HÜCRE NEDİR?
Dokunun en küçük parçasıdır. Bir zarın içindeki protoplazma ile ortasındaki çekirdekten meydana gelir.
İnsan, hayvan ve bitki dokuları hücrelerden yapılmıştır. Her dokunun kendisine has hücresi vardır. Hücrelerin bu ayrı özelliklerine bakarak dokuları tanımak mümkün olur. İnsan vücudu sayısız hücrelerden yapılmıştır. Çeşitli hastalıklar hücrelerde bazı değişikliklere sebep olur.
Hücretlerin incelenmesi sonunda hastalıkların iç yüzü anlaşılır. Patalojik anatomi denen bilim dalı, mikropların hücre ve dokularda yaptığı değişiklikleri inceler. Birbirine bitişik hücreler halinde bulunan protoplazma, plastik yani balçık çamuru halindedir. Dışardan bakıldıkça bulanıkdır. Yumurta sarısı ortasındaki esmer leke, civcivin protoplazmasıdır.
Protoplazma muhtelif makinalardan müteşekkil bir organizasyon ve bundan dolayı uzviyet ismini verdiğimiz faal, canlı bir teşekküldür. Hayalimizde, bir cep saatini binlerce defa küçültelim: Bir mercimek, bir kum, bir toz ve nihayet görünmez şekilde düşünelim. Nokta kadar tasavvur ettiğimiz ve işlemekte olan saate mikroskopla baktığımızı düşünerek, bunu tekrar binlerce defa büyütmüş ve hiçbir parçası ve faaliyeti değişmemiş bir halde görürüz.
İşte, protoplazmayı böyle fevkalade küçük ve mükemmel tanzim olunmuş bir makina olarak düşüneceğiz. Bu makinanın, bu güne kadar mikroskopla ancak büyük parçaları tanınmıştır. Bir kesme şeker içinde iki yüz elli milyon hücre yaşayabilir. Bir insan vücudunda ortalama otuz trilyon hücre vardır. Mısır ehramlarının biri yerine, bir insan heykeli yapılsa idi ve birisi o günden itibaren, hergün bu heykelden, el parmaklarından başlayarak her saniyede birer hücre koparsa idi, bugün heykelin ancak bir elinin yarısı gitmiş olurdu. Zira, bir senede otuz milyon saniye vardır. Bu heykel, canlı olsa idi, her saniyede bir hücre kaybetmesine rağmen, bugün yaşar ve canlı bir tarih olurdu. İnsan hücreleri ışık ve bilhassa hararet dalgaları alır.
Bu suretle kazandığı kudretle çalışır. Yani insan hücresi bir elektrik makinasına, bir radyoya benzer. Bu halde insan vücudu otuz trilyon hücre motorundan yapılmış muazzam bir fabrikadır. kimya reaksiyonlarında, atomların dışarı verdikleri enerjinin kesik kesik, yani küçük tanecikler halinde salındığı anlaşılmıştır. Bu enerji taneciklerine kuant denilir. Leeuwenhoek isimli araştırıcı, mikropları inceleyebilmek amacıyla tek mercekli bir mikroskop yapmıştı.
Bu sahada yapılan çalışmalar daha sonraki yıllarda ilerleme kaydetti. 1665 yılında yaptığı çok mercekli mikroskobun büyütmesini incelerken, şişe mantarındaki odacıkları gören Robert Hook kesitlerde gördüğü dikdörtgen şekilli boşluklarahücre adını vermiştir. Hücrenin bulunmasından sonra Nehemeyah Gru, bitki hücreleri üzerinde çalışmış ve bitkilerin hücresel yapıda olduklarını ifade etmiştir.
1831’de İngiliz botanikçisi Robert Bron yaptığı çalışmaları esnasında hücrede çekirdeği gördü. Teodor Svan hayvan hücreleri üzerinde, Matthias Schlaiden ile de bitki hücreleri üzerinde çalışarak hücre teorisini ortaya attılar. Bu teoriye göre; “Canlıların hepsi bir hücrelilerden çok gelişmiş canlılara kadar hücrelerden meydana gelmişlerdir. Hücreler bağımsız yaşayabildikleri halde birlikte iş görürler.”
