11 Ocak 2023 Çarşamba

HÜCRE 1 (HÜCRE TEORİSİ VE ZAR YAPISI)

HÜCRE

Hücre teorisine ilişkin çalışmaları açıklar.
Hücreye ilişkin bilgilere tarihsel süreç içerisinde katkı sağlayan bilim insanları ve katkıları.

Yıllar	Bilim İnsanları	Katkıları
1665	Robert Hooke	Ölü mantar dokusunda içi boş odacıklar gördü. Bu boş odacıklara hücre adını vererek hücre kavramını ilk kez kullandı.
1675	A. Van Leeuwenhoek	Çağına göre modern sayılabilecek bir mikroskop geliştirdi.
1838	Matthias I. Schleiden	Bitkilerin hücrelerden oluştuğunu belirtti.
1839	Theodore Schwann	Hayvanların hücrelerden oluştuğunu belirtti.
1830-1840	T.Schwann, M. I. Schleiden	Bugün geçerliliğini koruyan hücre teorisini ortaya attılar.
1855	Rudolph Wirchow	Bütün hücrelerin daha önce var olan başka bir hücreden meydana geldiğini açıklamıştır.
1858	Rudolph Virchow	Tüm canlıların hücrelerden meydana geldiğini ve bunların bölünerek yeni hücreler oluşturduğunu ileri sürerek hücre hakkında önemli bilgiler vermiştir.
1869	Friedrich Miescher	Çekirdek asitleri olarak da bilinen nükleik asitler, som balığının sperm hücrelerinin çekirdeklerinde görülmüştür.
1933	Max Knoll ve Ernst Ruska	İlk elektron mikroskobunu yapmışlardır.
1953	Watson ve Francis Crick	DNA’nın çift sarmal yapıda olduğu ileri sürüldü.
1972	Singer ve G.Nicholson	Hücre zarının yapısı “Akıcı Mozaik Zar Modeli” ile açıklandı.

Mikroskop çeşitleri ve ileri görüntüleme teknolojilerinin kullanmasının hücre teorisine katkıları
17. yüzyılda Leeuwenhoek lensler üzerine yaptığı geliştirmeler ve ayarlamalarla hücreyi incelemeye olanak sağlayan ışık mikroskobunu geliştirdi. Onunla yaklaşık olarak aynı zamanlarda Robert Hooke, Leeuwenhoek’in mikroskop tasarımından biraz daha farklı bir mikroskop tasarladı.Mikroskopla birlikte, insanoğlu çıplak gözle göremediği yapıları inceleyebilme olanağına kavuştu. Tüm canlıları oluşturan temel birim olan hücrenin keşfi de mikroskobun gelişimi ile mümkün olmuştur. Hooke 1665 yılında incelediği ölü mantar dokusunda içi boş odacıklar gördü. Bu boş odacıklara hücre adını verdi. Aslında bu odacıklar boşluklar değil, bitki hücrelerinin etrafını saran cansız hücre çeperlerinin oluşturduğu odacıklardır.
Anton van Leeuwenhoek geliştirdiği mikroskopla bakterileri, maya mantarlarını ( Saccharomyces uvarum- Sakaromise uvarum), bir damla sudaki canlılığı, kılcal damarlarda kanla dolaşan parçacıkları ilk defa gözlemleyip tanımlamıştır.
1830’larda geliştirilen ve daha iyi görüntü veren mercekler sayesinde İngiliz botanikçi Robert Brown, bitki hücrelerini incelemiş ve hepsinde yuvarlak bir yapının ortak olduğunu tespit etmiştir. Bu yapıya çekirdek (nukleus) adını vermiştir.
Bilimsel araştırmalarda ise incelenen nesnenin yüz binlerce kez büyütülebilmesi ancak elektron mikroskoplarının geliştirilmesiyle sağlanmıştır. Elektron mikroskobunun sağladığı bu teknolojik avantaj bilim insanlarını hücrenin yapısı hakkında daha detaylı bilgilere ulaştırmıştır.
Bilim ve teknoloji alanında yaşanan ilerlemeler sadece hücre yapısıyla ilgili çalışmaları değil, aynı zamanda hücrede meydana gelen kimyasal olaylar ve genetik materyaller konusundaki çalışmaları da hızlandırmıştır. Bütün bu gelişmeler hücrenin bir bütün olarak daha iyi anlaşılmasına katkıda bulunmuştur.

