 oranında su, %39 oranında protein, %10 oranında DNA, %1 oranında ise RNA'lar, nükleotitler, ATP, mineraller ve diğer maddeler bulunur.

► Kromatin yumağını ve çekirdekçiği bulunduran kısımdır.

► DNA'ların eşlenmesini sağlayan enzimler ile RNA'ların sentezini sağlayan enzimler çekirdek sıvısında yer alır.

► Sitoplazma sıvısından farkı: Çözünmüş madde miktarı daha fazla ve nükleik asitlerce daha zengindir.

3. Çekirdekçik

► Bölünme sürecinde olmayan hücrelerin çekirdeklerinde çekirdekçik adı verilen yapı görülebilir.

► Etrafında zar bulunmayan bir yapıdır. DNA, RNA ve proteinden oluşur. Kromatin yumağının aşırı yoğunlaştığı çekirdek bölümüdür.

► Çekirdekçikte rRNA'lar ile proteinler birleştirilerek ribozomların büyük ve küçük alt birimleri sentezlenir.

► Çekirdekçikte DNA tarafından sentezlenen rRNA sitoplazmadan gelen özel proteinlerle bir araya gelerek ribozom birimleri oluşturulur.

► Ribozom sayısı ve protein sentezi fazla olan hücrelerde çekirdekçik daha büyüktür ve sayısı fazladır. Yani çekirdekçiğin büyüklüğü ve sayısı hücreden hücreye değişebilir.

► Çekirdekçikte sentezlenen ribozom alt birimleri çekirdek zarındaki porlardan geçerek sitoplazmaya ulaşır.

► Hücre bölünmesinin Profaz evresinde eriyerek kaybolur, Telofaz evresinde yeniden sentezlenir.

4. Kalıtım Materyali (Kromatin)

► Ökaryot hücrelerin çekirdek DNA'sı özel proteinlerle (histon protein) sarılı halde bulunur.

► DNA ve proteinden oluşan bu genetik materyale Kromatin denir. Yani çekirdekteki genetik materyal kromatinler halinde bulunur.

► Hücre bölünmesi sırasında kromatindeki DNA eşlenerek yoğunlaşır, kısalıp kalınlaşır ve kromozomlara dönüşür.

► Kromatin; kromozomların dağınık ve uzun iplikçikler şeklindeki halidir.

► Eşlenmiş kromatinler kalıtsal bilginin yavru döllere aktarılmasını sağlar. Bu bilgiyi doğru aktarabilmek için kromozomlara dönüşür.

Kromozomların Özellikleri

► Kromozomların sayısı, şekli ve büyüklüğü türden türe farklılık gösterebilir. Aynı türün sağlıklı bireylerindeki kromozom sayısı aynıdır. Örneğin insan türünde 46 kromozom bulunur.

► Kromozom sayısının canlının gelişmişliği ile ilgisi yoktur.

► Kromozom sayısının vücut büyüklüğü ile ilgisi yoktur. (Örneğin insan 2n = 46, eğrelti otu 2n = 500 kromozomludur)

► Farklı türlerde kromozom sayısı aynı olabilir. örneğin; insan, kurt bağrı bitkisi ve moli balığında 2n = 46 kromozom bulunur.

► Kromozom içinde DNA ve genler bulunur.

► Nükleotitler bir araya gelerek geni, genler DNA'yı, DNA kromatini, kromatinler de kromozomu oluşturur.

► Prokaryot hücrelerin çekirdeği olmadığından, DNA'yı sitoplazmadan ayıran bir zar yoktur.

► Prokaryotlarda; DNA molekülü halkasal yapıda olup sitoplazmada belirli bir bölgede bulunur.

► Ökaryot bir canlı diploit ya da haploit kromozom takımına sahip olabilir.

Diploit Canlı (2n)

► Döllenme ile oluşan canlının ilk hücresi olan zigotta kromozomlar iki takım halinde bulunur.

► Bu takımlardan biri annenin yumurtası ile diğeri babanın spermi ile yavrunun ilk hücresi olan zigota geçer.

► (2n) ile gösterilir.

► (n = 23) + (n = 23) ⇒ 2n = 46 (zigot) 

    Yumurta     Sperm

► Diploit canlılarda her bir karakter (göz rengi, şaç rengi, kan grubu gibi) biri anneden diğeri babadan gelen bir çift genle belirlenir.

Haploit (Monoploit) Canlı (n)

► Hücrelerinde sadece bir takım kromozom setine sahip olan canlılardır.

