İçerik
- Temel Hücre Yapısı
- Hücre Zarı
- Çekirdek
- Ribozomlar
- Mitokondri ve Kloroplastlar
- Hücre İskeleti
- Diğer Organeller
Genel anlamda konuşan hücreler, bir bütün oluşturan özdeş benzer birimlerdir. Örneğin, hapishane blokları ve arı kovanları, çoğunlukla hücrelerden oluşur. Biyolojik sistemlere uygulandığında, terim muhtemelen bileşik mikroskobun mucidi ve çok sayıda bilimsel araştırmaya öncülük eden 17. yüzyıl bilimcisi Robert Hooke tarafından icat edildi. Bugün tarif edildiği gibi bir hücre, yaşamın özelliklerini koruyan, yaşayan bir şeyin en küçük birimidir. Başka bir deyişle, tek tek hücreler sadece genetik bilgi içermemekle kalmaz, aynı zamanda enerjiyi kullanır ve dönüştürür, kimyasal reaksiyonları barındırır, dengeyi korur vb. Daha konuşmacı olarak, hücreler tipik olarak ve uygun şekilde "hayatın yapı taşları" olarak adlandırılır.
Bir hücrenin temel özellikleri, hücre içeriğini dünyanın geri kalanından ayırmak ve korumak için bir hücre zarı içerir; sitoplazma veya metabolik işlemlerin meydana geldiği hücre iç kısmında sıvı benzeri bir madde; ve genetik materyal (deoksiribonükleik asit veya DNA). Bu, esas olarak, bir prokaryotik veya bakteri hücresini bütünüyle tarif eder. Bununla birlikte, ökaryot denilen daha karmaşık organizmalar - hayvanlar, bitkiler ve mantarlar dahil - hepsi de, çok özel canlıların ihtiyaçlarına göre evrimleşmiş olan, çeşitli başka hücre yapılarına da sahiptir. Bu yapılara organel denir. Organeller ökaryotik hücrelere kendi organlarınızın (mide, karaciğer, akciğerler vb.) Bir bütün olarak vücudunuzda ne olduğunu gösterir.
Temel Hücre Yapısı
Hücreler yapısal olarak organizasyon birimleridir. Resmen enerjilerini nereden aldıklarına göre sınıflandırılırlar. Prokaryotlar altı taksonomi krallığından ikisini, Archaebacteria ve Monera'yı; bu türlerin hepsi tek hücreli ve çoğu bakteridir ve 3.5 milyar yıl kadar şaşırtıcı bir şekilde geri dönerler (Dünya'nın tahmini yaşının yaklaşık yüzde 80'i). Ökaryotlar 1.5 milyar yıllık "sadece" dır ve Animalia, Plantae, Fungae ve Protista'yı içerir. Ökaryotların çoğu çok hücrelidir, ancak bazıları (örneğin maya) olmasa da.
Prokaryotik hücreler, mutlak asgari düzeyde, aynı zamanda bir plazma zarı olarak da adlandırılan bir hücre zarı tarafından sınırlanan bir mahfaza içinde DNA şeklinde bir genetik materyalin topaklaşması özelliğine sahiptir. Bu muhafaza içinde ayrıca, prokaryotlarda ıslak asfaltın kıvamına sahip olan sitoplazma; ökaryotlarda ise çok daha akışkandır. Ek olarak, birçok prokaryot, koruyucu bir tabaka olarak görev yapmak için hücre zarı dışında bir hücre duvarına da sahiptir (göreceğiniz gibi hücre zarı, çeşitli işlevlere hizmet eder). Özellikle ökaryotik olan bitki hücreleri de hücre duvarlarını içerir. Ancak prokaryotik hücreler organel içermez ve bu birincil yapısal ayrımdır. Kişi ayrımı metabolik olarak görmeyi seçse bile, bu yine de ilgili yapısal özelliklerle bağlantılıdır.
Bazı prokaryotlar var flagellasınıtahrik için kullanılan kırbaç benzeri polipeptitlerdir. Bazıları da var piliyapıştırıcı amaçlı kullanılan saç benzeri çıkıntılardır. Bakteriler ayrıca çoklu şekillerde de gelir: Cocci yuvarlaktır (insanlarda menenjit yaratabilecek meningokoklar gibi), baccilli (şarbona neden olan türler gibi çubuklar) ve spirilla veya spiroketler (sarmalislere neden olanlar gibi sarmal bakteriler) .
Peki ya virüsler? Bunlar, bir protein kaplama ile çevrili DNA veya RNA (ribonükleik asit) olabilen sadece küçük genetik materyal parçalarıdır. Virüsler kendi başlarına üremezler ve bu nedenle kopyalanmaları için hücreleri enfekte etmeli ve üreme araçlarını "kaçırmalı" olmalıdırlar. Sonuç olarak, antibiyotikler tüm bakterileri hedef alır ancak virüslere karşı etkisizdir. Antiviral ilaçlar, daha yeni ve daha etkili ilaçlar her zaman kullanıldığında mevcuttur, ancak etki mekanizmaları, genellikle prokaryotik hücrelere özgü hücre duvarlarını veya metabolik enzimleri hedef alan antibiyotiklerden tamamen farklıdır.
