Hücre Yapısı ve Hücre Bölümlerinin Mikroskobik Yapısı, Hücre Zar Sistemleri, Yapı ve İşlevleri Yrd.Doç.Dr.Sevda Söker
AMAÇ Hücrenin tanımı, önemi Hücrenin ultrastruktürel yapısı Hücre zarının yapısı ve fonksiyonlarının bilinmesi.
Hücre: Organizmanın, özel yapı ve fonksiyonuna sahip olan (Proliferasyon gösteren en küçük canlı birimine denir. Hücreler bütün canlı organizmaların yapı taşlarıdır. Canlıların hücrelerden oluştuklarını 1665 yılında Robert Hooke keşfetmiştir. Araştırmacı şişe mantarlarını mikroskopta incelerken, bunun bal peteği biçiminde boşluklardan oluştuğunu görmüş ve bunları odacık(cellula) diye isimlendirmiş.
Tüm canlı organizmaların yapısal en küçük birimi hücredir.
Hücreler oluştuktan sonra birtakım gelişim Proliferasyon (Bölünüp çoğalma) Diferansiasyon (Farklılaşma) Migrasyon(Göç)
HÜCRELERİ BİRBİRİNDEN AYIRAN ÖZELLİKLER. İki yaygın ana gurup şunlardır. Prokaryotlar(bakteriler) Eukaryotlar (bitki ve hayvan hücresi) (Karyot=nükleus, Pro=önce, Eu=gerçek anlamına gelmektedir.) Prokaryotlarla Eukaryotlar arasındaki farklılıklar ise Tabloda gösterilmiştir. ÖZELLİKLER PROKARYOT EUKARYOT ÇEKİRDEK ZARI YOK VAR ÇEKİRDEKCİK YOK VAR HİSTONE PROTEİNLERİ YOK VAR DNA İÇERİĞİ KÜÇÜK BÜYÜK İNTRONLAR YOK VAR BÜYÜKLÜK KÜÇÜK BÜYÜK Prokaryotlarla Eukaryotlar arasındaki en temel farklar prokaryotların bir nükleusa (çekirdek) ve membrana bağlı organellerinin (birkaç istisna haricinde) olmamasıdır. Her ikisinin de DNA sı, hücre zarı, ribozomları vardır.
HÜCRE ŞEKİLLERİ Kübik : Troid epiteli Prizmatik : İnce barsak Piramidal : Beyin kortex Küremsi : Lökositler İğsi : Düz kas hüc Yıldızsı : Retikulum hüc Armutsu : Purkinje hücre Çok köşeli : Epidermis Disk biçimli: Eritrositler İpliksi : İskelet kası
Ovum HÜCRE ÇAPLARI : 200 µm(en büyük hücredir) Purkinje hücresi: 150 µm(ikinci büyük hücredir) Glia hücreleri : 5 µm(küçük hücredir) Ortalama hücre çapı : 10-15 µm
HÜCRE BİLEŞENLERİ Hücre üç esas yapıdan meydana gelir: 1-Hücre zarı 2-Stoplazma 3-Çekirdek
HÜCRE MEMBRANLARI plâzma membranı (plâzmalemma) organel membranları SİTOPLÂZMA organeller inklüzyonlar sitozol NUKLEUS nukleus membranı nukleolus kromatin nukleoplâzma
SİTOPLÂZMİK ORGANELLER A. Membranlı organeller Plâzmalemma (hücre kılıfı ve mikrovillus dahil) Mitokondri Granüler endoplâzmik retikulum (GER) Golgi kompleksi Salgı vezikülü Lizozom Agranüler endoplâzmik retikulum (AER) B. Membransız organeller Ribozom (serbest ribozomlar ve polizomlar) Mikrotubul Sentriyol Sil ve flagellum Filamentler
SİTOPLÂZMİK İNKLÜZYONLAR A. Depolanmış besin maddeleri Glikojen Lipid B. Pigmentler 1. Eksojen olanlar Karoten Karbon partikülleri 2. Endojen olanlar Hemoglobin Hemosiderin Billürubin Melanin Lipofuksin
HÜCRE MEMBRANLARI Koruma Geçirgenlik endositoz ekzositoz Hücre etkileşimi
İnsan gövdesi hücreler ve hücrelerarası sıvılardan oluşur.
Hücrelerarası sıvı 2/3 hücre içi sıvısı : İntraselüler 1/3 hücre dışı sıvısı :Ekstraselüler %25 doku hücreleri arasında :interstisyel % 8 damar sistemi içinde; intravasküler Transsellüler : BOS, göz içi sıvı vb.
STOPLAZMA Hücrenin çekirdek dışında kalan kısmıdır. Şekilsiz temel madde ve şekilli unsurlardan meydana gelir.
Şekilsiz Temel Madde Stoplazmada bulunan şekilli unsurların aralarını dolduran, pelte kıvamında bir kitledir. Su %75 Karbonhidratlar %1 Lipitler %2-3 Proteinler %10-20 Enzimler İyonlar (K, Mg, Ca) Metabolik olaylar sırasında meydana gelen maddeler
Şekilli Elemanlar Organeller ve İnklüzyonlar Organeller membranla çevrili, hücrenin küçük iç organları olarak kabul edilen canlı bölümleridir. İnklüzyonlar hücrede sentezlenen ya da çevreden hücre içine alınan, çoğu kez geçici olarak bulunan cansız maddelerdir (protein, yağ salgı granülleri, pigmentler )
Organeller Membransı Organeller : Metabolik olaylarla ilgilidir. Mitokondri, golgi, endoplazma retikulumu, lizozom, hücre zarı,endozom peroksizom. İpliksi Organeller : Hücredeki hareket olaylarıyla ilgilidir.