► (n) ile gösterilir.

► Bu canlılarda her bir karakteri bir gen belirler. Örneğin; İnsandaki üreme hücreleri (yumurta ve sperm), erkek arı, bakteri ve arkeler.

Kromozom Çeşitleri

1. Vücut Kromozomları (Otozomlar)

► Canlı vücudunun yapısı ve özelliklerini belirleyen genleri, taşıyan kromozomlardır.

► İnsanda 2n = 46 kromozomun 44 tanesi otozom kromozomlardır.

2. Eşey Kromozomları (Gonozomlar)

► Diploit canlılarda 2 tane, haploit canlılarda tektir.

► Cinsiyeti belirlerler. Ancak vücut özelliklerini belirleyen genleri de taşırlar.

► İnsan için; dişilerde XX, erkeklerde XY gonozom kromozomlar bulunur.

İnsanda Kromozom Formülü

Dişide: 2n = 44 + XX, (Toplam 46)

Erkekte: 2n = 44 + XY (Toplam 46)

2. SİTOPLAZMA

► Prokaryot ve ökaryot hücrelerde ortak olan bir yapıdır.

► Ökaryot hücrelerde hücre zarı ile çekirdek zarı arasını dolduran sıvıdır.

► Prokaryotlarda ise çekirdek zarı bulunmadığından hücre içinin tamamını sitoplazma doldurur.

► Prokaryotlarda tüm yaşamsal olaylar sitoplazmada bulunan serbest enzimler tarafından yürütülür.

► Ökaryot hücrelerde ise metabolik olayların bir kısmı sitoplazmadaki serbest enzimlerle olurken bir kısmı da organeller tarafından yürütülür.

Sitoplazmanın Yapısı

► %70 - 90'ı sudur. Yarı akışkan sıvı taşır. İçerisinde organeller ve hücre iskeleti elemanları bulunur.

► Sitoplazma sıvısına Sitozol denir.

► Sitozol içerisinde; mineraller, gazlar, tuzlar, organik monomerler (karbonhidrat, yağ, enzim, hormon, vitamin, protein vb), boşaltım atıkları, ATP, nükleotitler ve RNA'lar bulunur.

► Sitoplazma sıvısı sürekli hareket halindedir. Bu hareket hücre içeriğinin homojen olmasını sağlar.

Sitoplazmanın Görevleri

► Yarı akışkan (kolloidal) ve ışığa geçirgen olan sitoplazmada canlılık olayları gerçekleşir.

► Canlı etkinliklerini organeller ve enzimler yürütür.

► Organeller arasında sıvısal etkileşim ortamı sağlar. Organellerin madde alışveriş ortamını oluşturur.

► Bir çok tepkimenin gerçekleşme ortamını oluşturur.

► Tüm canlı hücrelerde glikoliz (tüm hücresel solunum çeşitlerinde ilk evredir) enzimlerini bulundurur ve glikoliz tepkimelerinin gerçekleşmesi için uygun ortam oluşturur.

► Bir çok hücrede yedek besin depolar.

HÜCRE ORGANELLERİ

Zar tipine göre organeller üç grupta incelenebilir.

Ribozom

► Hücrenin en küçük organelidir.

► Ribozom ökaryot ve prokaryot tüm hücrelerde ortak olarak bulunan zarsız organeldir. (Olgun alyuvar hücrelerinde bulunmaz.)

► Büyük ve küçük olmak üzere iki alt birimden oluşur. Normalde bu iki alt birim birbirinden ayrıdır. Protein sentezleneceği zaman bir araya gelirler.

► rRNA + proteinden oluşur. Nükleoprotein yapılıdır.

► Ökaryotlarda ribozomun alt birimlerinin sentezi çekirdekçikte olur. (Yani çekirdekte olur.) Prokaryotlarda ise sitoplazmada olur.

► Ribozomların hücrede bulunduğu yerler; Granüllü Endoplazmik Retikulum, çekirdek zarı üzerinde, sitoplazmanın sıvı kısmında, plastitler (kloroplast, kromoplast, lökoplast) ve mitokondri organellerinin içerisinde bulunur.

NOT: Hücre zarı üzerinde ribozom bulunmaz.

► Ribozomların görevi, amino asitlerden protein sentezi yapmaktır. Ribozomlar amino asit sentezi yapmaz.

► Hücre aynı proteinden çok sayıda sentezlemek istediğinde çok sayıda ribozom bir araya gelerek polizom (poliribozom) oluşturur.

