HÜCRE MİTOKONDRİ Mitokondriler enerjiyi, hücrenin iş yapmak için kullanabileceği formlara dönüştüren organellerdir. Bu dönüşüm hücre solunumu adı verilen bir süreçle gerçekleştirilir. Hücre solunumu şekerler, yağlar ve diğer yakıtlardan oksijen yardımıyla enerji özütleyerek, ATP üreten katabolik süreçtir. O halde mitokondriler hücre solunumunun ve ATP üretiminin yapıldığı merkezlerdir. Mitokondri Yunanca da mitos=iplik, chondros=tane, buğday anlamına gelir. Bitki, hayvan, fungus (mantar) ve protistleri kapsayan ökaryotik canlıların hemen hemen bütün hücrelerinde bulunur, eritrositlerde ise bulunmaz. Bazı hücreler bir tek ve büyük bir mitokondri içerdiği halde, diğer bazı hücrelerdeki mitokondri sayısı yüzlerce hatta binlerce olabilir. Bu sayı hücrenin metabolik aktivitesine bağlıdır. Spermatozoonda 25, kalp kasında 500-1000, karaciğer hücresinde 2500 ve bir protozoonda 500 000 kadar mitokondri bulunur. Bir mitokondrinin boyu yaklaşık olarak 1-10 µm kadardır. Hücrenin fonksiyonuna veya yaşına göre biçimleri değişebilir: Genç hücrelerde küre şeklindeyken, yaşlı hücrelerde çubuk şeklinde olabilmektedir. Canlı hücrelerdeki mitokondrilerin, ölü hücrelerin elektron mikrograflarında görüldüğü gibi hareketsiz silindirler şeklinde olmayıp, hücre içinde hareket ettikleri, biçim değiştirdikleri ve ikiye bölündükleri gösterilmiştir. Mitokondri iki zarla (her zar 7 nm kalınlığında) çevrilidir. Dış zar düzdür, iç zar ise krista (Latince, cristae tarak demektir) adı verilen kıvrımlar içerir. İç zar mitokondri içini iki bölmeye ayırır: Bunlar iç ve dış zarlar arasındaki dar bir bölge olan zarlar arası alan ile iç zar tarafından çevrelenmiş olan mitokondri matriksidir. Matriks çeşitli enzimleri, mitokondri DNA sını ve ribozomları içerir. Hücre solunumunun bazı metabolik basamakları matriksteki enzimler tarafından katalizlenir. Solunumda görev alan diğer proteinler ve ATP sentezleyen enzim (ATP sentetaz=atp sentaz) ise iç zarda yerleşmiştir. Kristalar mitokondri iç zarının yüzey alanını artırarak, hücre solunumunun verimini yükseltir. Mitokondriler zarla çevrili olmalarına karşın iç zar sisteminin parçası değildir. Mitokondrilerin zar proteinleri, sitozoldeki serbest ribozomlar ile kendi ribozomları tarafından sentezlenir. Bu organel kendi ribozomlarına sahip olmasının yanı sıra, küçük miktarlarda DNA (mtdna) da içerir. Mitokondrinin kendi ribozomlarında sentezlenen proteinlerin genleri mtdna da bulunur. (Sitozolden mitokondriye gelen ve mitokondriyal proteinlerin büyük çoğunluğunu oluşturan proteinlerin genleri çekirdek DNA sındadır.) Mitokondriler hücre içinde kendi kendilerine büyüyüp çoğalan, yarı özerk (otonom) organellerdir. mtdna, genomik DNA gibi çift zincirlidir; bakterilerde olduğu gibi çoğunlukla halkasaldır, ancak doğrusal mtdna da bilinmektedir. Her bir mitokondride yaklaşık 2-10 adet, birbirinin kopyası olan DNA bulunur. Bir hücrede çok sayıda mitokondrinin de bulunmasından ötürü, bir mtdna nın binlerce kopyasına rastlamak mümkündür. mtdna nın %90 dan fazlası ekzon özelliğindedir (kodlama yapan, dolayısıyla da RNA sentezleyen gen bölgesi), intron (kodlama yapmayan, protein sentezinde rol almayan gen bölgesi) bulunmaz. Memeli mtdna sının sadece çok az bir kısmı (D-loop=D ilmek) RNA kodlamada kullanılamaz ki, burası da diğer bölgelerin çalışmasını düzenlemekle