Hücre ve Alt Birimleri Arasındaki İlişkiler Konu Anlatımı

Hücre ve Alt Birimleri Arasındaki İlişkiler

Hücre teorisine göre bütün canlılar hücrelerden oluşur ve yeni hücreler önceden var olan hücrelerden meydana gelir. Hücre, canlılığın temel yapısal ve işlevsel birimidir. Bir hücrenin yaşamını sürdürebilmesi; hücre zarı, sitoplazma, genetik materyal, ribozom ve ökaryot hücrelerde bulunan çeşitli organellerin düzenli ve uyumlu biçimde çalışmasına bağlıdır.

Hücrenin alt birimleri birbirinden bağımsız çalışan yapılar değildir. Örneğin çekirdek hücresel etkinliklerin düzenlenmesinde, ribozom protein sentezinde, endoplazmik retikulum ve Golgi aygıtı üretilen maddelerin işlenmesi ve taşınmasında, mitokondri enerji üretiminde görev alır. Bu iş birliği hücresel organizasyonun temelini oluşturur.

1. Prokaryot ve Ökaryot Hücre Yapısı

Canlıları oluşturan hücreler işlevsel açıdan birçok ortak özellik gösterse de yapısal olarak iki temel grupta incelenir:

• Prokaryot hücre
• Ökaryot hücre

Prokaryot hücreler

Bakteri ve arke domainlerindeki canlılar prokaryot hücre yapısına sahiptir ve tek hücrelidir.

Prokaryot hücrelerde:

• Hücre zarı bulunur.
• Sitoplazma bulunur.
• Ribozom bulunur.
• Genetik materyal bulunur.
• DNA, sitoplazmadaki **nükleoid** bölgede yoğunlaşmıştır.
• Genellikle halkasal DNA bulunur.
• Zarla çevrili organel bulunmaz.

Ökaryot hücreler

Protistler, mantarlar, bitkiler ve hayvanlar ökaryot hücre ya da hücrelerden oluşur.

Ökaryot hücrelerde:

• Hücre zarı bulunur.
• Sitoplazma bulunur.
• Ribozom bulunur.
• DNA'nın çoğu çift katlı zarla çevrili çekirdeğin içindedir.
• Çok sayıda iplik şeklinde doğrusal DNA bulunur.
• Mitokondri, endoplazmik retikulum, Golgi aygıtı, lizozom ve peroksizom gibi zarla çevrili organeller bulunur.

Genel olarak ökaryot hücreler prokaryot hücrelerden daha büyüktür.

2. Hücrelerin Ortak Yapıları

Prokaryot ve ökaryot hücreler farklı olmalarına rağmen bazı temel ortak yapılara sahiptir.

Hücre zarı

Bütün hücreler seçici geçirgen bir bariyer olan hücre zarıyla çevrilidir. Hücre zarı hücre ile çevresi arasındaki madde alışverişinin kontrolünde görev yapar.

Sitoplazma

Hücre zarı tarafından çevrelenen yarı akışkan hücre içi ortamdır. Hücresel yapıların bulunduğu ve pek çok kimyasal reaksiyonun gerçekleştiği alandır.

Genetik materyal

Hücrenin genetik bilgisini taşıyan DNA bütün hücrelerde bulunur. DNA'nın hücre içindeki konumu prokaryot ve ökaryotlarda farklıdır.

Ribozom

Protein sentezini gerçekleştirir. Hem prokaryot hem ökaryot hücrelerde bulunur.

3. Hücre Zarı

Hücre zarı hücrenin dış sınırını oluşturan seçici geçirgen bir yapıdır. Besinlerin, oksijen ve karbondioksit gibi gazların ve hücresel atıkların geçişi hücre zarı aracılığıyla sağlanır.

Birçok arkede, bazı protistlerde, bitkilerde, mantarlarda ve bakterilerde hücre zarının dış kısmında **hücre duvarı** bulunabilir.

