İçerik
- Bir hücrenin parçaları
- Hücre Zarı
- Sitoplazma
- Çekirdek
- Mitokondri
- Kloroplastlar
- Ribozomlar
- Golgi Organları ve Diğer Organeller
Hücreler yaşamın temel yapı taşlarıdır. Daha az şiirsel olarak, yaşamla ilgili tüm temel özellikleri (örneğin, protein sentezi, yakıt tüketimi ve genetik malzeme) tutan en küçük canlı birimleridir. Sonuç olarak, küçük boyutlarına rağmen, hücrelerin hem koordineli hem de bağımsız olarak çok çeşitli işlevleri yerine getirmesi gerekir. Bu da, geniş bir yelpazede farklı fiziksel parçalar içermeleri gerektiği anlamına gelir.
Prokaryotik organizmaların çoğu sadece tek bir hücreden oluşur, oysa sizin gibi ökaryotların vücutları trilyon içerir. Ökaryotik hücreler, tüm hücreyi çevreleyene benzer bir zar içeren organeller adı verilen özel yapılar içerir. Bu organeller, hücrelerin toprak birlikleridir ve sürekli olarak ihtiyaç duydukları hücrelerin hepsinin karşılandığından emin olmayı sağlar.
Bir hücrenin parçaları
Tüm hücreler, mutlak asgari düzeyde, sitosol olarak da adlandırılan bir hücre zarı, genetik malzeme ve sitoplazma içerir. Bu genetik materyal deoksiribonükleik asittir veya DNA'dır. Prokaryotlarda, DNA sitoplazmanın bir bölümünde kümelenir, ancak sadece bir ökaryotların bir çekirdeği olduğu için bir zarla kaplanmaz. Tüm hücreler, bir fosfolipit çift katmanından oluşan bir hücre zarına sahiptir; Prokaryotik hücreler, ilave stabilite ve koruma için doğrudan hücre zarının dışında bir hücre duvarına sahiptir. Mantar ve hayvanlarla birlikte ökaryot olan bitkilerin hücreleri de hücre duvarlarına sahiptir.
Tüm hücrelerde ayrıca ribozomlar vardır. Prokaryotlarda, bunlar sitoplazmada serbestçe yüzerler; ökaryotlarda tipik olarak endoplazmik retikuluma bağlanırlar. Ribozomlar genellikle bir tür organel olarak sınıflandırılır, ancak bazı şemalarda, bir zardan yoksun oldukları için nitelendirilmezler. Ribozom organellerinin etiketlenmemesi "sadece ökaryotların organelleri vardır" şemasını tutarlı kılar. Bu ökaryotik organeller, endoplazmik retikulumun yanı sıra, mitokondriya (veya bitkilerde, kloroplastlarda), Golgi gövdelerinde, lizozomlarda, vakuollerde ve hücre iskeletinde bulunur.
Hücre Zarı
Plazma zarı olarak da adlandırılan hücre zarı, hücrelerin iç çevresi ile dış dünya arasında fiziksel bir sınırdır. Bununla birlikte, bu temel değerlendirmeyi, hücre zarlarının rolünün sadece koruyucu olduğu veya zarın sadece bir tür keyfi özellik çizgisi olduğu önerisi için yanıltmayın. Prokaryotik ve ökaryotik olan tüm hücrelerin bu özelliği, birkaç milyar yıllık evrimin bir ürünüdür ve aslında, gerçek bir zekaya sahip bir varlık gibi, sadece bir engelden ziyade, muhtemelen bir varlık gibi işlev gören çok işlevli, dinamik bir mucizedir.
Hücre zarı meşhur bir fosfolipid çift tabakasından oluşur, yani fosfolipid moleküllerinden (veya daha uygun olarak fosfolipliserolipidlerden) oluşan iki özdeş tabakadan oluşur. Her bir tabaka asimetriktir, kalamarlarla ya da birkaç püskül taşıyan balonlarla ilişkisi olan tek tek moleküllerden oluşur. "Başlıklar", net bir elektrokimyasal şarj dengesizliğine sahip olan ve dolayısıyla kutup olarak kabul edilen fosfat kısımlarıdır. Su da kutupsal olduğundan ve benzer elektrokimyasal özelliklere sahip moleküller bir araya toplanma eğiliminde olduklarından, fosfolipidin bu kısmı hidrofilik olarak kabul edilir. "Kuyruklar", lipitler, özellikle bir çift yağ asididir. Fosfatların aksine, bunlar yüksektir ve dolayısıyla hidrofobiktir. Fosfat, molekülün ortasındaki üç karbonlu bir gliserol tortusunun bir tarafına tutturulur ve iki yağ asidi diğer tarafa birleştirilir.