Akromatik merceklerin keşfiyle cisimler renk değişmesi olmadan büyük ve net görüntüler elde edilerek incelenme imkanı buldu. Rudolf Virchow isimli araştırıcı hücrelerin değişik tip bölünmelerle çoğaldıklarını buldu. Hücre organellerinin daha iyi incelenmesi, boyama tekniklerinin gelişmesine paralel olarak gelişti. 1934’te 100.000 defa büyütebilen elektron mikroskobunun keşfi, hücre organellerinin birçoğu hakkında yeni bilgilerin elde edilmesini ve yeni bir hücre modelinin ortaya çıkmasına yol açmıştır. Son senelerde biyologlar hücrelerin iki tip olduğunu kabul etmektedirler.
1. Prokaryotik hücreler:
Bakteriler ve mavi-yeşil alglerdeki hücre tipleri bu gruba girer. Bunların çekirdek zarı ile çevrili çekirdekleri yoktur. Sitoplazmalarında mitokondri gibi zarlı organeller yoktur. Kalıtım maddesi olan dna sitoplazma içerisine dağılmış durumdadır. Ribozomları vardır. Bu hücrelerin hayati faaliyetleri sitoplazmada ve hücre zarında cereyan eder.
2. Okaryotik hücreler:
Zar, sitoplazma, çekirdek ve organellerden meydana gelmişlerdir. Organeller, sitoplazma içinde farklı görevlere ve yapıya sahiptirler. Hücreler gördükleri işe göre farklı şekil ve büyüklüktedirler. Bunlara örnek olarak kas, sinir ve kemik hücreleri gösterilebilir. Kan hücrelerinden olan alyuvarların çekirdekleri yoktur. Fakat farklılaşmaları sırasında çekirdeklerini kaybettiklerinden bunlar da okaryotik hücrelerden sayılırlar.
Tabiattaki canlılar tek veya çok hücrelidirler. Tek hücreli canlılarda bütün hayati faaliyetler tek bir hücre içinde yapılır. Bunlara örnek olarak “paramecium cudatum” (terliksi hayvan) ve amipler gösterilebilir. Çok hücreli canlılarda ise hücrelerin görev ve yapı bakımından gruplanarak meydana getirdikleri dokular ve bu dokuların da biraraya gelmesiyle meydana gelen organlar mevcuttur. Bazı hayvan hücreleri gözle görülebilecek kadar büyüktür.
İnsan vücudundaki en küçük hücre 4-5 mikron çapındadır. İnsan vücudunun en büyük hücresi olan dişi yumurta hücresinin çapı ise 0,2 milimetreyi bulur. Yüksek yaratılışta olan canlılarda, çeşitli organlarda hücrelerin farklılaşması çok ileri derecededir ve hiç bir hücre, vücuttaki bütün hücrelerin tipik bir misali olamaz. Bununla beraber hücrelerin ortak olan bir çok yapıları vardır. Bunlar aşağıda gözden geçirilecektir.
Hücre zarı
Sitoplazmik hücre zarı da denir. Canlıdır. Yalnız yarı geçirgen olmakla (bazı maddelerin geçişine izin verip bazılarınınkine vermemekle) kalmaz, aynı zamanda geçirgenliğini değiştirebilir. Hücreyi çevreleyen birim zar ortalama olarak 75 Angström (75×10-7 mm) kalınlığındadır. Birim zar içte ve dışta birer protein tabakası ile ortada bir lipid katından yapılmıştır.