► Bu sayede kısa sürede aynı proteinden çok sayıda üretilebilir.

Ribozomlarda gerçekleşen protein sentezi tepkimesi 

(n(amino asit) → Polipeptit (protein) + (n-1) Su) şeklinde olduğuna göre, ribozom etkinliği artmış bir hücrede;

► Amino asit miktarı azalır.

► Peptit bağı sayısı artar.

► Hücrelerde osmotik basınç azalır.

► Dipeptit, tripeptit, … protein miktarı artar.

► ATP miktarı azalır.

Endoplazmik Retikulum

► Hücre zarından başlayıp çekirdek zarına kadar uzanan hücre içi kanallar sistemidir.

► Genel olarak hücre içi madde iletiminde görev alır.

► Hücrenin mekanik etkilere karşı dayanıklılığını artırır. Hücrenin omurgası kabul edilir ve hücreye desteklik sağlar.

► Hücre çekirdeğinin belirli bir bölgede sabit kalmasını sağlar.

► Asidi - bazik tepkimelerin birbirinden ayrılmasını sağlar.

► Çekirdek zarı endoplazmik retikulum zarlarının devamıdır. Çekirdek zarı endoplazmik retikulum tarafından oluşturulur.

► Çekirdek zarıi golgi ve koful gibi organellerin oluşumunu sağlar.

► Endoplazmik retikulumlar hemen hemen bütün ökaryot hücrelerde bulunur.

► Yapı ve işlev yönünden birbirinden ayrılan iki endplazmik retikulum vardır. Bazı endoplazmik retikulumların zarları üzerinde ribozomlar bulunabilir.

► Ribozom bulunduranlara granüllü endoplazmik retikulum, bulundurmayanlara granülsüz (düz) endoplazmik retikulum denir.

Granüllü Endoplazmik Retikulum

► Zarının dış yüzeyinde çok sayıda ribozom taşıyan Endoplazmik Retikulumdur.

► Üzerindeki ribozomlarda sentezlenen polipeptitleri üç boyutlu proteinlere dönüştürerek işlevsel hale getirir.

► Protein sentezinin hızlı olduğu hücrelerde bol miktarda bulunur. Üzerindeki ribozomlarda üretilen proteinlerle birlikte hücre dışına verilecek olan salgıların büyük bir oranı granüllü ER tarafından sentezlenir. Bu salgıları küçük keseler içinde paketleyerek golgi aygıtına gönderir.

► Granüllü ER; hücrenin zar sistemlerini üreten bir fabrika gibi çalışır.

► Lizozom organelindeki enzimler burada işlevsel hale getirilir.

► Hücre zarının yapısına katılacak glikoproteinlerin sentezini yapar.

Granülsüz (düz) Endoplazmik Retikulum

► Zarının dış yüzeyinde ribozom bulunmaz.

► Görevleri;

♦ Hücre zarı ile çoğu organelin zar yapısına katılacak yağ moleküllerinin sentezi (fosfolipit sentezi)

♦ İlaç ve alkollerin (karaciğer hücrelerinde) zehirli etkilerini yok etmek.

♦ Karaciğer hücrelerinde depolanan glikojeni glikoza parçalanmasını sağlamak.

♦ Steroit yapılı bazı hormonların sentezini sağlamak (eşey hormonları gibi)

♦ Çizgili kas hücrelerinde kasılma için gerekli olan kalsiyum iyonlarını depolamak.

► ER’den oluşan organeller, golgi aygıtı, lizozom, kofuldur.

Golgi Aygıtı

► Çok sayıda yassılaşmış keseden ve küçük kofullardan oluşur. Protein ve yağ yapılıdır.

► Golgi zarı Granülsüz (düz) ER tarafından üretilir ve üzerinde ribozom bulundurmaz.

► Memelilerin olgun alyuvarları ile sperm hücrelerinde bulunmaz. Bunun dışındaki tüm ökaryot hücrelerde golgi aygıtı bulunur.

► Salgı üreten hücrelerde sayıları fazladır. Örneğin; tükrük bezi hücreleri, hormon üreten bezler, bitkilerin nektar, bal özü üreten hücrelerinde iyi gelişmiştir ve bol bulunur.

► ER'lerde üretilen maddelerin çoğu golgi aygıtında ayrıştırılarak paketlenir ve depolanır.

► Glikoprotein ve lipoprotein gibi maddelerin üretimi ve salgılanması golgi aygıtı tarafından yapılır.