4. Akıcı-Mozaik Zar Modeli

Hücre zarının yapısı akıcı-mozaik zar modeliyle açıklanır.

Zarın temel bileşenleri:

• Çift katman hâlinde fosfolipitler,
• Zar proteinleri,
• Hayvan hücrelerinde fosfolipitler arasında kolesterol,
• Proteinlere veya lipitlere bağlı karbohidrat gruplarıdır.

Fosfolipitler ve proteinler zar düzleminde hareket edebildiği için zar akışkan yapı gösterir. Proteinlerin zar içindeki dağılımı ise mozaik görünüm oluşturur.

Zar proteinlerinin görevleri

Zar proteinleri:

• Hücreler arası haberleşme,
• Hücrelerin birbirine tutunması,
• Hücrelerin birbirini tanıması,
• Madde geçişlerinin sağlanması

gibi görevler üstlenir.

Karbohidratların görevi

Hayvan hücre zarındaki protein ve lipitlere bağlı karbohidrat molekülleri hücrelerin birbirini tanımasına ve hücrelere özgünlük kazandırılmasına katkı sağlar.

Kolesterolün görevi

Hayvan hücre zarında bulunan kolesterol zarın akışkanlığını düzenler. Ders kitabına göre kolesterol miktarı yükseldiğinde akışkanlık azalır.

5. Sitoplazma

Sitoplazma hücre zarının çevrelediği sıvı ortamdır.

Yapısında:

• Su,
• İyonlar,
• Küçük moleküller,
• Makromoleküller

bulunur.

Sitoplazma:

• Hücre içindeki kimyasal reaksiyonların çoğunun gerçekleştiği bölgedir.
• Hücrenin yaşamsal faaliyetlerinin yürütülmesinde önemlidir.
• İskelet proteinleriyle hücrenin üç boyutlu yapısının korunmasına katkı sağlar.
• Hücre içinde madde taşınmasına imkân verir.
• Hücresel yapıların konumlarının korunmasına yardımcı olur.

6. Ribozom

Ribozomlar RNA ve protein içerikli iki alt birimden oluşur.

Temel görevleri:

• Protein sentezini gerçekleştirmek,
• Genetik bilgiyi proteinlere çevirmek.

Ribozomlar zarla çevrili olmadığı için ders kitabında **organel olarak değerlendirilmez**.

Ribozom:

• Prokaryot hücrelerde,
• Ökaryot hücrelerin sitoplazmasında serbest,
• Endoplazmik retikulum üzerinde,
• Çekirdek zarının dış yüzeyinde,
• Mitokondri içinde,
• Kloroplast içinde

bulunabilir.

Protein sentezi sırasında küçük ve büyük alt birimler birleşerek işlevsel ribozomu oluşturur.

Protein sentezi çok yüksek olan veya salgı proteini üretiminde özelleşen hücrelerde ribozom sayısı fazladır. Ders kitabında insan pankreas hücreleri bu duruma örnek verilir.

7. Sentrozom

Sentrozom hayvan hücrelerinde bulunan hücresel yapılardandır.

Sentrozom:

• Mikrotübüllerin üretim merkezidir.
• Çapraz yerleşmiş iki sentriyol içerir.

Mikrotübüller:

• Hücre iskeletinin oluşumunda,
• Hücre içinde madde taşınmasında,
• Hücre bölünmesinde kromozomların ayrılmasında,
• Sil ve kamçı gibi hücresel çıkıntıların oluşumunda

görev alır.

8. Ökaryot Hücrelerde Organeller

Ökaryot hücrelerde hücre içi zar sistemleri, hücreyi farklı işlevlerin gerçekleştirildiği alt bölümlere ayırır.

Bu bölmelendirme sayesinde aynı hücre içinde farklı koşullara ihtiyaç duyan metabolik olaylar eş zamanlı olarak gerçekleştirilebilir.