Elektron mikroskobu çalışmaları, zarların lipoproteinlerden yapılmış mozayik şeklindeki fonksiyonel birimler olarak incelenmesinin daha uygun olacağını göstermektedir. Hücre zarı hücreye şekil vermekle kalmaz, besin maddelerinin ve artık maddelerin hücreye giriş çıkışını da ayarlar. Zar aynı zamanda hücrenin koruyucusudur. Dokulardaki benzer hücreler arasındaki zarların belirli noktalarda yalnız iyonların değil belli molekül ağırlığına kadar olan (1000-10.000 daltona kadar) moleküllerin geçmesine de izin verebildiği anlaşılmıştır.
Hücre çeperi
Sadece bitki hücrelerinde sitoplazmik zarın dışında bulunan, selülozdan yapılmış, sertçe ve oldukça kalın, cansız, geçirgen ve dayanıklı bir zardır. Koruyucu özellikte olan bu zara bazı bitkilerde mantar özü(süberin) ve odun (lignin) maddeleri de katılır.
Sitoplazma
Hücre zarı ile çekirdek zarı arasında kalan hücre bölümünü kaplayan, homojen nitelikte, kolloidal ve devamlı değişim halinde bulunan bir eriyiktir. Sitoplazma inorganik maddeler (çeşitli iyonlar metal tuzları, asit ve bazlar), organik maddeler, protein, yağ, karbonhidrat, nükleik asitler, hormonlar) ve % 60-95 arasında değişen sudan ibarettir.
Sitoplazmanın içerisinde çeşitli canlı yapılar (organeller) ve cansız yapılar (inklüzyon cisimcikleri) bulunur. Canlı hücre maddesine protoplazma denir. Protoplazma, yapı bakımından sitoplazma ve çekirdekten oluşur. İnklüzyon cisimcikleri, salgı tanecikleri, yağ, glikojen, pigment ve kristallerdir. Hücrenin organelleri şunlardır:
Endoplazmik retikulum
Sitoplazmada besin dolaşımını, yağ ve hormon sentezini sağlayan, hücre zarı ve çekirdek zarı arasında yer almış bir sıra karışık kanallar sistemidir. üzerinde ribozom bulunmayanlarına taneciksiz endoplazmik retikulum denir ki, burası steroit hormon salgılayan hücrelerde steroit yapımının, diğer hücrelerde ise zehirsizleştirme hadisesinin cereyan ettiği yerdir.
Golgi cihazı
Zarımsı tüp ve keseciklerin biraraya gelmesiyle meydana gelir. Genellikle çekirdeğe yakındır. Bilhassa aktif salgı yapan bez hücrelerinde göze çarpar. Asıl vazifesinin hücrenin salgıladığı proteinleri depolamak olduğuna inanılmaktadır.
Mitokondriler
Sosis veya çomak biçiminde, zarımsı bir yapıdır. Hücrenin enerji meydana getirici üniteleridir. Hücre solunumunun sitrik asit devri (Krebs çemberi) burada cereyan eder. Organik moleküllerden kimyasal bağların kopmasıyla açığa çıkan enerji burada ATP (adenozin trifosfat) şekline çevrilir.
Mitokondriler ayrıca DNA da ihtiva ederler ve protein sentezi de yaparlar. Bu DNA’nın hücrede çekirdekten sonra ikinci bir genetik sistem meydana getirdiği görülmektedir.
Lizozomlar
Sindirici enzimleri ihtiva eden, çift zarlı yapılardır. Bu zarlar olmasaydı lizozomların içerisinde bulunan enzimler kendi hücrelerini sindirirlerdi. Lizozomlar hücre içine alınan cisimleri, hücrenin yıpranmış elemanlarını, metabolizma sonucunda ortaya çıkan zararlı maddeleri onlarla birleşerek parçalarlar. Bu sindirim olayı sonucunda husule gelen ürünlerden bazıları vakuol duvarından emilirler, arta kalanlar hücreden vakuolün hücre dışına yırtılıp açılması ile atılırlar.