Hücre Zarı
Hücre zarı çok yönlü bir biyoloji harikasıdır. En belirgin işi, hücrenin içeriği için bir kap olarak hizmet etmek ve hücre dışı ortamın hakaretlerine engel teşkil etmektir. Bununla birlikte, bu, fonksiyonunun sadece küçük bir kısmını tanımlar. Hücre zarı pasif bir bölüm değil, hücrenin içine ve dışına molekülleri gerektiği gibi seçerek izin vererek hücrelerin iç ortamının (yani dengeyi veya homeostazı) korunmasını sağlayan oldukça dinamik bir kapı ve kanal düzeneğidir.
Membran aslında iki zardır ve ayna katmanları birbirine bakacak şekilde iki katman birbirine bakmaktadır. Buna fosfolipit iki tabakası denir ve her tabaka bir fosfolipit molekülü "tabakasından" veya daha uygun olarak gliserofosfolipid moleküllerinden oluşur. Bunlar, çift tabakanın merkezinden (yani, sitoplazmaya ve hücre dışına doğru) uzağa bakan polar fosfat "kafalarından" ve bir çift yağ asidinden oluşan polar olmayan "kuyruklardan" oluşan uzun moleküllerdir; bu iki asit ve fosfat, üç karbonlu bir gliserol molekülünün zıt taraflarına bağlanır. Fosfat grupları üzerindeki asimetrik yük dağılımı ve yağ asitlerinin yük asimetrisi eksikliği nedeniyle, çözelti içine yerleştirilen fosfolipitler kendilerini bu tür iki tabakanın içine kendiliğinden monte ederler, dolayısıyla enerjik olarak verimlidirler.
Maddeler zarı çeşitli şekillerde hareket ettirebilir. Biri, oksijen ve karbondioksit gibi küçük moleküllerin membrandan yüksek konsantrasyonlu bölgelerden düşük konsantrasyonlu bölgelere doğru hareket ettiğini gören basit difüzyondur. Kolaylaştırılmış difüzyon, ozmoz ve aktif taşınma aynı zamanda hücreye gelen besin maddelerinin sabit bir şekilde beslenmesini ve çıkan metabolik atık ürünlerinin korunmasına yardımcı olur.
Çekirdek
Çekirdek ökaryotik hücrelerde DNA depo bölgesidir. (Prokaryotların çekirdeklere sahip olmadıklarını hatırlayın, çünkü bunlar herhangi bir zara bağlı organellerden yoksundurlar.) Plazma zarı gibi, nükleer zarf olarak da adlandırılan nükleer zar, çift katmanlı bir fosfolipid bariyeridir.
Çekirdeğin içinde, bir hücrenin genetik materyali, kromozom adı verilen farklı cisimler halinde düzenlenir. Bir organizmanın sahip olduğu kromozomların sayısı türden türe değişir; insanlarda, otozom adı verilen 22 çift "normal" kromozom ve bir çift cinsiyet kromozomu olmak üzere 23 çift bulunur. Tek tek kromozomların DNA'sı, gen adı verilen diziler halinde düzenlenir; Her gen, belirli bir protein ürünü için genetik kod taşır, enzim, göz rengine katkıda bulunan veya iskelet kasının bir bileşeni.
Bir hücre bölünmeye başladığında, çekirdeği, içindeki kromozomların çoğalması nedeniyle belirgin bir şekilde bölünür. Bu üreme işlemine mitoz denir ve çekirdeğin bölünmesi sitokinez olarak bilinir.
Ribozomlar
Ribozomlar, hücrelerdeki protein sentezi bölgesidir. Bu organeller neredeyse tamamen ribozomal RNA veya rRNA adı verilen uygun bir RNA tipinden yapılır. Hücre sitoplazması boyunca bulunan bu ribozomlar, bir büyük alt birim ve bir küçük alt birim içerir.
Belki ribozomları öngörmenin en kolay yolu küçük montaj hatları gibidir. Belirli bir protein ürününü üretme zamanı geldiğinde, DNA'dan çekirdeğe kopyalanan haberci RNA (mRNA), mRNA kodunun amino asitlere çevrildiği ribozomların kısmına, bütün proteinlerin yapı taşları haline gelir. Spesifik olarak, dört farklı azotlu mRNA bazları, 64 farklı şekilde üçlü gruplar halinde düzenlenebilir (üçüncü güce yükselen 4, 64'dür) ve bu "üçüzlerin" her biri, bir amino asidi kodlar. İnsan vücudunda sadece 20 amino asit bulunduğundan, bazı amino asitler birden fazla üçlü koddan türetilir.