HÜCRE TEORİSİ
1838 yılında Alman bilim insanı Mathias Schleiden bitkilerin hücrelerden oluştuğunu ortaya çıkarmıştır. Ertesi yıl da vatandaşı Thedor Schwann hayvanların hücrelerden oluştuğunu belirlemiştir. Bu iki bilim insanının birbirinden bağımsız olarak ortaya çıkardığı bu bilgiler hücre teorisini doğurmuştur.

Hücre teorisi;
Bütün canlılar bir ya da birden çok hücreden oluşmuştur.
Hücreler canlının yapısal ve işlevsel birimidir.
Yeni hücreler var olan hücrelerin bölünmesi sonucunda meydana gelir.
Hücreler kalıtım materyali (DNA ve RNA) taşır ve yeni hücrelere aktarır.
Tüm metabolik olaylar hücrede gerçekleşir

HÜCRENİN YAPISI

Hücreler yapılarına göre prokaryot ve ökaryot olmak üzere iki grupta incelenirler.

1.Prokaryot Hücre:
Zarla çevrili çekirdek ve zarlı organelleri bulunmayan hücrelerdir.
Bakteriler, siyanobakteriler ve arkeler prokaryot hücre yapısına sahiptir.
Prokaryot hücrelerin en belirgin özelliği, zarla çevrili bir çekirdek yapılarının olmamasıdır.
Zarlı organeller de bulunmaz. Sadece organel olarak zarsız olan ribozom bulundururlar.
Kalıtım materyalleri ise sitoplazma içerisinde dağınık olarak bulunur.
Bu canlılardaki bütün metabolizma olayları, sitoplazma ve hücre zarındaki yapılarda gerçekleşir
Prokaryotik canlıların hepsi bir hücrelidir
Kemosentez olayını sadece prokaryotik canlılardan bakteriler ve arkeler gerçekleştirir.

2. Ökaryot Hücre:

Çekirdek zarı ve zarlı organelleri bulunan hücrelerdir.
Zarsız organellere de sahiptirler.

Örneğin Bitkiler, hayvanlar, mantarlar ve protista grubunda incelenen canlıların yapılarını oluşturan hücreler ökaryot özelliğe sahiptir.

Prokaryot ve Ökaryot Hücrelerin Benzer Yönleri

Hücre zarının bulunması

Sitoplazma sıvısının bulunması

Kalıtım materyalinin bulunması

Ribozom organelinin bulunması

PROKARYOT HÜCRE	ÖKARYOT HÜCRE
Ökaryotlardan önce oluşmuştur.	Prokaryotlardan sonra oluşmuştur.
Daha küçük ve basittir.	Daha büyük ve gelişmiştir.
Zarla çevrili çekirdek ve zarla çevrili organelleri yoktur.	Zarla çevrili çekirdek ve zarla çevrili organelleri vardır.
Çekirdekçik yok.	Çekirdekçik var.
Nükleoid bölgede, halkasal tek bir kromozom bulunur.	Çekirdekte tek veya daha fazla doğrusal kromozom bulunur.
Ribozomları nispeten küçük. (30-50S)	Ribozomları nispeten büyük. (40-60S)
DNA’da histon bakterilerde yok arkelerde var.	DNA’da histon var.
DNA replikasyonu tek bir noktadan (orjinden) başlar.	DNA replikasyonu yüzlerce noktadan (orjinden) başlar.
İkiye bölünme ile çoğalırlar. Mitoz-Mayoz yok. (Mitotik bölünme yok).	Mitoz-mayoz bölünme ile çoğalırlar. (Mitotik bölünme var).
mRNA sentez sonrası değişime uğramaz.	mRNA sentez sonrası değişime uğrar.
Protein sentezi bakterilerde f-metionin, arkelerde metionin ile başlar.	Protein sentezi metionin ile başlar.
Çoğunda hücre duvarı vardır.	Bir kısmında hücre duvarı vardır.
Kromozom sayısı tek ve haploit	Kromozom sayısı birden fazla ve diploit
Kemosentez yapan çeşitleri vardır.	Kemosentez yapan yoktur.