Ders kitabında başlıca organeller:

• Çekirdek
• Endoplazmik retikulum
• Golgi aygıtı
• Mitokondri
• Kloroplast
• Lizozom
• Peroksizom

olarak ele alınır. Bunlara ek olarak kofullar ve plastit çeşitleri hücresel organizasyonda önemli görevler üstlenir.

9. Çekirdek

Çekirdek ökaryot hücrelerde genetik materyali çevreleyen, hücresel etkinlikleri düzenleyen zarla kaplı organeldir.

Çekirdek:

• Büyüme,
• Farklılaşma,
• Bölünme,
• Üreme

gibi hücresel etkinliklerin düzenlenmesinde önemli rol oynar.

Prokaryot hücrelerde çekirdek bulunmaz.

Çekirdeğin yapısı

Çekirdek:

• Çekirdek zarfı,
• Nükleoplazma,
• Çekirdekçik,
• Kromatin

yapılarını içerir.

DNA, çekirdek içinde kromatin şeklinde organize olur.

Çekirdek zarfı ve nüklear por

Çekirdek zarfı çift katlıdır. Çekirdek ile sitoplazma arasında iki yönlü madde alışverişi nüklear porlardan gerçekleşir.

Sitoplazmadan çekirdeğe:

• Bazı proteinler,
• DNA ve RNA sentezinde görevli enzimler,
• Küçük iyonlar

geçebilir.

Çekirdekte sentezlenen bazı RNA molekülleri ise sitoplazmaya geçer.

Çekirdekçik

Çekirdekçik ribozom yapım merkezi olarak adlandırılır.

10. Endoplazmik Retikulum

Endoplazmik retikulum (ER), biyolojik zarlardan oluşan ve hücre içinde geniş bir kanal ağı oluşturan yapıdır.

ER:

• Çekirdek zarfıyla bağlantılıdır.
• Protein sentezinden bazı maddelerin uzaklaştırılmasına kadar çeşitli işlevlere sahiptir.

İki çeşidi vardır:

Granüllü Endoplazmik Retikulum (GER)

Dış yüzeyinde ribozom bulunur.

Görevleri:

• Organellerin yapısına katılacak proteinlerin sentezi,
• Hücre dışına salgılanacak proteinlerin sentezi,
• Hücre ve organel zarlarının oluşumuna katkı.

GER üzerinde sentezlenen proteinler ER içine doğru aktarılır.

Düz Endoplazmik Retikulum (DER)

Üzerinde ribozom bulunmaz.

Görevleri:

• Lipit üretimi,
• Yağ yapılı hormonların üretimi,
• İlaç ve toksik maddelerin detoksifikasyonu,
• Kalsiyum iyonlarının depolanması.

11. Veziküller ve Hücre İçi Taşıma

Veziküller, hücre içinde madde aktarımı yapan biyolojik zar yapılı keseciklerdir.

ER'den ayrılan veziküller:

• Hücre zarıyla,
• Organellerle,
• Golgi aygıtıyla

bütünleşebilir.

Bu durum organeller arasında madde taşınmasının temel yollarından biridir.

12. Golgi Aygıtı

Golgi aygıtı ökaryot hücrelerde ER'de üretilen:

• Proteinlerin,
• Lipitlerin,
• Diğer hücresel maddelerin

işlenmesi, depolanması ve dağıtılmasında görev yapar.

Golgi:

• Proteinlerin doğru şekilde katlanmasına ve işlenmesine yardım eder.
• İşlenmiş protein ve lipitleri hedef bölgelere taşıyan veziküller oluşturur.
• Hücre dışına gönderilecek maddelerin taşınmasını sağlar.

Salgı için özelleşmiş hücrelerde Golgi aygıtı bol miktarda bulunabilir.

13. Salgı Proteininin Hücre Dışına Gönderilmesi

Hücre alt birimleri arasındaki işlevsel ilişkinin en önemli örneklerinden biri salgı proteininin sentezlenip hücre dışına gönderilmesidir.