MRNA çevrildiğinde, yine başka bir RNA tipi olduğunda, transfer RNA (tRNA), kodla, amino asitin protein içindeki sonuna eklendiği, sentezin ribozomal bölgesine toplanan amino asitleri taşır. ilerleme. Uzun düzinelerce ila yüzlerce amino asit arasında herhangi bir yerde bulunabilen protein tamamlandığında, ribozomdan serbest bırakılır ve ihtiyaç duyulan her yere nakledilir.
Mitokondri ve Kloroplastlar
Mitokondri, hayvan hücrelerinin “enerji santralleri” ve kloroplastlar ise bitki hücrelerinde bulunan analoglarıdır. Ökaryotik hücreler haline gelen yapılara dahil edilmeden önce serbest bakteri olarak ortaya çıktığına inanılan Mitokondri, glikozdan adenosin trifosfat (ATP) formunda enerji elde etmek için oksijen gerektiren aerobik metabolizma bölgesidir. Mitokondri, sitoplazmada oksijenden bağımsız glukoz parçalanmasından türetilmiş piruvat moleküllerini alır; Mitokondri matrisinde (iç kısımda) piruvat, sitrik asit döngüsü veya trikarboksilik asit (TCA) döngüsü olarak da adlandırılan Krebs döngüsüne tabi tutulur. Krebs döngüsü, yüksek enerjili proton taşıyıcıları biriktirir ve yine başka bir lipit çift tabakası olan mitokondriyal zar üzerinde meydana gelen, elektron taşıma zinciri adı verilen aerobik reaksiyonlar için kurulum görevi görür. Bu reaksiyonlar, ATP formunda glikolizin yapabildiğinden çok daha fazla enerji üretir; Mitokondri olmadan, "daha yüksek" organizmaların olağanüstü enerji gereksinimlerinden dolayı, dünya üzerinde hayvan yaşamı gelişemezdi.
Kloroplastlar bitkilere yeşil rengini verir, çünkü klorofil adı verilen bir pigment içerirler. Mitokondri glikoz ürünlerini parçalarken, kloroplastlar aslında güneş ışığındaki enerjiyi karbondioksit ve sudan glikoz yapmak için kullanırlar. Bitki daha sonra bu yakıtın bir kısmını kendi ihtiyaçları için kullanır, ancak çoğu glukoz sentezinde serbest kalan oksijenin yanı sıra ekosisteme ulaşır ve kendi gıdalarını üretemeyen hayvanlar tarafından kullanılır. Dünyadaki bol bitki ömrü olmadan hayvanlar hayatta kalamazlar; hayvan metabolizması bitkilerin kullanması için yeterli karbon dioksit ürettiği için bu durum doğru.
Hücre İskeleti
Hücre iskeleti, adından da anlaşılacağı gibi, bir hücreye kendi kemik iskeletinizin aynı şekilde organlarınız ve dokularınız için sabit bir iskele sağladığı gibi yapısal destek sağlar. Hücre iskeleti üç bileşenden oluşur: mikrofilamentler, ara lifler ve mikro tüpler, en küçüğünden en büyüğüne kadar. Mikrofilamentler ve mikrotüpler belirli bir zamanda hücrenin ihtiyaçlarına göre monte edilebilir ve demonte edilebilir, oysa ara filamentler daha kalıcı olma eğilimindedir.
Hücreleri yüksek iletişim kulelerine bağlı kılavuz telleri gibi yerine sabitlemeye ek olarak, bunları yere sabit tutarlar, hücre iskeleti, bir hücre içindeki şeyleri hareket ettirmeye yardımcı olur. Bu, bazı mikro tüplerin yaptığı gibi, flagella için bağlantı noktaları olarak hizmet etme şeklinde olabilir; alternatif olarak, bazı mikro tüpler, hareket etmeleri için gerçek kanalları (yol) sağlar. Böylece hücre iskeleti, spesifik türe bağlı olarak hem motor hem de otoyol olabilir.
Diğer Organeller
Diğer önemli organelleri arasında Golgi organlarımikroskobik incelemede krep yığınlarına benzeyen ve protein depolanması ve salgılanması olarak işlev gören ve endoplazmik retikulumprotein ürünlerini hücrenin bir kısmından diğerine hareket ettirir. Endoplazmik retikulum yumuşak ve pürüzlü formlarda gelir; Sonuncusu, adlandırılmış çünkü ribozomlarla süslenmişlerdir. Golgi cisimleri "kreplerin" kenarlarını kıran ve protein içeren veziküllere yol açar; eğer bunlar nakliye konteyneri olarak kabul edilebilirse, o zaman bu gövdeleri alan endoplazmik retikulum bir otoyol veya demiryolu sistemi gibidir.
Lizozomlar hücrelerin korunmasında da önemlidir. Bunlar ayrıca veziküllerdir, ancak hücrelerin metabolik atık ürünlerini veya orada bulunmaları beklenmeyen ancak bir şekilde hücre zarını kırmış olan kimyasalları lize edebilen (eritebilen) spesifik sindirim enzimleri içerirler.