Prokaryot hücre yapısına sahip organizmaların bazı belirleyici özellikleri.

1. En önemlisi zarlı oluşuma sahip olmaması

2. Sitoplazmasında DNA’nın bulunması,

3. Kemosentez yapması

4. Oksijensiz solunum (fermantasyon değil) yapması (sadece bazı bakterilere özgüdür)

5. Endospor oluşturabilmesi (sadece bazı bakterilere özgüdür.)

Bir hücreli olması, hücre duvarı taşıması prokaryot olduğunu kanıtlamaz. Çünkü bu özellikler bazı ökaryot hücreliler için de geçerlidir.

HÜCRE TEORİSİ

HÜCRE ÖLÇÜLERİ

PROKARYOT ÖKARYOT HÜCRE

HÜCRESEL YAPILAR VE GÖREVLERİ:

HÜCRESEL YAPILAR

Ökaryot hücreler, hücre zarı, sitoplazma ve çekirdek olmak üzere 3 ana kısımdan oluşur.

1. Hücre Zarı

Hücre zarının özellikleri:

Canlı, esnek, ince, seçici geçirgen (yarı geçirgen) bir yapıdır.
İki tabakalı fosfolipitten oluşmuştur
Çift lipit (fosfolipit) tabakası akıcı olup sürekli hareket hâlindedir.
Üzerinde madde alışverişini sağlayan porlar bulunur
Hücre zarı seçici geçirgendir.
Bir molekülün zardan geçip geçemeyeceği ya da kadar kolaylıkla geçebileceği molekülün ve hücrenin özelliğine bağlıdır.

b. Hücre zarının görevleri:

Madde alışverişini sağlar. (En önemli görevidir) Hücreyi dıştan sarar.
Dış etkilerden korur.
Hücreyi dağılmaktan korur.
Hücreye şekil verir.

c. Hücre zarının yapısı:

Hücre zarı protein, lipit ve karbonhidrat moleküllerinden meydana gelmiştir.
Bu moleküllerin genellikle zarda bulunma miktarları;

Protein (%55) > Lipit (%42) > Karbonhidrat (%3) şeklindedir.

Hücre zarı ile ilgili geçerli olan model 1972 yılında Singer (Singır) ve G.Nicholson (Nikılsın) tarafından geliştirilmiştir. Akıcı mozaik zar modeli olarak açıklanan bu modelde zarın yapısında iki sıra halinde fofolipit tabakası bulunur. Fosfolpitlerin suyu seven (hidrofilik) baş kısımları dışta, suyu sevmeyen (hidrofobik) kuyruk kısımları ise içe doğru yerleşmiştir.
Lipit tabakası sürekli hareket hâlindedir ve akıcı bir durumdadır. Zara esneklik sağlar.
Zardaki protein molekülleri lipit tabakalarının arasına gömülüdür ya da yüzeyinde bulunur.
Singer ve Nicholson zarla ilişkili proteinleri yüzeysel ve iç protein olarak sınıflandırmışlardır. İç proteinlerin çoğu zarın iki yanında açık kısımlar bulunacak biçimde lipit tabakayı bir baştan bir başa geçerek kanallar oluşturur. Bu proteinler zardan madde geçişinde rol alır.
Proteinlerin sayısı ve dağılımı hücreden hücreye farklılık gösterir.
Karbonhidratlar hemen hemen daima diğer moleküllerle bir arada bulunur. Ya glikoprotein ya da glikolipit halindedirler. Hemen hemen daima hücre dışına doğru çıkıntı yaparlar.
Bu karbonhidratlı yapı hücreyi dıştan bir örtü gibi kaplar. Bu tabakaya glikokaliks denir. Glikokaliks (glikoproteinler ve glikolipitler); Hücrenin antijenik özellik kazanmasında, Hücrelerin birbirini tanımasında, Hücre yüzeyinin negatif yük kazanmasında, Uyarıları algılayan reseptör oluşumunda, Bağışıklık sisteminde önemli rol oynar.
Glikokaliks tabakasının bozulması, hücrelerin kontrolsüz bölünmelerine (kanserleşmeye) neden olur.
Karbonhidrat + Protein = Glikoprotein, Karbonhidrat + Lipit = Glikolipit, dönüşümleri golgi organelinde gerçekleşir.