görevlidir. Mitokondrilerde, belirgin bir DNA tamir mekanizması bilinmemektedir; o nedenle de mutasyon hızı çekirdek DNA sından (ndna) 10-20 kat daha fazladır. Buna bağlı olarak mtdna nın baz diziliminde çok farklı varyasyonlarla karşılaşılır. Ancak, bir hücrede mtdna nın çok fazla sayıda kopyası olduğundan söz konusu mutasyonlara bağlı sorunlarla sık karşılaşılmaz; belli bir gen bölgesinden kaynaklanan eksiklik diğer kopyalardaki özdeş gen bölgeleri tarafından telafi edilir. PLASTİTLER Bitkilerde ve alglerde bulunur. Değişik canlı gruplarında birbirinden farklı plastit tipleri bulunabilir. Plastitleri renkli ve renksiz plastitler, renkli plastitleri de fotosentetik plastitler ve fotosentetik olmayan plastitler şeklinde iki gruba ayırmak mümkündür. Kloroplastlar fotosentetik, kromoplastlar ise fotosentetik olmayan renkli plastitlerdir. Lökoplastlar renksizdir. Bütün plastitler genç hücrelerin sitoplazmalarında bulunan ve proplastit adı verilen küçük yapılardan meydana gelir. Bunlar hücrenin
durumuna ve işlevine göre farklılaşarak belli bir plastit tipine dönüşür. Ancak, belli koşullarda ergin plastitler de birbirine dönüşebilir. Karanlıkta büyüyen bitkilerde (etiyole bitkiler) gelişen plastitlere ise etiyoplast adı verilir. Etiyoplastlar da bitki ışıklandırıldığında farklılaşarak belli bir plastit tipine dönüşür. Lökoplastlar: Pigment taşımayan plastitlerdir. Nişasta, yağ, protein depolar. Nişasta depo eden lökoplastlara amiloplast, lipit depo edenlerine oleoplast veya elaioplast ve protein biriktirenlere ise proteinoplast adı verilir. Kromoplastlar: Fotosentetik olmayan karotenoit pigmentlerini içerir. Örneğin, turuncu renkli karoten (havuçta), kırmızı renkli likopen (domateste), yine kırmızı renkli kapsantin (kırmızıbiberde), sarı renkli ksantofil (mısırda) gibi. Klorofil içermez. Kloroplastlar: Yeşil renkli klorofil içeren plastitlerdir. Fotosentezin gerçekleştiği, enerji dönüşümünün yapıldığı organeldir. Mitokondriler gibi kendine özgü DNA (ctdna), RNA ve ribozomları vardır, çift katlı zar yapısına sahiptir ve zar proteinlerinin bir kısmını kendi ribozomlarında sentezler. Bu nedenle hücre içinde kendi kendilerine büyüyüp, çoğalan, yarı özerk organellerdir. Kloroplastın iç kısmında yoğun bir sıvı halinde olan stroma bulunur. Stroma içinde birbiriyle bağlantılı, çok gelişmiş bir sistem olan tilakoit lamelleri (keseleri) bulunur. Bazı yerlerde, tilakoitler üst üste yığılarak grana olarak isimlendirilen sütunları oluşturur. Tilakoit zarının çevirdiği boşluk lümen olarak isimlendirilir. Klorofil tilakoit zarlara yerleşmiştir. Bütün plastitler kloroplastlar gibi aynı genoma sahiptir. Yukarıda da belirtildiği gibi, belli koşullarda ergin plastitler birbirine dönüşebilmektedir. Işık altında lökoplastlar klorofil sentezleyerek kloroplastlara, fazlaca nişasta depolamak gerektiğinde de diğer plastitler kromojen (renk) maddelerini kaybedip amiloplastlara dönüşebilir. Yine, biber, domates gibi sebzelerde meyvenin olgunlaşması sırasında kloroplastlar kromoplastlara dönüşür. Sonbaharda bitkilerde görülen renk değişiklikleri de yine çoğunlukla plastitlerin birbirlerine dönüşmesinden kaynaklanır. (Hücrede bulunan fitoen sintaz adındaki bir enzim ışık varlığında devreye girip klorofil sentezini ve kloroplasta dönüşümü uyarır; ilgili dönüşümlere fotomorfogenez denir.) Bitki