HÜCRE KİMYASI

Hücre kavramı ilk kez 17. yüzyılın ortalarında İngiliz bilim insanı Robert Hooke (1665) tarafından kendi geliştirdiği mikroskop ile ağaç kabuğundan yapılmış şişe mantarını incelemesi sonucunda ortaya atıldı. Doğru cevap C şıkkıdır.

Genel olarak hücreler genetik madde olan DNA molekülünün içinde bulunduğu bir organel olan çekirdek içerip içermediklerine göre:
1. Çekirdeksiz hücre = Prokaryot (bakteriler ve arkealar) ya da
2. Çekirdekli hücre = Ökaryot (bitkiler, hayvanlar, fungiler, algler ve protozoalar) olarak sınıflandırılırlar. Doğru cevap E şıkkıdır.

Hücre yüzeyine bakan glikoproteinler ile glikolipitler birlikte “Glikokaliks” adı verilen bir karbonhidrat yüzey kılıfı meydana getirir. Glikokaliks hücreyi korur, her hücre için özeldir ve hücrelerin birbirini tanıması ve hormonların hücreleri tanıması için belirteç görevi yapar. Zar yapı içinde madde geçişini sağlayan por adı verilen geçitler bulunur. Doğru cevap B şıkkıdır.

İyonların geçişi için gerekli kuvvet kendilerinin neden olduğu zar potansiyelinden elde edilir. Bir zarın iki yanında bulunan iyonların kimyasal derişimleri ve elektrik potansiyellerindeki farklılığa elektrokimyasal gradient denir. Doğru cevap D şıkkıdır.

Katı partiküllerin endositoz ile hücre içine alınmasına fagositoz (yeme), sıvıların alınmasına ise pinositoz (içme) denir. Doğru cevap A şıkkıdır.

Ökaryotik bir hücrenin çekirdek dışında kalan mitokondri gibi çeşitli organelleri ve iç zar sistemlerini içeren yarı akıcı kısmına “sitoplazma” ya da “sitozol” denir. Doğru cevap E şıkkıdır.

Ribozomlar %65 ribonükleik asit (RNA) ve %35 proteinden oluşan protein sentezinin yapıldığı zar içermeyen mikromakinalardır. Bütün hücrelerde bulunurlar ancak büyüklükleri, içerdikleri ribozomal protein ve RNA çeşit ve sayıları bakımından prokaryot ve ökaryotlar arasında farklılıklar gösterirler.  Doğru cevap B şıkkıdır.

DNA molekülünün kopyalanması replikasyon, RNA’ya çevrilmesi transkripsiyon olarak adlandırılır. Doğru cevap B şıkkıdır.

Mikrofilamentler 7 nm çapında hücre iskelet elemanlarının en küçüğüdür. Doğru cevap A şıkkıdır.

Kollajenler omurgalı hayvanlarda, kemik dokunun tek ve en çok bulunan, kıkırdak ve tendonların yapısında önemli miktarlarda ve gözün korneasında bulunan HDM’nin yapısal proteinlerinden biridir. Doğru cevap C şıkkıdır.

Hücreler yaşam ve yaşamın devamlılığını sağlamada ve değişen koşullara cevap vermede gerekli olan çeşitli metabolik reaksiyonlar ile birçok moleküler yapının yapımını ve yıkımını yönetirler. Böylece, şekil değiştirir ve hareket ederler, farklılaşırlar, algılar ve bilgi taşırlar, büyür ve bölünürler.

Hücre yapısı ve işlevlerinin aydınlatılması “Hücre Biyolojisi (Sitoloji)” biliminin çalışma alanıdır. Hücre Biyolojisi ile çeşitli çalışma alanlarının iş birliği ile gerçekleşir. Bu alanlardan Biyokimya ve Biyofizik, hücre bileşenlerinin moleküler yapısını ve kimyasını aydınlatır. Moleküler Biyoloji ve Genetik, yaşamın devamlılığını, genlerin işlevlerini ve hasarlarının sonuçlarını ortaya çıkarır.

Genel olarak hücreler genetik madde olan DNA molekülünün içinde bulunduğu bir organel olan çekirdek içerip içermediklerine göre: 1. Çekirdeksiz hücre = Prokaryot (bakteriler ve arkealar) ya da 2. Çekirdekli hücre = Ökaryot (bitkiler, hayvanlar, fungiler, algler ve protozoalar) olarak sınıflandırılırlar.