BİLGİ:

1. Hayvan hücrelerinin zarında zara sağlamlık ve esneklik veren, steroit olan kolesterol molekülü de bulunur. Kolesterol, zarın ortalama bir akışkanlıkta olmasında tampon görevi yapar.Yüksek ısı gibi iç ya da dış etkenlerin zar akışkanlığını artırmasını engelleyerek, zar dayanıklılığının sürdürülmesini sağlar Alkol veya çeşitli kimyasallarla zarın akışkanlığı artarsa kolesterol ile bu akışkanlık normal düzeyde tutulur.

2. Zar lipitlerindeki doymuş yağ asitleri düz zincirlidirler, doymamış yağ asitlerinin kuyrukları ise kıvrımlıdır. Zar lipitlerindeki doymamış yağ asitlerinin kuyruklarında kıvrımlar artıkça zarlar daha gevşek biçimde sıkışmaya başlar ve sonuçta daha akışkan olurlar.

AKIŞKAN MOZAİK ZAR MODELİ

HÜCRE ZARI PROTEİNLERİ

HÜCRE ZARININ AKIŞKANLIĞI

Hücre zrından maddelerin geçiş kolaylığı:

Küçük moleküller büyük moleküllere göre daha kolay geçer.
Nötr atomlar, iyonlara göre daha kolay geçer. Örnek:O2 > K+
Negatif (-) yüklü iyonlar, pozitif (+) yüklü iyonlara göre daha kolay geçer. Örnek: Cl- > Na+
Yağda çözünen maddeler, suda çözünenlere göre daha kolay geçer. Örnek: A,D,E,K vitaminleri > B grubu, C vitaminleri
Yağı çözen maddeler, çözemeyenlere göre hücre zarından daha kolay geçer. Örnek: Eter, kloroform, alkol > A vitamini

HÜCRE DUVARI (HÜCRE ÇEPERİ)

Bazı canlılarda hücre zarının dışında hücre duvarı (hücre çeperi) vardır.
Bakteri, alg, mantar ve bitkiler hücre çeperi bulundururlar. Hayvan hücrelerinde yoktur.
Hücre duvarı, cansız, hücre zarına göre daha kalın ve dayanıklı bir yapıya sahip olduğundan bitki hücrelerini dışarıdan gelebilecek mekanik etkilere karşı korur. Hücre zarı canlı olduğundan seçici geçirgen özelliğe, hücre çeperi ise cansız olduğundan tam geçirgen özelliğe sahiptir.

Canlı türlerine göre çeperin yapı maddesi:

Mantarlarda → kitin,

Bitkilerde ve alglerde → selüloz

Bakterilerde → peptidoglikan, (Peptidoglikan = Protein + karbonhidrat)

Arkebakterilerde →Sahte (yalancı) peptidoglika

Hücre yaşlandıkça biriktirecekleri madde miktarı artacağından yaşlı hücrelerde çeperler daha kalındır.

BİLGİ:
Bitkilerde hücre duvarının temel yapısı selüloz olup değişik bitkilerde lignin, suberin , pektin de birikebilir.

Bitkilerde hücre duvarını oluşturan selüloz, hücre zarında bulunan selüloz sentez kompleks proteinleri tarafından üretilir. Golgi aracılığı ile düzenlenir.

Hücre Zarı ve Hücre Çeperinin Karşılaştırılması

Hücre zarı	Hücre çeperi
Tüm hücrelerde bulunur.	Bakteri, mantar, bitki ve bazı alglerde bulunur.
Üzerinde porlar bulunur.	Üzerinde geçitler bulunur.
Seçici geçirgendir.	Tam geçirgendir.
Hücre içeriğinin dağılmasını önler ve hücreyi dış etkenlerden korur.	Turgor basıncına ve dış etkilere karşı bitkiyi korur. Bitkiye destek verir.