hücresinde klorofilin sentezi ışığa bağımlı bir olaydır; o nedenle ışık görmeyen bitkilerde renk açılır, beyazlaşır. Klorofilin yapısında C, H, O, N ve Mg atomları vardır; yeşil rengi veren Mg dur, Fe ise klorofil sentezi için katalizör görevi görür. Klorofilin a, b, c ve d olmak üzere çeşitleri vardır. Yeşil bitkilerde klorofil a ve b, bazı protistlerde ve bazı alglerde ise klorofil c ve d bulunur; kırmızı alglerde klorofil d, kahverengi alglerde ve öglenada klorofil c vardır.) Kloroplastın yapısında klorofilden başka karotenoitler ve fikobilin denen diğer pigmentler de bulunur. Karotenoitler fotosentez yapan bütün canlılarda az çok bulunur ve tilakoit zarına yerleşmiştir. Gelen güneş ışığını tutarak klorofile verir, o nedenle yardımcı pigment olarak da adlandırılır. Bunun yanında serbest iyonize oksijeni tutup, diğer hücre kısımlarının, lipit yapıların vs. oksitlenmesini de engeller. Fikobilinler ise sadece siyanobakterilerde (fikoeritrin ve fikosiyanin) ve bazı alglerde (kırmızı alglere rengini veren fikoeritrin) bulunur. Görevleri yine karotenoitler gibidir; yani, ışık enerjisini emip klorofile aktarır. En yaygın karotenoitler likopen (kırmızı renkli) ve A vitaminin öncülü olan β-karotendir (turuncu renkli). Sarı renk veren ksantofil grubu pigmentler ve bunlardan en yaygın olanı lutein de bitkilerdeki karotenoitlerdir. Bitkilerin yapraklarında bulunan lutein ve diğer karotenoitler, klorofil gibi diğer pigmentler tarafından maskelendiğinden net seçilemez. PEROKSİZOM Peroksizomlardan ilk kez bir doktora öğrencisi olan İsveçli J. Rhodin bahsetmiştir. Rhodin 1954 yılında verdiği tezinde fare böbrek hücrelerindeki peroksizomları tek bir zarla çevrili organeller (mikrocisimler) olarak tanımlamıştır. 1966 (1969?) yılında Belçikalı sitolog Christian de Duve (1917 doğumlu) ise
peroksizomların enzimatik özelliklerini ve görevlerini belirleyerek onları yeni bir organel olarak tanıtmıştır. Peroksizomlar tüm ökaryotlarda bulunur. Hayvansal hücrelerden karaciğer, kalp, böbrek hücrelerinde bol miktarda vardır. Yapısal olarak lizozomlara benzer; tek bir zarla çevrili, özelleşmiş metabolik bölmedir: Çeşitli substratlardan oksijene hidrojen aktarıp, yan ürün olarak hidrojen peroksit (H 2 O 2 ) oluşturan enzimler içerir. Organelin adı oluşan bu peroksitten türetilmiştir. Lizozomlara göre daha küçüktür (0.5-1.5 µm) ve sayıları da daha azdır. Lizozomların aksine peroksizomlar iç zar sisteminden tomurcuklanma ile oluşmaz. Bu organel, protein ve lipitlerin sitozolde bir araya gelmesiyle oluşur ve belirli bir büyüklüğe ulaştığında, ikiye bölünerek sayıca artar (Yarı özerk organel). Ömürleri 3-4 gün kadardır ve sürekli yenileri oluşturulur. İçerdikleri enzimler (hidrojen peroksidaz, amino oksidaz, ürat oksidaz vs.) hücrede metabolizma sonucu oluşan ve kandan absorbe edilen birçok toksik maddenin (fenol, formik asit, formaldehit, alkol gibi) (detoksifikasyon) ve serbest radikallerin etkisinin giderilmesinde iş görür. İçilen alkolün %25 i peroksizomlar tarafından detoksifiye edilir. Enzimlerinden bazıları organik molekülleri okside ederek çalıştıklarından, ortaya çıkan bol miktardaki hidrojen peroksit (H 2 O 2 ) bu organelin içerdiği katalaz ile suya dönüştürülür. Peroksizom enzimleri nükleik asitlerin yapısında bulunan pürin bazlarının parçalanmasında da görev alır. Peroksizomlar