Temel ilişki:

1. Ribozom proteini sentezler.
2. GER protein sentezi ve ilk taşınma sürecinde görev alır.
3. Veziküller proteini Golgi aygıtına taşır.
4. Golgi proteini işler ve paketler.
5. Yeni veziküller hedef bölgeye taşınır.
6. Salgı hücre dışına gönderilebilir.

Bu süreç hücresel yapıların birbirine bağlı çalıştığını açık biçimde gösterir.

14. Lizozom

Lizozomlar hücre içi sindirim için gerekli enzimleri taşıyan zarla çevrili keseciklerdir.

Görevleri:

• Yabancı partiküllerin sindirilmesi,
• Yaşlı organellerin parçalanması,
• Hücresel atıkların sindirilmesi,
• Sindirim ürünlerinin yeniden kullanılmasına katkı,
• Zararlı bakteri ve virüslerin parçalanması,
• Programlanmış hücre ölümü sürecine katkı.

Ders kitabına göre gelişmiş bitki ve mantar hücrelerinde lizozom bulunmaz.

15. Peroksizom

Peroksizomlar ökaryot hücrelerin çoğunda bulunan tek katlı zara sahip organellerdir.

Görevleri:

• Parçalanması zor bazı yağ asitleri ve amino asitlerin oksidasyonu,
• Bu süreçlerde oluşan hidrojen peroksidin etkisizleştirilmesi.

Peroksizomda bulunan katalaz: **Hidrojen peroksit → Su + Oksijen**

tepkimesini gerçekleştirir.

Bitki hücrelerindeki peroksizomlarda yağ asitlerinin karbohidratlara dönüşümünde görevli bazı enzimler de bulunur.

16. Kofullar

Kofullar ER ve Golgi aygıtından üretilen, hücre içinde:

• Depolama,
• Taşıma,
• Düzenleme

gibi işlevler üstlenen keseciklerdir.

Bitki ve hayvan hücresinde koful

• Bitki hücrelerinde genellikle büyük ve merkezî koful bulunur.
• Hayvan hücrelerinde daha küçük ve çok sayıda koful bulunabilir.

Besin kofulu ve sindirim kofulu

Hücre içine alınan besin partikülleri besin kofulu oluşturabilir. Besin kofulu lizozomla birleştiğinde sindirim kofulu oluşur ve sindirim burada gerçekleşir.

Kontraktil koful

Tatlı sularda yaşayan birçok protistte fazla suyu hücre dışına pompalayan kontraktil kofullar bulunur.

Salgı kofulu

Golgi aygıtında üretilen salgılar ve metabolik atıkların hücre dışına gönderilmesini sağlayan kofullar salgı kofulu olarak adlandırılır.

17. Mitokondri

Mitokondri:

• Hücrelerde enerji üretiminden sorumludur.
• Metabolizmanın merkezi kabul edilir.

Yapısında:

• Dış zar,
• İç zar,
• Zarlar arası boşluk,
• Matriks

bulunur.

Krista

İç zar kıvrımlar yaparak yüzey alanını artırır. Bu kıvrımlı yapılara **krista** denir.

İç zarda:

• Elektron taşıma zinciri,
• ATP sentezleyen proteinler

bulunur.

Matriks

Matrikste:

• DNA,
• RNA,
• Ribozom,
• Enzimler

bulunur.

Mitokondrinin ana görevi ATP üretmektir. Ayrıca programlanmış hücre ölümünün başlatılması, hücre içi kalsiyum seviyesinin düzenlenmesi ve ısı üretimi gibi süreçlerde de rol alır.

Mitokondri:

• Kendi halkasal DNA'sına,
• Kendi RNA'sına,
• Kendi ribozomlarına

sahiptir ve bazı proteinlerini sentezleyebilir.