► Glikoprotein sentezi sırasında sırası ile;

♦ Ribozom, protein sentezler.

♦ ER, bunları golgiye taşır.

♦ Golgi cisimciği, glikoz ile proteinleri birleştirerek glikoprotein sentezi tamamlanır.

► Hücre içi sindirim yapan lizozom organelinin oluşumunda golgi aygıtı rol oynar. Ayrıca koful oluşumunu sağlar.

► Bitki hücrelerinin sitoplazma bölünmesinde oluşan Orta Lamel (ara plak) oluşumunu sağlar.

♦ Bitkilerde hücre duvarını oluşturan selüloz, hücre zarında bulunan selüloz sentez kompleks proteinleri tarafından üretilir. Golgi aracılığı ile düzenlenir.

► Aktif enzimlerin oluşumunu sağlar. (Apoenzim ve yardımcı kısmı birleştirerek)

► Sperm ve alyuvar hücrelerinde golgi bulunmaz.

Lizozom (İntihar Keseciği)

► Yaklaşık 60 çeşit sindirim enzimi bulunduran tek katlı zarla çevrili organeldir.

► İçindeki sindirim (hidroliz) enzimleri hücre içi sindirim olaylarında görev yapar.

► Gelişmiş bitki ve mantar hücrelerinde bulunmaz. Ancak ilkel yapılı bazı bitkilerde Fitolizozom denilen lizozom benzeri yapılar vardır.

► Lizozom; insan ve hayvan hücrelerinde bulunur.

► Lizozom içindeki enzimler granüllü ER yüzeyinde bulunan ribozomlarda üretilir.

► Bu ER'ler aracılığı ile enzimler golgi aygıtına getirilir.

► Golgi aygıtında enzimlerin etrafı bir zarla çevrilerek paketlenir. Küçük keseler şeklindeki bu yapılara Vezikül denir.

► Bu veziküllerin bazıları lizozom organeline dönüşür.

► Lizozomdaki hidrolitik enzimler hücrenin, kendi organik materyalini de parçalayarak ortadan kaldırabilir. Bu olaya Otofaji denir.

► Lizozom zarının herhangi bir nedenle parçalanması sonucu enzimler sitoplazmaya dağılır. Hücre kendi kendini sindirir. Bu olaya Otoliz denir.

► Otoliz Olayı;

♦ Yaşlı ve ölmüş hücrelerin yok edilmesini,

♦ Kurbağa lavralarında kuyruğun kaybolmasını,

♦ Kertenkelelerde kuyruğun kopmasını sağlar.

♦ İnsan embriyosunun gelişim evrelerinde kontrollü hücre ölümleri yaparak parmak arası gibi boşlukların oluşmasında görev alır.

► Aşırı sıcak veya soğuğa maruz kalan deri hücrelerinde yanıklar oluşur. Bunun nedeni lizozomların parçalanmasıdır.

► Lizozomlardaki işlevsel bozukluklar bazı hastalıklara neden olur. Örneğin; Tay-Sachs hastalığında sinir hücrelerinin lizozomlarında yağları sindiren enzimler eksiktir. Bu durum zamanla sinir hücrelerinde yağ birikimine neden olarak hastalığa neden olur.

► Lizozom faaliyeti sonucu parçalanması gereken bazı maddeler parçalanamaz ve zamanla lizozomlarda birikir. Bu maddeler yaşlılık pigmenti denilen lekelere dönüşür. Yaşlıların derilerinde kahverengi lekelerin oluşmasına yol açar.

► Lizozom, taşıdığı sindirim enzimlerini kendisi üretmez. Bunlar ribozom tarafından üretilir.

► Lizozom hücre içi sindiriminde görevlidir. Hücre dışı sindirime katılmaz.

► Lizozomlar en çok karaciğer hücrelerinde ve akyuvarlarda bulunur. Vücudumuza giren mikropları akyuvarlar fagositoz yaparak yok ederler. Bu görevi lizozomlar yerine getirir.

► Hücre içine Endositoz yolu ile alınan büyük moleküller (mikroplar dahil) lizozomdaki enzimlerle parçalanır.

Peroksizom (Mikrocisimcikler)

► Hemen hemen ökaryot olan her hücrede bulunan bir organeldir. (Bitki, hayvan, mantar ve protistalar)

► İçeriğinde 50'ye yakın farklı enzim bulunur.

► Karaciğer hücrelerinde bulunan peroksizomlarda Peroksidaz ve Katalaz enzimleri bulunur. Bu enzimler yardımı ile alkol, ilaç gibi zararlı maddelerin toksik (zehirli) etkileri yok edilir.