içerdikleri 50 kadar farklı enzimle çok çeşitli biyokimyasal olaylarda rol alır. Kolesterol ve safra asidi sentezi ile bitkilerdeki fotosolunum bunlardan bir kaçıdır. Bazı peroksizomlar oksijen kullanarak içerdikleri enzimlerle (glioksilat çemberi enzimleri) yağ asitlerini daha küçük moleküllere (şekerlere) dönüştürür ve bunları hücre solunumunda yakıt olarak kullanılmak üzere mitokondrilere gönderir. Glioksizom adı verilen bu özelleşmiş peroksizomlar, bitki tohumlarının yağ depolayan dokularında yer alır. Çimlenme sırasında tohum, oluşan şekerleri enerji ve karbon kaynağı olarak kullanır. Böylece filizlenen bitki, fotosentez ile kendi şekerini üretene kadar lipitleri bu şekilde kullanır. Glioksizomlar lipitler bitince tekrar kaybolur. RİBOZOM Ribozomlar ilk kez 1950 yılının ortalarında Romanyalı hücre biyologu George Palade (1912-2008) tarafından elektron mikroskobuyla yoğun parçacıklar veya granüller olarak tespit edilmiştir. Bu yapılar için ribozom terimi ise 1958 yılında Richard B. Roberts (1943, İngiliz biyokimyacı) tarafından kullanılmıştır. Ribozomal RNA (rrna) ve ribozomal proteinlerden (ribonükleoprotein, RNP) yapılmış parçacıklar olan ribozomlar, virüsler hariç bütün canlılarda (hem prokaryotlarda hem de ökaryotlarda) bulunur. Hücrelerdeki en küçük organeller olup, protein sentezini gerçekleştirir. Yüksek hızlarda protein sentezleyen hücreler çok sayıda ribozom içerir. Örneğin, insan pankreas hücrelerinde birkaç milyon adet ribozom bulunur. Her ribozom iki alt birimden oluşur. Prokaryotların, mitokondri ve kloroplastların ribozomları 70S (S=Svedberg birimi, çökelme sabiti) ribozomlarıdır. 20 nm çapında olup %65 rrna ve %35 ribozomal protein içerir. Küçük alt birimi 30S, büyük alt birimi 50S büyüklüğündedir. 30S alt birim 16S RNA (1540 nükleotit) ve 21 protein içerir. 50S alt birimde ise 5S RNA (120 nükleotit) ve 23S RNA (2900 nükleotit) ile 34 protein vardır. 23S RNA peptidil transferaz aktivitesine sahiptir. Ökaryot canlılardaki ribozomlar ise 80S olup, küçük alt birim 40S, büyük alt birim 60S büyüklüğündedir. 25-30 nm çapındadır ve yaklaşık %50 rrna ve %50 ribozomal protein içerir. Küçük alt birim 18S RNA (1900 nükleotit) ve 33 kadar proteinden oluşur. Büyük alt birimde üç tip rrna (120 nükleotitlik 5S RNA, 4700 nükleotitlik 28S RNA ve 160 nükleotitlik 5.8S RNA) ve 49 kadar protein vardır. 28S RNA peptidil transferaz aktivitesi gösterir.
Bakteri, arke ve ökaryotların ribozomları önemli ölçüde farklı yapılara ve RNA dizilerine sahiptir. Bu yüzden, bazı antibiyotikler ribozomlarını inhibe ederek bakterileri öldürürken insan hücrelerinin ribozomları bu antibiyotiklerden etkilenmez. Ribozomların proteinleri ribozomlarda sentezlenir, rrna ise çekirdekçikteki rrna genlerince kodlanır. Sentezlenen rrnalar sitoplazmadan gelen ribozomal proteinlerle çekirdekçikte birleşerek ribozom alt birimlerini oluşturur. Oluşan alt birimler sitoplazmaya taşınır ve protein sentezlemek üzere mrna varlığında bir araya gelerek ribozomu meydana getirir. Serbest ribozomlar sitozolde asılı halde iken, bağlı ribozomlar endoplazmik retikulum ya da çekirdek zarının dış kısmına tutunmuş durumdadır. Serbest ribozomlarda sentezlenen proteinlerin çoğu sitozol içinde görev yapar. Örneğin şeker yıkımındaki ilk basamakları katalizleyen enzimler böyledir. Bağlı ribozomlarda ya zarların