HÜCRE ZARI(PLAZMALEMMA) Hücreyi dış ortamdan ayıran ve hücrenin sınırlarını belirleyen oldukça önemli bir yapıdır. Tüm ökaryotik hücreler lipit,protein ve oligosakkaritlerden oluşan hücre zarı ile çevrilidir.
Hücre zarı Sitoplazmanın etrafını sararak hücreye şekil veren, Hücrenin sınırlarını belirleyerek seçici bariyer gibi görev yapan, Yapısındaki moleküler pompalar ve kanallar aracılığı ile hücre içi molekül ve iyon konsantrasyonunu düzenleyen, Hücreler arası haberleşmeyi sağlayan, Hücreye ulaşan kimyasal ve elektriksel sinyalleri ileten. Kompleks bir yapıdır.
Hücre zarı modelleri 1925 Gorter Grendel Plazma zarı çift tabaka lipidden oluşmuş 1935 Danielli-Dawson Çift tabaka lipid+ Her iki yüzeyde de küresel polipeptidler 1959 Danielli-Dawson Robertson Unit Membran Protein-Lipid- Protein 1971 Singer Mozaik Model 1972 Singer-Nicolson Akıcı Mozaik Model
Hücre zarı, lipit denizinde yüzen, protein ve glikoproteinlerden yapılmış, özel bölgelerle dışarıya açılan bir Mozaik Zar Modeli nden meydana gelmiştir.
Hücre Zarının Özellikleri Canlı, saydam ve esnektir. Seçici geçirgendir. Akışkan bir yapıya sahiptir. Dinamik Moleküllerin hareketine izin veren Çift tabaka (yaklaşık 5 nm) lipid Lipid tabaka içinde çözünmüş proteinler
Hücre zarının bileşenleri Lipid- Fosfolipidler (%60, fosfogliserid, sfingomyelin..) Glikolipidler (%30 serebrozid, gangliosid..) Kolesterol (%10) Protein Periferal (extrinsic) İntegral (intrinsic) Karbonhidrat
Fosfolipitlerin bir ucunda yağ asitleri (suda erimez hidrofob), Diğer ucunda ise fosfat grupları (suda erir hidrofil) yer alır. Kuyruk biçimindeki lipit uçları membranın merkezinde karşı karşıya gelir Hidrofİl fosfat başları ise yüzeyel protein tabakası ile temastadır.
Hücre Zarının Protein Yapısı Periferal Proteinler: Membran yüzeyine gevşek olarak bağlıdırlar. İntegral Proteinler: Lipit tabakası içerisine gömülüdürler.
Membran Proteinlerinin Fonksiyonları Transport kanalları Enzim reseptörleri Hücre tipine özgül reseptörler Hücre adezyonu Hücre iskeletine yapışma Hücre-hücre, hücre ECM haberleşmesi
Membran proteinlerin fonksiyonları
Proteinlerin fonksiyonları
Proteinlerin görevi Hücre membranın çoğunluğunu integral proteinler oluşturur. Görevleri: 1- Membranların birer yüzlerinden diğer yüzlerine madde taşımak 2- Dış ortamdan gelen değişik türdeki maddeleri kendilerine bağlıyarak, hücrelerin bunlara karşı davranışlarını sağlamak 3- Membranların asıl yapı taşları lipidlerin sentezlenmelerine aracılık etmek
. Transport proteinler Hücre membranında bulunan bir grup protein, hücre membranlarından içe yada dışa madde taşınmasında görev alırlar. Bu taşınım 1-Passif transport 2-Aktif transport şeklindedir.
1-Passif transport: Maddelerin çok yoğun ortamdan az yoğun ortama geçmeleri(difüzyon) olgusudur. 2 şekilde olur: a) Basit düfüzyon. Yavaş tempoyla gerçekleşen bir transport türüdür. Membranlarda basit difüzyonu gerçekleştirmek için özel bir düzenek bulunmaz. b) Kolaylaştırılmış difüzyon. :Transport proteinleri aracılık ederler. Basit düfüzyonun aksine kolaylaştırılmış difüzyonla elektrik yüküne sahip maddeler taşınırlar
2-Aktif transport: Pasif transportun aksine aktif transport metabolik enerji kullanılması zorunludur. Na iyonlarının hücre dışına, K iyonlarının ise hücre içine aktif transportla verilmesi olgusudur.
Karbohidratların Görevleri Zarın lipid ve proteinlerini bir doğrultuda tutarak zarın bütünlüğünü korumak Hücreler arası etkileşimi sağlamak Küçük moleküllerin bağlanmasını sağlamak Enzimlerin tanınması Antijenlerin tanınması Hücrelerin tanınması
Glikokalıks Hücre zarının en dışında bulunan, karbonhidrat zincirlerinin meydana getirdiği yüzey örtüsüdür. Hücre yüzeyine (-) yük verir. Hücrelerin birbirini tanımasında rol oynar. Plazmalemmayı korur. İmmünolojik olaylarda rolü vardır. Hücrelerin birbirine yapışmalarına yardımcı olur. (-) yüklü sülfat ve karboksil gruplarından dolayı Rutenıum kırmızısı ve PAS boyaları ile boyanır