► Hücrelerdeki metabolik faaliyetler ve peroksizomda gerçekleşen tepkimeler sonucunda oluşan Hidrojen Peroksit (H₂O₂) çok zehirli bir maddedir.

► Peroksizomda bulunan Katalaz enzimi ile H₂O₂ su ve oksijene ayrıştırılır.

             Katalaz Enzimi

H₂O₂ ————————> H₂O + 1/2 O₂

► Bazı hücrelerdeki peroksizomlar yağ asitlerini mitokondrinin kullanabileceği daha küçük moleküllere dönüştürüler. Bu olay esnasında Oksijen kullanılır. Bu özelliği ile mitokondrilerie benzer.

► Peroksizom genellikle mitokondri veya kloroplastların yakınında yer alır. Bu organellerde oluşan metabolik atıkları zararsız hale çevirir ya da kullanılabilir yararlı moleküllere dönüştürür.

► Yağ depo eden bitki tohumlarında, yağların şekerlere dönüşümünü ve böylece oksijenli solunumda kullanılabilir yapıya çevrilmesini sağlar.

Koful

► Kofullar tek katlı zarla çevrili içi sıvı dolu keselerdir.

► Koful öz suyu denilen bu sıvı içerisinde şeker, protein, organik asitler, mineraller, alkoloid maddeler ve antosiyanin pigmentleri bulunur.

► Bitki hücrelerinde büyük ve sayısı az, hayvan hücrelerinde ise küçük sayıca fazladır. Genç hücrelerde kofullar daha küçüktür. Hücre yaşlandıkça kofulla büyür.

► Kofullar hücrelerde; Hücre zarı, çekirdek zarı, ER zarları ve golgi aygıtının farklılaşması sonucu oluşabilirler.

► Olgun bitki hücrelerinde genellikle büyük bir merkezi koful bulunur. Merkezi koful hayvan hücrelerinde bulunmaz.

► Bitki hücrelerinde lizozom olmadığından bitki hücresinin merkezi kofulu, lizozoma eşdeğer kapasitede işlev görebilir.

Kofulların Görevleri

♦ Kofullar hücrede madde alışverişinde, beslenme, sindirimde ve boşaltımda görevlidir.

♦ Şeker ve aminoasitlerin geçici depo yeridir.

♦ İçindeki antosiyan gibi pigmentler çiçeklere renk vererek tozlaşmaya yardımcı olur.

♦ Meyvelere renk vererek tohumun yayılmasında etkili olur.

♦ Bazı zehirli atıkları tuzlarla birleştirerek kristal şeklinde depolayıp zararsız hale getirir.

Koful Çeşitleri

Besin Kofulu, Salgı Kofulu, Depo Kofulu, Kontraktil (Kasılgan) Koful gibi çeşitleri vardır.

a) Besin Kofulu

► Besinlerin endositoz yoluyla hücreye alınması sonucunda oluşan keseciklere besin kofulu denir.

► Genellikle hücre içi sindirim yapabilen; amip, paramesyum gibi bir hücreli canlılarda ve insanların akyuvar gibi fagositoz yapabilen hücrelerinde görülür.

► Besin kofulundaki maddeler hücre içinde lizozomdaki enzimlerle parçalanır. Oluşan ürünler sitoplazmaya geçer. Geride kalan atıklar ise ekzositoz ile tekrar koful oluştururularak hücre dışına atılır.

► Hücre içinde besin kofullarının lizozomlarla birleşmesi sonucu Sindirim Kofulları oluşur.

b) Salgı Kofulu

► Golgi aygıtında üretilen salgıların ve metabolizma sonucu meydana gelen atık maddelerin hücre dışına verilmesini sağlayan keseciklere Salgı Kofulu denir.

► Böcekçil bitkiler ve ayrıştırıcı mantarlar, sindirim enzimlerini salgı kofulları oluşturarak ekzositozla hücre dışına verir.

c) Depo Kofulu

► Özellikle bitki hücrelerinde görülen bir koful çeşidi olup hayvan hücrelerinde küçüktür.

► Bitkilerde zehirli maddeler, metabolizma sonucunda meydana gelen atıklar, boya maddeleri, köklerden suyla birlikte alınan tuzun fazlası, zehirli maddeler ile organik asitler yaprak hücrelerinin kofullarında biriktirilir ve sonbaharda yaprak dökümüyle bitkiden uzaklaştırılır.