Hücre Zarının Farklılaşması İle Oluşan Yapıları

1. Villus (mikrovillus): Bağırsak epitelinde besinleri emme görevi olan hücrelerde, hücre zarının bir miktar sitoplâzmayla dışarı doğru oluşturduğu parmak şeklindeki uzantılara villus denir. Villusların üzerindeki daha küçük uzantılara mikrovillus denir.

2. Yalancı ayak: Amip, akyuvar ve cıvık mantar hücrelerinde besin bulma ve yer değiştirme için hücre zarının oluşturduğu geçici uzantılardır.

3. Sil: Siller hem bir hücreli hem de çok hücreli ökaryot canlılarda bulunur. Örneğin, memelilerde solunum yollarının iç yüzeyini kaplayan hücreler sillidir. Bir hücrelilerden paramesyumun su içerisinde hareketi sillerle sağlanır.

4. Kamçı: Kamçılar, sillerden daha uzun olmaları ve dalga benzeri hareketleriyle farklılık gösterir. Hücrede bir ya da iki tane bulunur. Örneğin bazı bakterilerde, öglena ve memeli spermlerindeki hareket kamçı ile sağlanır

5. Pinositoz cebi: Porlardan geçemeyecek kadar büyük sıvı besinlerin alınmasında hücre zarında oluşan geçici çöküntülerdir. Hayvansal hücrelerde görülür.

6. Mesozom: Bakterilerde mitokondri görevi gören zar kıvrımlarıdır. Burada solunum enzimleri bulunur.

BİLGİ

Yalancı ayak ve pinositik cep geçici oluşumlardır. Mesozom ökaryotik hücrelerde bulunmaz.

HÜCRE ZARINDAN MADDE GEÇİŞLERİ

Hücrelerin canlılıklarını korumaları ve sürdürebilmeleri için madde alışverişi yapabilmeleri gerekir.
Madde alışverişi sayesinde hücrede gerçekleştirilecek metabolik faaliyetler için ihtiyaç duyulan organik ve inorganik maddelerin alınması, metabolik olaylar sonucu oluşan artık maddelerin ve ürünlerin de dışarı atılması gerçekleşir. Böylece hücre içi madde dengesi korunmuş olur.

Hücre zarından madde geçişlerini taşınan maddelerin büyüklüğüne göre ikiye ayılır.

1. Küçük Moleküllerin Geçişi: Pasif taşıma (difüzyon ve osmoz) Aktif taşıma
2. Büyük Moleküllerin Geçiş: Endositoz (fagositoz ve pinositoz) Ekzositoz

Hücre zarından madde geçişlerini enerji harcanıp harcanmamasına göre ikiye ayırabiliriz:

A. Enerji (ATP) harcanmayan geçişler: Pasif taşıma (difüzyon ve osmoz)

B. Enerji (ATP) harcanan geçişler: Aktif Taşıma, endositoz (fagositoz ve pinositoz) ve ekzositoz

Küçük Moleküllerin Geçişi

a. Pasif Taşıma:

Küçük boyutlu moleküllerin hücre zarından enerji harcanmadan doğrudan geçmesi ile olan taşımadır.

Pasif Taşımanın Özellikleri Küçük boyutlu moleküller taşınır. Hücre enerji harcamaz.

Taşıma çok yoğun ortamdan az yoğun ortama doğrudur. Çift yönlü olarak gerçekleşebilir.

Canlı ve cansız hücrelerde görülür. Sıcaklık ve hareket difüzyonu hızlandırır.

Geçişme moleküllerin kinetik enerjisiyle gerçekleşir.

Geçişme iki ortam arasında madde yoğunluğu dengeleninceye kadar devam eder, sonra durur.

Pasif taşıma üç şekilde gerçekleşir:

1.Difüzyon,

2.Kolaylaştırılmış difüzyon ve 3.Osmoz

1.Difüzyon:

Madde konsantrasyonunun (yoğunluğunun) çok olduğu taraftan az olduğu tarafa maddenin kendi kinetik (hareket) enerjisi ile geçişidir.

Difüzyon hem canlı hem de cansız ortamlarda gerçekleşebilir. Bir zar olması şart değildir.

a. Basit Difüzyon:

Bazı moleküllerin, zarda bulunan fosfolipit tabakasından zarın her iki tarafındaki yoğunlukları eşitleninceye kadar geçişidir.