Ökaryotik hücreler, içinde genetik maddenin bulunduğu zarla çevrili bir organel olan çekirdeğe sahip hücrelerdir. Bitkiler, hayvanlar protistler ve fungiler ökaryotik organizmalardır. Ökaryotik organizmalar yalnızca oksijenli solunum yaparlar. Prokaryotik hücrelerden farklı olarak, çekirdekçik, hücre iskeleti ve sitoplazmik organeller gibi yapılara sahiptirler. Sitoplazmik organeller olarak çekirdek, çekirdekçik, mitokondri, kloroplast, vakoul, endoplazmik retikulum, Golgi aygıtı, lizozom ve peroksizomlar bulunur.

Yüksek ökaryotik canlılardan bitki ve hayvan hücreleri de önemli yapısal ve işlevsel farklı özelliklere sahiptirler. Bir bitki hücresinde plazma zarının üzerinde bakteriler gibi ama selüloz yapıda bir hücre duvarı varken hayvan hücresinde yalnızca plazma zarı vardır. Bitki hücreleri büyük bir merkezi vakuol ve plastidlere sahipken hayvan hücresinde farklı olarak sentrozom bulunur. Hayvan hücresinde depo karbonhidratı glikojendir.

Tüm hücrelerin zarı, ilk defa 1972 yılında Singer ve Nicolson tarafından ileri sürülen akışkan mozaik zar model denilen saydam ve esnek fosfolipit ve diğer lipitlerin oluşturduğu çift tabakalı bir yapıdadır. Zar lipitleri hem hidrofilik hem de hidrofobik kısımlara sahiptir ve bu özelliklerinin sonucu kendiliklerinden kapalı iki tabakalı yapılar oluştururlar. Yapısında işlevsel özelliklerini belirleyen proteinler ve karbonhidratlar bulunur. Dolayısıyla hücrenin yapı ve işlevlerine bağlı olarak lipit, protein ve karbonhidrat miktarı ve oranı hücre tiplerinde ve organellerinde değişir.

Genel olarak biyolojik zarların görevleri şu şekilde özetlenebilir: 1. Hücreye şekil verir. 2. Madde alışverişini düzenler. 3. Osmotik dengeyi düzenler. 4. Hücrelerin birbirlerini tanımalarını sağlar. 5. Hücre-hücre ve hücre-hücre dışı matriks bağlanmasını sağlar. 6. Hücre dışına salgılamada önemlidir. 7. Uyarı iletiminde etkilidir. 8. Çeşitli enzimler taşır.

Mitokondriler oksijenli solunumun gerçekleştiği hücrenin enerji santralleridir. İşlevinden dolayı farklı hücrelerdeki sayısı ve lokalizasyonu değişebilir. Çoğu metabolik reaksiyonda enerji kaynağı olarak kullanılan ATP (adenozin üç fosfat) burada sentezlenir. Böylece, şekerlerin ve diğer hücresel moleküllerin mitokondride oksidasyonu sonucu besin moleküllerinden enerji elde edilmiş ve ATP içinde tutulmuş olur. Oksidasyonda gerekli elektron transportu ve ATP sentezi için görevli moleküller kristalar üzerinde ve matriks içinde yer alır.

İntermediyer (ara) filamentler ise yaklaşık 8-12 nm çapında, mikrotübül ve mikrofilamentlerin aksine dokuya özgü filamentöz yapılardır. Epitelyal hücrelerde keratin, bağ doku ve diğer hücrelerde vimentin, kas hücrelerinde desmin ve nöral kök hücrelerinde nestin proteini olarak bulunur. Bu farklılıklardan dolayı da hücrelerde çok çeşitli işlevlere sahiptir.

Hücre dışına atılan materyallerin çeşidine ve örneğine göre oluşan hücre-dışı matriks; 1. hücre bölünmesi, 2. hücre hareketi ve göçü, 3. hücre tanıma ve yapışma ve 4. embriyonik gelişim sırasında hücre farklılaşması gibi çok farklı süreçlerin kontrol edilmesinde rol alır.