Vakuol (Koful)
İçleri kendilerine has bir özsu ile dolu yapılar olup bitki hücrelerinde hayvan hücrelerinden daha fazla bulunur. Genç hücrelerde küçük, yaşlı hücrelerde ise tek tek ve büyüktür. Kofullar plazmoliz (hücrenin kendinden daha yoğun bir ortamda su kaybederek büzüşmesi) ve deplazmoliz (az yoğun ortamdaki hücrenin su alarak şişmesi) olaylarında rol oynarlar. Bir hücreli hayvanlarda, besinlerin sindirildiği besin kofulları ile fazla su ve zararlı maddelerin atıldığı boşaltım kofullarının hücre hayatiyetinde önemli rolleri vardır.
Pinositoz cebi
Sitoplazmik zarın sitoplazma içine doğru yaptığı çöküntüdür. Hücreye pinositoz ile alınacak besin buraya gelince cebin ağzı büzülerek kapanır ve cep zardan ayrılarak “besin kofulu” halini alır. Daha sonra besin kofuluna gelen lizozomların enzimleri sayesinde besin sindirilir.
Ribozom
Endoplazmik retikulum kanalcıkları boyunca sıralanmış ve sitoplazmada dağınık olarak bulunan protein sentezinin cereyan ettiği yapılardır. Yaklaşık 150 Angström çapındadırlar. Yapılarının % 65’i rna (ribonükleik asit) ve % 35’i proteindir.
Plastitler
Sadece yeşil bitkilerin hücre sitoplazması içinde bulunan renkli cisimlerdir. Renk ve vazifelerine göre üçe ayrılırlar.
a) Kloroplastlar: Yeşil renkte klorofil maddesi taşırlar. Bitkilere yeşil rengini bunlar verirler. Güneş ışığı karşısında su ve karbondioksitten organik maddeler imal ederler ki, bu olaya karbon özümlemesi (fotosentez) adı verilir.
b) Kromoplastlar: Renkli platitlerdir. Turuncu renkte olanlara karotin, sarı renkte olanlara ksantofil, sarımsı kırmızı olanlara da likopin denir. Havuç ve domatesin rengini verirler.
c) Lökoplastlar: Renksizdirler. Bitkilerin ışık görmeyen kısımlarında (kök, yumru vb.) bulunurlar. Nişasta depolarlar. Fotosentez sonucu husule gelen glikoz, iletim sistemi vasıtasıyla depo yeri olan lökoplastlara gelir. Burada glikoz molekülleri birleşerek nişasta molekülleri meydana gelir. Nişastanın sentezi esnasında, su açığa çıkar. n sayıda glikoz molekülünün birleşmesi esnasında (n-1) sayıda H2O molekülü açığa çıkar. Nişasta taneciklerinin şekil ve büyüklükleri bitkinin çeşitine göre farklılık gösterir.
Sentriyoller
Sadece hayvan hücrelerinde bulunmakla beraber, çok az bitki hücresinde de rastlanmıştır. Sentriyoller, çekirdeğin yakınında ve birbiriyle dik açı yapacak şekilde yerleşmiş iki kısa silindirden ibarettir. Üçlü gruplar halindeki tüpçükler sentriyolün duvarları içinde uzunlamasına olarak ilerlerler. Çeper boyunca bu üçlülerin 9 tanesi düzgün aralıklarla yerleşmişlerdir.
Sentriyoller hücre bölünmesi esnasında iğ iplikçiklerinin meydana gelişinde, kromozomların kutuplara çekilmesinde rol oynarlar. mitoz bölünmenin başlangıcında sayılarını iki katına çıkarırlar ve mitotik iğlerin kutuplarını meydana getirmek üzere birbirinden uzaklaşırlar.
Çekirdek (Nükleus)
Hücrenin yönetim merkezi olan en önemli bölümüdür. Bölünen hücrelerin hepsinde bir çekirdek bulunur. Hücre kesilerek ikiye ayrılırsa çekirdeksiz kalan kısım ölmeye mahkumdur. Çekirdek hücrede genellikle ortaya yakın bir yerde bulunur. Küre, mercimek veya şerit şeklinde olabilir. Büyüklüğü, 0,1-25 mikron arasında değişir. Çekirdek hücrede hayati faaliyetleri düzenler, hücre bölünmesini idare eder.