Enerji harcanmaz ve taşıyıcı proteinler kullanılmaz

BİLGİ:

Basit difüzyon ile çoktan aza fosfolipit tabakasından geçebilen moleküllerin bazıları:
Lipid çift tabakadan difüze olabilen yağda eriyen moleküller; O2, CO2, N2, yağ asitleri, steroid hormonlar (Kortizol, aldosteron, testesteron, östrojen ve progesteron), A, D, E ve K vitaminleri
Lipid çift tabakadan difüze olabilen suda eriyen küçük moleküller; su (az miktarda), üre, gliserol, alkol.

Hatırlatma: Elektrik yüklü iyonlar ve suda eriyen büyük moleküller (glukoz, fruktoz, galaktoz, amino asitler, nükleotidler ve bu temel ünitelerin uç uca eklenmesi ile oluşan polisakkaritler, polipeptidler/proteinler, nükleik asitler, iyonize fosfat içeren bileşikler - ATP vs) ise lipit tabakadan hiçbir şekilde difüze olamaz.

Difüzyon hızını etkileyen faktörler:

Zardaki protein kanalının sayısı arttıkça difüzyon hızı artar.
Molekülün büyüklüğü arttıkça difüzyon hızı azalır.
Ortam sıcaklığı arttıkça moleküllerin kinetik enerjileri artacağından difüzyon hızı da artar.
Difüzyon yüzeyinin genişliği arttıkça difüzyon hızı artar.
İki ortam arasındaki yoğunluk farkı arttıkça difüzyon hızı artar.
Molekülün yapısal özellikleri vb. durumlardan etkilenir.

BİLGİ:

Difüzyon sırasında enerji harcanmaz, enzim kullanılmaz, canlılık şart değildir. Zarlı ve zarsız ortamlarda gerçekleşebilir.

b. Kolaylaştırılmış Difüzyon

Su ve suda çözünen bazı maddeler, fosfolipit tabakasından doğrudan geçemezler. Glukoz, amino asit, bazı iyonların, suyun büyük kısmının kanal t aşıyıcı protein ile (kanal proteinlerinden) yoğunluğun çok olduğu taraftan az olduğu tarafa doğru taşınmasıdır.
Amaç difüzyonun daha hızlı gerçekleşmesini sağlamaktır.
Yalnızca yüksek derişimden düşük derişime doğru olur.

BİLGİ:

Kolaylaştırılmış difüzyonda enerji harcanmaz. Enzim kullanılmaz. Taşıyıcı protein görev yapar.
Glukoz, fruktoz, galaktoz, amino asitler, B ve C vitaminleri, iyonlar, tuzlar gibi suda çözünebilen maddeler bu yolla taşınır.
Basit difüzyonda diffüze olacak madde ortamda konsantrasyonu arttıktan sonra difüzyon hızı artar ama kolaylaştırılmış difüzyonda belli bir eşik değerinden sonra artış durur.

Doğrudan fosfolipit tabakasından geçebilen ve geçemeyen moleküller

3.Osmoz:

Osmoz suyun özel difüzyonudur.

Suyun, yarı geçirgen bir zar üzerinde çok olduğu ortamdan, az olduğu ortama doğru geçişine denir.

BİLGİ:

Osmoz zar varlığında gerçekleşir. Difüzyon ise hem zarlı hem de zarsız ortamlarda gerçekleşir.

OSMOZUN GERÇEKLEŞTİĞİ FARKLI ORTAMLAR

Hipertonik (çok yoğun) ortam (Derişik çözelti):

Hücreye göre çözünen madde miktarının çok, suyun az olduğu ortamdır. Örneğin; tuzlu su, şekerli su gibi.

Plazmoliz (büzülme): Hipertonik ortama konulan bir hücrenin su kaybederek büzülmesidir.

BİLGİ:

Hipertonik ortama konulan bitki hücresinde koful küçülür. Zar ile çeper arasındaki boşluk artar. Selüloz çeperden dolayı küçülme azdır. Hayvan hücresinde ise çeper olmadığı için küçülme fazladır.