► Bazı bitkilerin kofullarının içinde su, yağ molekülleri ve hava depolanır. Bazı bitkilerde ise asit ve bazlarla renk değiştirebilen boya maddeleri bulunur. Bu maddeler (antosiyanin) çiçeklerdeki taç yapraklara ve meyvelere renk verirler.

► Bitki hücreleri olgunlaştıkça küçük olan depo kofulları birleşerek büyük tek bir kofula dönüşür. Bu büyük kofula Merkezi Koful denir. Merkezi koful bitki hücrelerine özgüdür. Hayvan hücrelerinde bulunmaz.

ç) Kontraktil (Kasılgan) Koful

► Tatlı sularda yaşayan amip, paramesyum, öglena gibi ökaryotik tek hücreli canlılarda hücre içine giren suyun fazlası, kontraktil kofullar yardımıyla hücre dışına atılır.

► Suyun atılması aktif taşıma ile ATP enerjisi harcanarak olur.

► Kontraktil kofullar, sitoplazmaya doğru uzanan çok sayıda kol yardımıyla hücreye giren fazla tatlı suyu alarak biriktirir.

► Kofulun etrafını saran ve kasılabilen ipliksi yapılar ile kasılan koful, içerisindeki su ile bir miktar tuzu hücre dışına atar.

► Böylece hücre hemoliz olmaktan kurtulur. (Hemoliz; hücrenin aşırı su alarak patlamasıdır.)

► Tuzlu sularda yaşayan canlılarda kontraktil koful bulunmaz.

Mitokondri

► Çift katlı zarla çevrili bir organeldir. 

► Mitokondriler hücrenin enerji santralleridir.

► Oksijenli solunum ile ATP üretiminin gerçekleştiği organeldir.

► Substrat düzeyinde fosforilasyon ve oksidatif fosforilasyon ile ATP sentezlenir.

► Bir hücrenin enerji ihtiyacı ne kadar çoksa o hücredeki mitokondri sayısı da o kadar fazladır. Örneğin; karaciğer, kas ve sinir hücrelerinde metabolik faaliyetler çok yoğun olduğu için mitokondri sayısı diğer hücre çeşitlerine göre daha fazladır.

► Prokaryot hücreli canlılarda (bakteri ve arkelerde), memelilerin olgun alyuvar hücrelerinde mitokondri bulunmaz.

Mitokondrinin Yapısı

► Dış zar düz, iç zar kıvrımlıdır. Kıvrımlı olan bu yapılara krista denir.

► Krista üzerinde ETS enzimleri (enerji üretiminde görev alan enzimler) vardır. Bu enzimler elektronların hareketini sağlayarak ATP sentezlenmesini sağlarlar.

► Kristadaki kıvrımlar mitokondrinin yüzeyini genişletir. Böylece daha fazla ATP üretilir.

► Mitokondrinin içini ve kıvrımların arasını matriks adı verilen sıvı doldurur. Matriks içinde; halka şeklindeki DNA, tüm RNA çeşitleri, ribozomlar, ATP, solunum enzimleri, solunum reaksiyonları sırasında açığa çıkan ara ürünler, su ve mineraller bulunur.

► Mitokondrilerin kendisine özgü DNA, RNA ve Ribozomları vardır.

► DNA'ları sayesinde çekirdeğin kontrolünde çoğalabilirler.

► Sahip oldukları ribozomlar sayesinde ihtiyaç duydukları proteinlerin bir kısmını sentezleyebilirler.

Mitokondride oksijenli solunum ile ATP üretimi gerçekleşir.

Mitokondri etkinliği artan bir hücrede; 

(O₂’li solunum: C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + ATP + Isı)

► Enerji verici olarak kullanılan glikoz, yağ asidi ve gliserol gibi monomerlerin miktarı azalır.

► O₂ tüketimi artar. CO₂artar

► Yoğunluk azalır.

► pH düşer. Asitlik artar.

► Üretilen ATP artar. Isı artışı olur.

► Osmotik basınç azalır.

Plastitler

► Bitki hücrelerinde, alglerde ve öglena gibi protistlerde bulunan çift katlı organellerdir.

► Bu canlılarda farklı görevleri yerne getirirler.

► Plastitler; güneş ışığının yardıyla fotosentez yapabilirler.

► Çeşitli renklerde pigmentler (renk maddeleri) içerdikleri için çiçek, tohum, meyve gibi yapılara renk verirler.