Prokaryotlarda zarlı organel bulunmadığı için mitokondrinin yürüttüğü bazı işlevler hücre zarında gerçekleşir.

18. Plastitler

Plastitler:

• Çift katlı zara sahiptir.
• Bitki hücrelerinde ve bazı alglerde bulunur.

Başlıca üç plastit tipi:

• Kloroplast
• Kromoplast
• Lökoplast

Uygun koşullarda bu plastitler birbirine dönüşebilir.

19. Kloroplast

Kloroplast:

• Bitkilerde ve bazı protistlerde bulunur.
• Klorofil pigmenti içerir.
• Fotosentezle güneş enerjisini kullanarak glikoz sentezler.

Kloroplastın yapısında:

• Dış zar,
• İç zar,
• Stroma,
• Tilakoit zar sistemi,
• Granum,
• Grana,
• Ara lameller

bulunur.

Tilakoitlerde ışık enerjisini soğuran pigmentler bulunur. Tilakoitlerin sütunlar hâlinde üst üste dizilmesiyle granum oluşur. Granumlardan oluşan bütün yapı grana olarak adlandırılır.

Kloroplastlarda da mitokondri gibi:

• DNA,
• RNA,
• Ribozom

bulunur.

20. Kromoplast

Kromoplastlar:

• Ksantofil,
• Beta-karoten,
• Lutein,
• Likopen

gibi karotenoid pigmentler içerir.

Bu pigmentler bitki yapılarına kırmızı, sarı ve turuncu renkler verebilir.

Örnek:

• Domatesin kırmızı rengi → likopen
• Havucun turuncu rengi → beta-karoten

Kromoplastların oluşturduğu renkler tozlaşma olasılığını artırabilir ve pigmentlerin antioksidan özellikleri hücreyi koruyabilir.

21. Lökoplast

Lökoplastlar pigment içermeyen, genellikle renksiz plastitlerdir.

Bitki hücrelerinde:

• Yağ,
• Nişasta,
• Protein

gibi maddelerin depolanmasında görev alırlar.

22. Hücre Alt Birimleri Arasındaki İş Birliği

Bir hücrenin yaşamını tek bir organel sağlayamaz.

Örnek ilişkiler:

Çekirdek – Ribozom

Çekirdekteki genetik bilgi, protein sentezini yönlendirir. Ribozom bu bilgiye göre protein sentezler.

Ribozom – GER – Golgi

Salgı proteinlerinin sentezi ve hücre dışına taşınmasında bu yapılar ardışık ve koordineli çalışır.

ER – Golgi – Vezikül – Koful

Hücre içi madde taşınması ve salgılama süreçleri bu yapıların iş birliğiyle gerçekleşir.

Besin kofulu – Lizozom

Besin kofulu lizozomla birleşir ve sindirim kofulu oluşur.

Peroksizom – Katalaz

Peroksizomda oluşabilen zararlı hidrojen peroksit katalaz enzimiyle etkisizleştirilir.

Mitokondri – Diğer hücresel yapılar

Mitokondri tarafından üretilen ATP hücredeki pek çok yaşamsal faaliyetin yürütülmesinde kullanılır.

Sık Karıştırılan Noktalar

• Prokaryotlarda çekirdek ve zarla çevrili organel yoktur.
• Prokaryot ve ökaryotlarda ribozom bulunur.
• Ribozom zarla çevrili olmadığı için organel olarak değerlendirilmez.
• Hücre zarı bütün hücrelerde bulunur; hücre duvarı bütün hücrelerde bulunmaz.
• GER üzerinde ribozom vardır; DER üzerinde ribozom yoktur.
• GER proteinlerle, DER lipit sentezi ve detoksifikasyonla ilişkilidir.
• Golgi maddeleri işler, paketler ve dağıtır.
• Lizozom hücre içi sindirimle ilişkilidir.
• Peroksizom hidrojen peroksidin etkisizleştirilmesinde görev alır.
• Bitki hücresinde koful genellikle büyük ve merkezî; hayvan hücresinde küçük ve çok sayıda olabilir.
• Mitokondrinin iç zar kıvrımlarına krista denir.
• Kloroplastın sıvı kısmı stromadır.
• Granum, üst üste dizilmiş tilakoitlerden oluşur.
• Kromoplast renk pigmentleriyle; lökoplast depo göreviyle ilişkilidir.