İzotonik (eş yoğun) ortam:

Su ve çözünen madde miktarı hücre ile aynı olan çözeltilere denir. Vücudumuzda hücre sitoplazması ile doku sıvıları izotoniktir.

İzotonik ortamlarda bulunan hücreler, derişim farkı olmadığından canlılıklarını sürdürür.

İzotonik çözeltilerde pasif taşıma olayları gerçekleşmez.

İzotonik ortamda madde alışverişi devam eder. Giren kadar madde de çıkar. Hücrenin büyüklüğünde bir değişim beklenmez.

Hipotonik (az yoğun) ortam: Hücreye göre maddenin az, suyun çok olduğu ortamdır. Örneğin; Saf su

Deplazmoliz: Plazmolize uğramış hücre, saf suya konursa su alarak eski hâline döner.

Hücrenin su alarak eski hâline dönmesine deplazmoliz denir.

Farklı ortamlarda hücre ile ortam arasında suyun geçiş yönleri

Turgor basıncı (TB):

Hipotonik ortamda su alarak şişen bitki hücresinde zarın çepere yaptığı basınca denir.

BİLGİ:

Turgor basıncı;

1. Otsu bitkilerin dik ve canlı durmasını sağlar.

2. Bitkilerde gaz alışverişi ve terlemede rol oynayan stomaların açılıp kapanmasında etkilidir.

3. Küstüm otu gibi bitkilerde nasti hareketlerinin gerçekleşmesini sağlar.

BİLGİ:

Eğer bitki hücresi hipotonik ortamda uzun süre beklerse, içine alınan su etkisi ile hücre zarına uygulanan turgor basıncı artar ve hücre zarı çepere doğru yaklaşır.
Eğer hayvan hücresi hipotonik ortamda uzun süre beklerse, hücre içine alınan su etkisiyle hücre zarına uygulanan turgor basıncı artar ve hücre bir süre sonra artan basınca dayanamaz ve patlar. Bu olaya hemoliz denir.
Hücre çeperine sahip olan hücrelerde hemoliz olmaz.

Osmotik basınç (OB):

Hücre içindeki çözünmüş maddelerin yaptığı basınçla oluşturdukları su emme kuvvetidir. Kısaca hücrenin su alma isteğidir de diyebiliriz.

Su molekülleri osmotik basıncın fazla olduğu yere doğru hareket eder.

Hücre içindeki çözünmüş madde miktarı arttıkça veya hücre su kaybettikçe osmotik basınç dolayısı ile emme kuvveti (EK) artar.

Hücre su alırsa veya hücrede çözünen madde miktarı azalırsa, osmotik basınç da azalır. Turgor basıncı ile osmotik basınç ters orantılıdır.

Hücrede çözünen madde miktarı arttıkça osmotik basınç artar, turgor basıncı azalır. Ortam suyu arttıkça turgor basıncı artar, osmotik basınç düşer.

Emme kuvveti (EK):

Osmotik basıncın neden olduğu su çekme kuvvetidir.

Emme kuvveti osmotik basınç ile turgor basıncı farkına eşittir. (EK = OS – TB) Emme kuvveti ile osmotik basınç doğru orantılıdır.

b. Aktif Taşıma:

Canlı hücrelerde enerji harcanarak zardan geçebilen madde moleküllerinin az olduğu ortamdan çok olduğu ortama hücre zarından taşınmasıdır.

Aktif Taşımanın Özellikleri

Hücrede ATP harcanır.
Madde, derişimin az olduğu ortamdan çok olduğu ortama doğru taşınır. Hem hücre içine hem de hücre dışında doğru olmak üzere çift taraflı gerçekleşebilir.
Sadece canlı hücrelerde görülür.
Hücre zarındaki enzimler ve taşıyıcı proteinler görev yapar.
Pasif taşıma için yoğunluk farkı şarttır. Ancak aktif taşıma için yoğunluk farkı şart değildir.
Pasif taşıma olayı ile hücre ve ortamı arasındaki yoğunluk farkı zamanla kaybolur. Ancak aktif taşıma ile yoğunluk farkı korunabilir.