yapısına katılacak proteinler, ya lizozomun enzimleri olmak üzere paketlenecek proteinler ya da hücre dışına gönderilecek proteinler (enzim, hormon gibi salgı proteinleri) sentezlenir. Serbest ribozomlar ya tek tek ya da kümeler halinde bulunurlar. mrna ipliğine bağlanarak sıralı kümeler oluşturan ribozomlara poliribozom (polizom) adı verilir. HÜCRE İSKELETİ Işık mikroskobu ve elektron mikroskobunda sağlanan ilerlemelerle hücrede, sitoplazma içinde uzanan, lifsi, ağ şeklinde bir yapı olduğu ortaya çıkarılmıştır. Bu yapıya hücre iskeleti adı verilmiştir. Hücre iskeleti dinamik bir yapıdır: Hücrenin belirli bir kısmındaki hücre iskeleti elemanları hızla yıkılıp hücrenin başka bir kısmında yeniden bir araya gelir. Bu şekilde, hücre içindeki yapı ve etkinliklerin organizasyonunda çok temel bir rol oynar. Hücre iskeletinin lif (fibril) şeklinde olan üç elemanı vardır: Bunlardan en kalını mikrotübüllerdir. Aktin filamentleri de denilen mikrofilamentler en ince olan liflerdir. Ara (intermediyer) filamentler ise orta kalınlıktadır. Mikrotübüller Mikrotübüller tüm ökaryotik hücrelerin sitoplazmasında bulunur. Çapları yaklaşık 25 nm, uzunlukları ise hücrenin uzunluğuna göre 25 µm ile 200 µm arasında değişen, içleri boş çubuklar şeklindedir. İçi boş olan tübül duvarı, tubulin adı verilen globüler proteinden yapılmıştır. Her tubulin molekülü dimer yapıda olup, bu dimerdeki polipeptit alt birimleri birbirlerinden çok az farklı olan α-tubulin ve β-tubulindir. Tubulin dimerlerinin meydana getirdiği protofilamentlerden 13 tanesi bir araya gelerek mikrotübülin duvarını oluşturur. Mikrotübülün boyu, her iki ucuna tubulin dimerlerinin eklenmesiyle uzar. Mikrotübüller kendilerini oluşturan birimlere ayrılabilir; hücrenin tubulin havuzuna katılan bu birimler tekrar bir araya gelerek hücrenin başka bir yerinde mikrotübül oluşturmak için kullanılır. Mikrotübüller hücre şeklinin ve çekirdek yerleşiminin belirlenmesi ve korunmasında görev alır. En önemli görevi ise hücre hareketindedir. Hücre hareketi terimi hem hücrenin yer değiştirmesini, hem de hücre kısımlarının hareketlerini kapsar. Hücre hareketi sırasında mikrotübüller motor moleküller olarak adlandırılan proteinlerle etkileşir. Sil ve kamçı hareketinde motor moleküller, mikrotübüllerin birbirleri üzerinde kaymasını sağlar. Veziküller hücre içindeki hedeflerine ulaşmak için, motor moleküller aracılığıyla mikrotübüller üzerinde hareket ettirilir. Örneğin, salgıyla görevli hücrelerde salgı vezikülleri Golgi aygıtından plazma zarına, sinir hücrelerinde nörotransmitter molekülleri içeren veziküller akson uçlarına bu şekilde gider. İğ ipliği adı verilen mikrotübüller hücre bölünmesi sırasında kromozomların ayrılmasından sorumludur. Bir alkoloit olan "kolşisin" (=karçiçeği özütü), tubulinle belirli oranlarda birleşip, iğ ipliği mikrotübülünün bütünlüğünü bozar. Mikrotübüller özel bir düzenlenmeyle sentriol, sil ve kamçının yapısını da oluşturur. Sentrozom ve Sentriol. Çekirdek yakınında yer alan sentrozom hücrelerde mikrotübül düzenleme merkezidir. Sentrozom henüz keşfedilmemiş pek çok proteini içeren şekilsiz materyal yığınından ibaret