► Protein, yağ, karbonhidrat, vitamin gibi organik besinlerin sentezini yapabilir ve bunları depolayabilirler.

► Bitkilerde plastit çeşitleri Proplastit denilen öncü plastitlerin farklılaşması ile oluşurlar.

► Plastitler belli koşullarda birbirine dönüşebilirler.

Plastitler ve Görevleri

Bitkilerde içerdikleri renk maddeleri ve yaptıkları göreve göre üç tip plastit bulunur. Bunlar;

a. Kloroplast,

b. Kromoplast

c. Lökoplast 

► Üçü de çift katlı zar ile çevrilmiştir.

► Kendilerine özgü; DNA, RNA çeşitleri, enzimler, ribozom organeli taşırlar.

► Işık varlığında birbirine dönüşebilirler.

a) Kloroplastlar

• Kloroplastlar; klorofil taşıdıkları için yeşil renkli plastitlerdir.
• Bazı protista (öglena ve algler) ve tam parazit bitkiler hariç tüm bitkilerde bulunur. (Not: Tam parazit bitkiler kloroplastları olmadığı için fotosentez yapamazlar. Örnek: Küsküt otu, canavar otu gibi)
• Bitkinin toprak üstü olan tüm yeşil kısımlarında (yapraklarda, genç dallarda ve olgunlaşmamış meyvelerde) bulunur. 
• Bitkilerin bazı hücrelerinde kloroplast bulunmaz. Örnek; kök hücreleri, epidermis hücresi gibi.
• Kloroplast; klorofil molekülü taşıdığı için bitkilere yeşil renk verir. (Bazı bakterilerde kloroplast olmadığı için klorofil sitoplazmada serbest bulunur.)
• Klorofil; güneşin ışık enerjisini toplayarak bu enerjinin besinlerdeki kimyasal bağ enerjisine dönüşümünde rol oynar.
• Organik maddelerin sentezi için gerekli olan ATP'yi güneş enerjisini kullanarak (fotofosforilasyon ile) sentezler.
• Kloroplastlarda su ve karbondioksit harcanarak besin ve oksijen üretilir. (Bazı bakteriler su yerine H₂S gibi inorganikler kullanır. Bu nedenle oksijen yerine S₂ gibi yan ürünler oluştururlar.)
• Yani kloroplastlar bitkilerde fotosentez olayının gerçekleştiği organeldir.
• Tüm fotosentez tepkimeleri kloroplastta gerçekleşir.

► Bir bitki hücresindeki kloroplast faaliyeti artarsa;

• CO₂ ve su miktarı azalır.
• Monomer miktarı (glikoz, amino asit, yağ asidi vb) artar.
• Osmotik basınç artar. (monomer sentezinden dolayı)
• Hücre yoğunluğu artar.
• Oksijen miktarı artar.
• pH artar. Yani ortam asitliği azalır. Bunun nedeni ortamdaki CO₂'nin azalmasıdır.
• Klorofil miktarı ve enzim miktarı değişmez.

Kloroplastın Yapısı ve Kısımları

♦ Kloroplastı çevreleyen çift katlı zarın ikisi de düzdür. Dış zarı geçirgen, iç zarı seçiçi geçirgendir.

♦ İç kısmında üçüncü bir zar sistemi olan Tilakoit Zar Sistemi bulunur.

♦ Tilakoit zar; üstüste dizilerek bozuk para demetlerini andıran Granum'ları oluşturur. (Bozuk para demetleri granum gibi düşünülebilir)

♦ Granumlar birbirine Ara Lamellerle bağlanır. Ara lameller; güneş ışığından daha fazla yararlanılmasını sağlar. Yani bitki ışıktan daha fazla yararlanarak daha fazla fotosentez yapar.

♦ Kloroplastın içerisinde yer alan tüm granum dizilerine ise Grana denir.

♦ Tilakoit zarların oluşturduğu granumlarda; klorofil molekülleri, elektron taşıma sistemi elemanları ve çeşitli enzimler bulunur.

♦ Fotosentezin ışık evresi reaksiyonları granumlarda gerçekleşir. Ayrıca ışık enerjisi ile su parçalanarak (fotoliz) oksijen oluşur ve atmosfere verilir.

♦ Besin sentezi için gerekli olan ATP enerjisi de ışık evresinde sentezlenir. (Fotofosforilasyon ile)

► Kloroplastın içini dolduran sıvıya ise Stroma adı verilir. Stroma içinde; DNA (halka şeklinde) tüm RNA çeşitleri, ribozomlar ve enzimler bulunur.