BİLGİ:

Aktif taşımada ve kolaylaştırılmış difüzyonda bir taşıyıcı protein kullanılması, küçük moleküllerin taşınması, canlı hücrelerde gerçekleşmesi ortaktır.

Hücre zarındaki aktif taşıma

Büyük Moleküllerin Geçişi:

Endositoz ve ekzositoz olmak üzere iki şekilde gerçekleşir.

A. Endositoz:

Hücre zarından geçemeyen büyük moleküllerin koful oluşturularak hücre içine alınmasına denir.

Endositozun özelliklleri:

1.Bakteri ya da protein gibi büyük moleküller alınır.

2.Endositoz olayında enzimler görev alır ve ATP harcanır.

3.Enzim kullanılır ancak endositoz bir aktif taşıma biçimi değildir.

4.Bakteri ve mantar hücrelerinde hücre duvarı endositozu engeller.

5.Endositoz olayında yoğunluk farkı önemli değildir.

6.Endositoz sırasında hücre zarının bir kısmı kopup koful oluşumuna katıldığı için hücrenin yüzey alanı küçülür.

7.Endositoz olayı tek yönlüdür. (Hücre dışından içine doğru)

8.Sadece canlı hücrelerde gerçekleşir.

Endositoz Çeşitleri:

Alınan maddenin sıvı veya katı oluşuna göre endositoz iki şekilde gerçekleşir

1. Fagositoz (Yeme):

Bakteri gibi hücrelerin ve büyük moleküllü katı besin maddelerinin yalancı ayaklarla sarılarak koful şeklinde hücre içine alınmasıdır.

Amip, öglena, paramesyum gibi tek hücrelilerin beslenme şekli, akyuvarların mikropları yutması, fagositoza örnek verilebilir.

Besin, hücre zarının oluşturduğu yalancı ayaklarla sarılarak hücre içine alınır. Yalancı ayakların bu hareketiyle oluşan yapı, zardan ayrılıp besin kofulu hâlinde sitoplazmaya aktarılır.

Besinlerin koful içinde sindirimi, lizozomdan gelen sindirim enzimleri ile gerçekleşir.

2. Pinositoz (İçme):

Büyük sıvı moleküllerin pinositik cep oluşturularak hücre içine alınması olayıdır.

Sıvı moleküllerin zara değmesi ile zar içeri doğru çöküntü yaparak pinositoz cebini meydana getirir. Sıvı moleküller pinositoz cebine dolar ve cebin boğumlanması ile pinositik koful oluşur.

Kan yoluyla taşınan hormonların ilgili doku hücreleri tarafından alınması genellikle bu yolla olmaktadır.

B. Ekzositoz

Hücrelerin koful içindeki büyük maddeleri hücre dışına vermesi olayıdır.

Hücrelerin dışarı verdiği maddeler atık maddeler olabileceği gibi hücrelerin ürettiği özel maddeler de olabilir.

Örneğin sindirim enzimleri, böcekçil bitkilerde ve ayrıştırıcı (çürükçül) mantarlarda bu yolla hücre dışına verilir.

Ekzositozun özelliklleri:

Enzimler görev alır ve ATP harcanır.

Enzim, hormon, reçine gibi maddeler salgılanır. Sadece canlı hücrelerde gerçekleşir.

Zara koful eklenmesi olduğundan hücre zarı yüzeyi genişler. Madde geçişi tek yönlüdür. (Hücre içinden dışına doğru) Derişim farkı önemli değildir.

BİLGİ:

Endositoz olayı istisnalar hariç (Azot bağlayıcı bakterilerin bitki kök hücresine girip nodül oluşumu gibi) hücre çeperi taşıyan bakteri, mantar ve bitki gibi hücrelerde görülmez. Ancak ekzositoz görülür. Örneğin böcekçil bitkiler enzimlerini ekzositoz ile hücre dışına salgılar.
Prokaryotik organizmalar koful oluşturamadığı için hem ekzositoz hem de endositoz yapamazlar. Örneğin saprofit bakteriler, hücre dışına gönderecekleri enzimleri ekzositoz ile değil, translokaz adı verilen taşıyıcı proteinler yardımıyla salgılar.

HÜCRE ZARINDAN MADDE GEÇİŞLERİ