olan sentrozom matriksine sahiptir. Bütün hayvan hücrelerinde, mantar, alg ve eğreltilerde sentrozom matriksi içinde birbirine dik bir şekilde duran iki sentriyol (diplozom) bulunur. Silindir şeklinde görülen her bir sentriyol, 9 grup protein fibrilinden, her bir grup fibril ise 3 adet mikrotübülden meydana gelir. Bu üçerli gruplar araba tekerleğini andırır şekilde ışınsal dizilim gösterir. Sentrioller mikrotübül organizasyonuna yardımcı olmakla birlikte, bütün ökaryotlarda mikrotübül oluşumu ve organizasyonu için sentriyol bulunması zorunlu değildir. Örneğin, eğreltiler dışındaki bitkilerde sentrozomda sentriol bulunmaz, ama bu bitkilerin hücrelerinde mikrotübüller bulunur. Hayvan hücrelerinde hücre bölünmeden önce, her sentriol kendini eşler. Hücre bölünmesi sırasında, sentrioller birbirinden ayrılır ve hücrenin kutuplarına doğru çekilir. Oradan, hücrenin merkezinde dizilmiş olan kromozomlara iğ iplikleri (aster) uzatır, iğ iplikleri kromozomları/kromatitleri sentromerlerinden tutar, birbirinden ayırarak kutuplara doğru çeker. Sil ve Kamçı. Siller ve kamçılar ökaryotlardaki hareketten sorumlu uzantılardır. Bir hücreli ökaryotik organizmaların birçoğu, su içinde sil ya da kamçı ile yüzer. Hayvanların sperm hücreleri ile alg ve bazı bitkiler de kamçı taşır. Eğer sil ya da kamçı içeren hücreler bir doku tabakasına ait ise bu organeller sıvının bu doku yüzeyinde hareket etmesini sağlar. Örneğin, nefes borusunu döşeyen siller, mukusu ve mukusun içerdiği zararlı parçacıkları süpürürcesin akciğerlerden dışarı doğru atar. Sil hücre yüzeyinde genellikle çok sayıda bulunur. Çapları yaklaşık 0.25 µm, uzunlukları ise 2-20 µm arasındadır. Kamçı ise hücre yüzeyinde bir ya da birkaç tanedir. Sillerle aynı çapta olmakla birlikte, uzunlukları 10-200 µm'dir. Boyları ve hücredeki sayılarından başka kamçı ve silin titreme biçimleri de birbirlerinden farklıdır. Kamçı dalgalanarak hareket eder. Bu dalgalanma, kamçı ekseni ile aynı yönde bir güç yaratır. Buna karşılık siller kayığın küreklerine benzer şekilde hareket eder ve sil eksenine dik yönde güç oluşturur. Sil ve kamçının ince yapısı aynıdır: Dokuz adet mikrotübül çifti bir halka oluşturacak şekilde dizilmiştir. Bu halkanın ortasında iki tane bağımsız mikrotübül yer alır. 9+2 düzenlenişi olarak ifade edilen ve aksonem olarak adlandırılan bu yapı hareketli bütün ökaryotik sil ve kamçılarda bulunur. Hareketsiz sil ve kamçılardaki düzenleniş ise 9+0 dır. Aksonemi saran zar hücre zarının uzantısıdır. Sil ve kamçının mikrotübülleri sentriol ile özdeş yapıda olan bazal cisim aracılığı ile hücreye tutunur. İnsanlar da dahil birçok hayvandaki spermin kamçısına ait bazal cisim, yumurta içine girer ve sentriol haline gelir. Mikrofilamentler (Aktin Filamentleri) Mikrofilamentler yaklaşık 7 nm çapındadır. Bir globüler protein olan aktin moleküllerinden yapılmış oldukları için, aktin filamentleri olarak da adlandırılır. Bir mikrofilament aktin alt birimlerinden (G-aktin, globüler aktin) yapılmış ve birbiri üzerine sarılmış iki zincirden (F-aktin, filamentöz aktin, ipliksi aktin) ibarettir. Mikrofilamentler ökaryotik hücrelerin tümünde bulunur. Mikrofilamentlerin diğer proteinlerle (aktin bağlayan proteinler, çapraz bağ proteinleri) bir araya gelerek oluşturduğu üç boyutlu ağ yapısı plazma zarının hemen altında yer alır ve hücre biçiminin desteklenmesine yardımcı olur. Bu ağsı yapı hücre zarının hemen altındaki sitoplazmaya jöle gibi yarı katı bir kıvam (jel) kazandırır (korteks, hücre korteksi). Buna karşılık sitoplazmanın