Soru Çözerken Kullanılabilecek Yaklaşım

1. Soruda prokaryot-ökaryot karşılaştırması varsa önce çekirdek ve zarlı organel durumuna bak.
2. “Her iki hücre tipinde ortak” deniyorsa hücre zarı, sitoplazma, DNA ve ribozomu düşün.
3. Protein sentezi → ribozom.
4. Salgı proteini → ribozom → GER → vezikül → Golgi → vezikül.
5. Hücre içi sindirim → lizozom.
6. Hidrojen peroksidin etkisizleştirilmesi → peroksizom/katalaz.
7. ATP üretimi → mitokondri.
8. Fotosentez → kloroplast.
9. Renk pigmentleri → kromoplast.
10. Depo plastidi → lökoplast.
11. “Ribozomlu ER” → GER; “ribozomsuz ER” → DER.
12. Hücre zarında tanınma ve özgünlük → protein/lipitlere bağlı karbohidratlar.

Konu Özeti

Hücre, canlılığın temel yapısal ve işlevsel birimidir. Prokaryot ve ökaryot hücreler hücre zarı, sitoplazma, genetik materyal ve ribozom gibi ortak yapılara sahiptir. Prokaryotlarda çekirdek ve zarla çevrili organeller bulunmaz; ökaryotlarda DNA'nın çoğu çekirdekte yer alır ve çok sayıda zarla çevrili organel bulunur.

Ökaryot hücrede çekirdek genetik bilgiyi taşır ve hücresel etkinlikleri düzenler. Ribozom protein sentezler. GER salgı ve organel proteinlerinin sentezine, DER lipit sentezi ve detoksifikasyona katkı sağlar. Golgi maddeleri işler ve paketler. Lizozom hücre içi sindirim, peroksizom bazı oksidasyon olayları ve hidrojen peroksidin etkisizleştirilmesi, mitokondri ATP üretimi, plastitler ise fotosentez, renk oluşumu ve depolama gibi görevler üstlenir.

Hücre alt birimleri arasındaki yapısal ve işlevsel ilişkiler hücrenin yaşamını sürdürmesini sağlar.

Konuyu Bitirdiğinde Bunları Yapabiliyor Olmalısın

• Prokaryot ve ökaryot hücreleri karşılaştırabilmelisin.
• İki hücre tipinde ortak yapıları sayabilmelisin.
• Hücre zarının akıcı-mozaik yapısını açıklayabilmelisin.
• Sitoplazmanın görevlerini açıklayabilmelisin.
• Ribozomun neden organel sayılmadığını söyleyebilmelisin.
• Sentrozom ve sentriyol ilişkisini açıklayabilmelisin.
• Çekirdeğin temel yapılarını ve görevlerini tanıyabilmelisin.
• GER ve DER'yi ayırt edebilmelisin.
• Golgi aygıtının işleme, paketleme ve dağıtma görevlerini açıklayabilmelisin.
• Lizozom, peroksizom ve koful görevlerini ayırt edebilmelisin.
• Mitokondrinin yapısını ve ATP üretimiyle ilişkisini açıklayabilmelisin.
• Kloroplast, kromoplast ve lökoplastı ayırt edebilmelisin.
• Salgı proteininin sentez ve taşınma sürecinde görev alan yapıları sıralayabilmelisin.
• Hücre alt birimlerinin tek başına değil iş birliği içinde görev yaptığını açıklayabilmelisin.