Çekirdek, bir çekirdek zarı ile çevrilidir. Bu zar iki katlıdır ve iki kıvrımı arasındaki boşluklara çekirdek çevresi sarnıçları adı verilir. Çekirdek zarı oldukça geçirgendir. Bu zarda bazı kesilme alanları varsa da bu gözenekler ince homojen bir zarla kapatılmışlardır. Çekirdeğin büyük bölümü kromozomlardan yapılmıştır. Bunlar, çekirdek içerisinde canlının bütün irsi özellikleriyle şahsi özelliklerinin tam bir kopyasını taşıyan oluşumlardır. Hücre bölünmesi sırasında kromozom çiftleri görünür hal alırlar.
Fakat hücrenin bölünme dönemleri arasında bunların varlığını ispatlayan sadece kromatin adı verilen koyu renkli maddenin biçimsiz kitleleridir. Her kromozom destekleyici protein ve bir dev DNA molekülünden yapılmıştır. Kalıtımın esas birimleri kromozomların üzerindeki genlerdir ve her gen DNA molekülünün bir bölümüdür. İnsan hücrelerinde ikisi cinsiyet kromozomu olmak üzere toplam 46 tane kromozom vardır. Hayvan ve bitki cinslerinde kromozom sayıları değişiktir. Nadiren aynı sayıda olanlara rastlansa bile yapı ve özellikleri farklıdır.
Hücrelerin pek çoğunun çekirdeği bir nükleolus (çekirdekçik) ihtiva eder ki bu, yamalı bir görünüme sahiptir. Bazı hücrelerin çekirdeğinde bu oluşumlar çok sayıda bulunurlar. Çekirdekçiklerin en belirgin ve çok sayıda bulunduğu hücreler, büyümekte olan hücrelerdir. Çekirdekteki DNA – RNA sentezi için bir kalıp görevini yapar. Meydana gelen RNA sitoplazmaya geçerek orada hücrenin protein sentezinin düzenlemesini yapar.
Çekirdekçik belki de ribozomlarda mevcut olan RNA’nın yapıldığı yerlerdir. En basitleri haricinde gerek karada, gerek suda yaşayan bütün çok hücreli canlıların vücutlarını meydana getiren hücreler, hücre dışı sıvısı denilen bir iç denizin içindedirler. Bu sıvıdan hücreler oksijen ve besin maddelerini alırlar (hücre zarından aktif ve pasif geçişimle) ve ona metabolizma artığı olan ürünleri boşaltırlar. Bu sıvı durgun olmayıp devamlı bir değişim halindedir.
Hücre bölünmesi
Bu hadise ana ve baba hücrelerle bunların dölleri arasında kalıtsal devamlılığın maddi temelini sağlar. Hücreler belli bir gelişmeyi takiben bölünerek çoğalırlar. Amip gibi tek hücreli canlılarda, bölünme neticesi husule gelen iki hücre ayrı birer fert olarak hayatlarını devam ettirirler. Çok hücrelilerde ise, aynı yerde kalarak beraberce büyüme ve gelişmeyi sağlarlar. Bütün canlılarda hücre bölünmesi üçe ayrılır:
1. mitoz bölünme
2. Amitoz bölünme (Gizli mitoz): Genel olarak bir hücreli canlılarda hücrelerin bölünmesi çekirdek ve sitoplazmanın ortadan boğulması şeklinde görülür Bunlarda da mitozda olduğu gibi kromozomların meydana geldiği, kutuplara hareket ettiği bilinmektedir. Ancak burada mitozdaki gibi çekirdek zarı erimediği için bölünme safhaları açık olarak görülemez. Dolayısıyla bu bölünme şekline gizli mitoz denmektedir.
3. Mayoz bölünme