iç kısmı daha akışkan bir sıvı (sol) halindedir. Görevi emilim olan hayvan hücrelerinde, hücrenin yüzey alanını genişleten ince uzantılar bulunur. Mikrofilament demetleri mikrovillus adı verilen bu uzantıların merkezi yapısını oluşturur. Mikrofilamentler özellikle kas hücrelerindeki kasılma mekanizmasının bir parçası olmaları nedeniyle, hücre hareketinde rol oynar. Motor molekül olan miyozin aracılığıyla aktin filamentleri birbirleri üzerinde kayarak kas hücresinin boyunu kısaltır. Benzer şekildeki bir hareketle aktin filamentleri, bölünmekte olan bir hayvan hücresinin iki yavru hücreye ayrılmasına (sitokinez, sitoplazma bölünmesi) yardımcı olur.
Aktin ve miyozinin kasılma mekanizması amip hareketinde (ameboit hareket) de kullanılır. Bu tip hareket sırasında hücre, psödopot (Yunanca pseudes = yalancı, pod = ayak) adı verilen hücresel uzantılar oluşturur; hücre psödopodun genişleyip akmasıyla bir yüzey boyunca sürünerek göç eder. Sadece amipler değil, hayvan vücudundaki birçok hücre de sürünerek hareket eder. Örneğin kandaki akyuvar hücreleri böyledir. Bitki hücrelerindeki aktin-miyozin etkileşimleri ve aktin tarafından ortaya çıkarılan jel-sol dönüşümleri sitoplazma akımında da yer alır. Sitoplazmanın hücre içinde dairesel olarak akması şeklinde cereyan eden bu hareket, özellikle bitkilerdeki büyük hücrelerde yaygın olup, hücre içindeki madde dağıtımını hızlandırır. Aktin filamentler fagositoz sırasında hücre zarının zarının besin kofulu oluşturmasında da işe karışır. Ara (İntermediyer) Filamentler Ara filamentler bu adı çapları nedeniyle almıştır. Bu filamentler 8-12 nm çapında olup, mikrofilamentlerden daha kalın, mikrotübüllerden ise daha incedir. Keratinler adı verilen protein ailesine ait farklı moleküler alt birimler farklı ara filamentler oluşturur. Keratin, nörofilamentler, vimentin, desmin ve laminler bu aileye ait proteinlerdir. Mikrotübüller ve mikrofilamentler, çapları ve bileşimleri açısından bütün ökaryotik hücrelerde aynıdır. Ayrıca, hücrenin farklı kısımlarında alt birimlerine ayrılıp, yeniden bir araya gelir. Buna karşılık ara filamentler daha kalıcı yapılardır. Mikrofilamentleri ve mikrotübülleri yıkıp bozan kimyasal uygulamalar, ara filamentleri etkilemez ve özgün şekillerini bozmaz. Bu tip deneyler ara filamentlerin hücre biçimini güçlendirme ve belirli organellerin hücre içindeki yerlerini sabitlemede özellikle önemli olduklarını gösterir. Örneğin çekirdek, genellikle ara fılamentlerden yapılmış bir kafes içinde oturur ve sitoplazmaya doğru uzanan filament kollarıyla yerine sabitlenir. Laminden yapılmış ara filamentler, çekirdek zarının içini döşeyen nükleer laminayı oluşturur. Hücre biçiminin bir bütün olarak işlevle ilişkili olduğu sinir hücrelerinde, sinir hücresinin aksonu (impuls ileten uzantı) bir ara filamentler olan nörofilamentler tarafından güçlendirilir. Epitel hücrelerinde bulunan yaklaşık 20 farklı keratin (epitelyum keratinleri) hücrelerin birbirine ve hücre dışı matrikse bağlanmasında hücre zarına destek olur. On üç farklı saç keratini (trikositik keratinler) saç, tırnak, boynuz ve sürüngenlerin pullarını oluşturur. Vimentin fibroblast, lökosit ve kan damarlarının endotelinde bulunur. Hücre zarına destek verir, ayrıca bazı organellerin sitoplazmada yerlerini sabitler. Desmin kas dokuda mekanik ve yapısal bütünlüğü sağlar.