Hidrofobik lipit kuyrukları kendiliğinden çözelti içinde birbirleriyle birleştiğinden, iki tabakalı, iki fosfat tabakasının dışa bakacak ve hücre iç tarafına bakacak şekilde kurulurken, iki lipit tabakası çift tabakanın içine birleşir. Bu, çift membranların vücudunuzun iki tarafı gibi ayna görüntüsü olarak hizalanması anlamına gelir.
Membran sadece zararlı maddelerin iç kısma ulaşmasını engellemez. Seçici bir şekilde geçirgendir, hayati maddelerin içeride bulunmasına izin verir, ancak popüler bir gece kulübünde sıçrayan gibi başkalarını engeller. Aynı zamanda, seçici olarak atık ürünlerin atılmasını da sağlar. Membran içine gömülü bazı proteinler, hücre içindeki dengeyi (kimyasal denge) korumak için iyon pompaları olarak işlev görür.
Sitoplazma
Alternatif olarak sitosol olarak adlandırılan hücre sitoplazması, hücrenin çeşitli bileşenlerinin "yüzdüğü" güveç temsil eder. Prokaryotik ve ökaryotik olan tüm hücreler, hücrenin boş bir balonun yapabileceğinden daha fazla yapısal bütünlüğe sahip olamayacağı bir sitoplazmaya sahiptir.
İçine gömülü meyvelerin olduğu bir jelatin tatlısı daha önce gördüyseniz, jelatinin kendisini sitoplazma, organeller olarak meyve ve jelatini hücre zarı veya hücre duvarı olarak tutan çanak olarak düşünebilirsiniz. Sitoplazmanın tutarlılığı sulu ve aynı zamanda bir matris olarak da adlandırılır. Söz konusu hücre tipine bakılmaksızın, sitoplazma, hücre suyunun homeostazın sürdürülmesinde yaptığı işin bir kanıtı olan okyanus suyundan veya canlı olmayan herhangi bir ortamdan çok daha yüksek miktarda protein ve moleküler "makine" içerir. hücrelerin içindeki canlılara uygulanan "denge".
Çekirdek
Prokaryotlarda, hücrelerin genetik materyali, üremek için kullandığı DNA'nın yanı sıra canlı organizma için protein ürünleri yapmak üzere hücrenin geri kalanını yönlendirmek için kullandığı DNA, sitoplazmada bulunur. Ökaryotlarda, çekirdek adı verilen bir yapı içine alınır.
Çekirdek, sitoplazmadan fiziksel olarak hücrelerin plazma zarına benzer bir nükleer zarfla ayrılır. Nükleer zarf, belirli moleküllerin girişine ve çıkışına izin veren nükleer gözenekler içerir. Bu organel, hücre hacminin yüzde 10'unu oluşturan herhangi bir hücrede en büyüğüdür ve hücrelerin kendilerini gösterecek kadar güçlü herhangi bir mikroskop kullanılarak kolayca görülebilir. Bilim adamları 1830'lardan bu yana çekirdeğin varlığını biliyorlar.
Çekirdeğin içinde kromatin bulunur, DNA formunun adı, hücre bölünmeye hazırlanmadığında alır: kıvrılmış, ancak mikroskopta farklı görünen kromozomlara ayrılmamıştır. Nükleolus, ribozomal RNA (rRNA) sentezine adanmış DNA olan rekombinant DNA (rDNA) içeren çekirdeğin bir parçasıdır. Son olarak, nükleoplazma, nükleer zarfın içinde uygun hücre içindeki sitoplazmaya benzer olan sulu bir maddedir.
Genetik materyalin depolanmasına ek olarak, çekirdek hücrenin ne zaman bölüneceğini ve çoğalacağını belirler.
Mitokondri
Mitokondri, hayvan ökaryotlarında bulunur ve bu uzun organellerin aerobik solunumun gerçekleştiği yerler olduğu için hücrelerin "güç bitkilerini" temsil eder. Aerobik solunum, tükettiği her glikoz molekülü (vücuttaki nihai yakıt para birimi) için 36 ila 38 ATP molekülü veya adenozin trifosfat (hücrelerin ana enerji kaynağı) üretir; Öte yandan, ilerlemek için oksijen gerektirmeyen glikoliz, bu kadar enerjinin sadece onda biri kadar üretir (glikoz molekülü başına 4 ATP). Bakteriler yalnızca glikolize maruz kalabilirler, ancak ökaryotlar yapamaz.
Aerobik solunum, iki aşamada, mitokondri içinde iki farklı yerde gerçekleşir. İlk adım Krebs çevrimi, mitokondriyal matris üzerinde meydana gelen ve nükleoplazmaya veya başka bir yerdeki sitoplazmaya benzer olan bir dizi reaksiyon. Krebs döngüsünde - sitrik asit döngüsü veya trikarboksilik asit döngüsü olarak da adlandırılır - glikolizde üretilen üç karbonlu bir molekül olan iki piruvat molekülü, tüketilen altı karbonlu glikozun her bir molekülü için matrise girer. Burada, piruvat, diğer Krebs döngüleri için malzeme üreten reaksiyonlardan ve daha da önemlisi aerobik metabolizmada bir sonraki adım için elektron taşıma zinciri olan yüksek enerjili elektron taşıyıcılarından geçer. Bu reaksiyonlar mitokondriyal zar üzerinde gerçekleşir ve ATP moleküllerinin aerobik solunum sırasında serbest bırakıldığı araçlardır.