► Kloroplastlar çekirdeğin kontrolünde çoğalabilirler.

► İhtiyaç duydukları proteinlerin bir kısmını kendi ribozomlarında sentezleyebilirler.

► Stroma sıvısı içinde; fotosentezin ışığa bağlı olmayan tepkimeleri gerçekleşir. Bu evrede CO₂ kullanılarak besin sentezlenir. NOT: günlük hayatta yediğimiz besinlerin ana kaynağı atmosferdeki CO₂'dir.

Mitokondri ve Kloroplastın Ortak Özellikleri

► Çift katlı zardan oluşurlar.

► Elektron taşıma sistemi bulunur.

► Kendilerine ait DNA, RNA ve ribozomları vardır. DNA'ları halkasal ve protein kılıfla çevrili değildir.

► Çekirdeğin kontrolünde çoğalabilirler.

► Kendi protein ve enzimlerini sentezleyebilirler.

► Enerji dönüşümleri yaparlar.

► Prokaryot hücrelerde bulunmazlar.

► Hem ATP harcarlar (defosforilasyon) hem de ATP sentezi (fosforilasyon) yaparlar.

b) Kromoplast

• Kromoplastlar bitki hücrelerine yeşil dışındaki renkleri veren plastitlerdir. Sarı (ksantofil), turuncu (karoten), kırmızı (likopen) renkte pigmentler taşırlar.
• Çiçeklerin taç yapraklarında, bazı bitkilerin kök, meyve ve tohumlarında bol miktarda bulunurlar.
• Örneğin;
  • Papatya, limon gibi bitkilerde sarı renkli Ksantofil,
  • Havuç, portakal gibi bitkilerde turuncu renkli Karoten,
  • Domates, çilek, kiraz gibi bitkilerde kırmızı renkli Likopen bulunur.
• Sonbaharda yaprakların dökülmeden önce sararmasının nedeni, klorofil pigmentinin yapısının bozulması ve kloroplastların kromoplastlara dönüşmesidir.

c) Lökoplastlar

• Lökoplastlar renksiz plastitlerdir.
• Lökoplastlar uzun süre ışık alırsa yeşil renkli kloroplastlara dönüşebilir. Örnek; patatesin güneş ışığı aldığında yeşermesi gibi.
• Bitkinin kök, gövde, tohum, yumru gibi kısmılarında bulunurlar.
• Fotosentez sonucu üretilen glikoz molekülleri lökoplastlarda nişasta taneciklerine dönüştürülür ve depolanır.
• Nişasta, yağ ve protein depo ederler. Klorofil ve renk pigmenti taşımadıkları için renksiz bir plastittir.
• Örneğin patates yumrusunda nişasta, baklagil tohumunda protein, ayçiçeği tohumunda yağ depolayan lökoplastlar bulunmaktadır.
• Kloroplast, Kromoplast ve Lökoplastlar DNA içerdiğinden ve yapısal benzerlik gösterdiğinden çevre şartlarının etkisi ile birbirine dönüşebilirler.

Sentrozom

• Zarsız bir organeldir.
• Hayvan hücrelerinin büyük çoğunluğunda, tohumsuz bitkilerin (ilkel bitkiler) bazı türlerinde ve alglerde bulunur.
• İnsan ve hayvan hücrelerinden sinir hücreleri, olgun alyuvarlar, yumurta hücresi, çizgii kas hücrelerinde sentrozom bulunmaz. Bu nedenle bu hücreler bölünemezler. Ayrıca ileri yapılı yapılı gelişmiş bitki hücrelerinde de sentrozom yoktur.
• Hücre bölüneceği zaman sentrozom eşlenir.
• Görevi; bölünme sırasında kromozomların zıt kutuplara hareketini sağlayan iğ ipliklerini (mikrotübül) oluşturmaktır. Ayrıca hücre hareketini sağlayan sil, kamçı gibi yapıların oluşumunda da rol alır. Bu yapıların dip kısımlarında sentrozom bulunur.
• Hücre çekirdeğinin hemen yanında yer alır. Bir sentrozom; iki sentriyolden oluşur.
• Bu sentriyoller birbirine dik olarak yerleşmiştir.
• Her bir sentriyol; dokuz tane üçerli mikrotübülden oluşur.
• Mikrotübüller protein yapılı ve hücre iskeleti elemanıdır.
• İnsanlar ilk sentrozomlarını sperm hücresiyle babadan alırlar.