Kloroplastlar
Hayvanlar, bitkiler ve mantarlar şu anda Dünya'da yaşayan notaların ökaryotlarıdır. Hayvanlar yakıt, su ve karbondioksit üretmek için glikoz ve oksijeni kullanırken, bitkiler oksijen ve glukoz üretimini güçlendirmek için su, karbon dioksit ve güneş enerjisinden yararlanırlar. Bu düzenleme tesadüf gibi görünmüyorsa, öyle değil; Metabolik ihtiyaçları için kullanılan proses bitkilerine fotosentez adı verilir ve esasen tam tersi yönde çalışan aerobik solunumdur.
Bitki hücreleri oksijen kullanarak glikoz yan ürünlerini parçalamadığından, mitokondriya sahip değillerdir. Bunun yerine, bitkiler ışık enerjisini kimyasal enerjiye dönüştüren kloroplastlara sahiptir. Her bitki hücresi, 15 ila 20 ila yaklaşık 100 kloroplast içerir; bunlar, hayvan hücrelerindeki mitokondri gibi, bir zamanlar, bu küçük organizmaları içine aldıklarında ve bu bakterileri metabolik olarak içerdiklerinden sonra, ökaryotların ortaya çıkmasından önceki günlerde serbest duran bakteri olarak var olduğuna inanılır. makine kendi içine.
Ribozomlar
Mitokondri hücrelerin güç bitkileri ise, ribozomlar fabrikalardır. Ribozomlar membranlarla bağlı değildir ve bu nedenle teknik olarak organelleri değildir, ancak kolaylık sağlamak için genellikle gerçek organellerle gruplanırlar.
Ribozomlar, prokaryot ve ökaryotların sitoplazmasında bulunur, ancak ikincisi üzerinde sıklıkla endoplazmik retikuluma bağlanırlar. Yaklaşık yüzde 60 protein ve yaklaşık yüzde 40 rRNA'dan oluşurlar. rRNA, DNA, haberci RNA (mRNA) ve transfer RNA (tRNA) gibi bir nükleik asittir.
Ribozomlar basit bir nedenden ötürü bulunur: protein üretimi. Bunu, rRNA'da kodlanan genetik talimatların DNA yoluyla protein ürünlerine dönüştürülmesi olan çeviri işlemi ile yaparlar. Ribozomlar, her biri belirli bir tRNA tipi ile ribozoma konulan 20 tür amino asitten proteinleri birleştirir. Bu amino asitlerin eklendiği sıra, her biri tek bir DNA geninden türetilen bilgiyi içeren mRNA ile belirlenir - yani, tek bir protein ürünü için mavi olarak hizmet eden bir DNA uzunluğu, bir enzim , bir hormon veya bir göz pigmenti.
Çeviri, küçük ölçekli biyolojideki merkezi dogmanın üçüncü ve son kısmı olarak kabul edilir: DNA, mRNA'yı yapar ve mRNA, proteinler için talimat verir veya en azından talimatları taşır. Büyük şemada, ribozom, işlev için üç standart RNA tipine (mRNA, rRNA ve tRNA) aynı anda dayanan tek parçadır.
Golgi Organları ve Diğer Organeller
Kalan organellerin çoğu veziküller veya bir tür biyolojik "keseler" dir. Mikroskopik incelemede karakteristik bir "krep yığını" düzenine sahip olan Golgi gövdeleri, yeni sentezlenmiş proteinleri içerir; Golgi cisimleri, bunları keserek küçük kesecikler halinde serbest bırakırlar; bu noktada bu küçük cisimlerin kendi kapalı membranları vardır. Bu küçük veziküllerin çoğu, tüm hücre için bir otoyol veya demiryolu sistemi gibi olan endoplazmik retikulumda sarar. Bazı endoplazmik türleri, mikroskop altında onlara "kaba" bir görünüm veren, kendilerine bağlı birçok ribozomlara sahiptir; buna göre, bu organeller kaba endoplazmik retikulum veya RER ismiyle gider. Buna karşılık, ribozomsuz endoplazmik retikulum pürüzsüz endoplazmik retikulum veya SER olarak adlandırılır.
Hücreler ayrıca lizozomlar, atıkları veya istenmeyen ziyaretçileri parçalayan güçlü enzimler içeren veziküller içerir. Bunlar temizlik ekibinin hücresel cevabı gibi.