Hücre teorisi ve akıcı mozaik zar modeli
Tüm canlıların yapısal ve işlevsel temel birimi hücredir. Hücre teorisi, Robert Hooke’un hücreyi adlandırması, Schleiden ve Schwann’ın bitki ve hayvanların hücrelerden oluştuğunu göstermesi ve Virchow’un her hücrenin var olan bir hücrenin bölünmesiyle oluştuğunu eklemesiyle bugünkü şeklini almıştır.
Hücreyi dış ortamdan ayıran ve sitoplazmayı bir arada tutan hücre zarı, günümüzde geçerli olan Akıcı Mozaik Zar Modeli (Singer ve Nicolson) ile açıklanır.
| Zar bileşeni | Yapısı ve konumu | Görevi |
|---|---|---|
| Fosfolipit tabakası | Çift katmanlı; suyu seven (hidrofilik) başlar dışta, suyu sevmeyen (hidrofobik) kuyruklar içtedir | Zarın temel akıcı çatısını oluşturur; esneklik sağlar. |
| Zar proteinleri | Fosfolipit tabakasına gömülü veya yüzeydedir | Madde geçişi için kanal oluşturur; enzim ve reseptör görevi görür. |
| Glikoprotein ve Glikolipit | Zarın dış yüzeyine bakan karbonhidrat zincirleridir | Hücrenin kimliğini (antijen) belirler; hücrelerin birbirini ve hormonları tanımasını sağlar. |
| Kolesterol | Yalnız hayvan hücresi zarlarında fosfolipitlerin arasındadır | Zarın akışkanlığını sıcaklık değişimlerine karşı dengeler. |
KısayolHücre zarının özgüllüğü ve kimliği (hücre tanıma) dış yüzeyindeki glikoprotein ve glikolipitlerden kaynaklanır; seçici geçirgenliği ise fosfolipit çift tabaka ve zar proteinleri sağlar.
Hücre zarından madde geçişleri
Hücre zarı seçici geçirgen (yarı geçirgen) bir yapıya sahiptir. Küçük moleküller büyüklere, nötr maddeler iyonlara, yağda çözünen maddeler (A, D, E, K vitaminleri) suda çözünenlere göre zardan daha kolay geçer.
| Taşıma türü | Yoğunluk yönü | ATP harcanır mı? | Taşıyıcı protein kullanılır mı? |
|---|---|---|---|
| Basit difüzyon | Çok yoğundan → Az yoğuna | Harcanmaz | Kullanılmaz (fosfolipit tabakasından doğrudan geçer) |
| Kolaylaştırılmış difüzyon | Çok yoğundan → Az yoğuna | Harcanmaz | Kullanılır (kanal veya taşıyıcı proteinle) |
| Osmoz (suyun difüzyonu) | Suyun çok olduğu yerden → Az olduğu yere | Harcanmaz | Aquaporin su kanalları kullanılır |
| Aktif taşıma | Az yoğundan → Çok yoğuna | HARCANIR | Kullanılır (yalnız canlı hücrelerde gerçekleşir) |
| Endositoz (fagositoz / pinositoz) | Büyük moleküllerin içeri alınması | HARCANIR | Koful oluşumuyla alınır (çeperli hücrelerde fagositoz görülmez) |
| Ekzositoz | Büyük moleküllerin dışarı atılması | HARCANIR | Kofulun zarla kaynaşmasıyla atılır |
Madde geçişi kuralıMolekül zardan geçebilecek boyuttaysa: Çoktan aza ATP’siz (difüzyon), azdan çoğa ATP’li (aktif taşıma). Zardan geçemeyecek boyuttaysa: İçe alım endositoz, dışa salım ekzositozdur.
Osmoz ve çözelti türleri
Suyun yarı geçirgen bir zardan suyun çok olduğu (az yoğun) ortamdan suyun az olduğu (çok yoğun) ortama geçişine osmoz denir. Hücrenin bulunduğu ortama göre üç çözelti türü tanımlanır:
| Çözelti türü | Derişimi | Hücreye etkisi (Bitki / Hayvan) |
|---|---|---|
| Hipertonik çözelti | Hücreden daha yoğun ortam | Hücre su kaybeder ve büzülür; buna plazmoliz denir. |
| Hipotonik çözelti | Hücreden daha az yoğun (ör. saf su) | Hücre su alarak şişer (plazmolize olmuş hücrenin geri dönmesine deplazmoliz denir). Bitkide turgor oluşur; hayvan hücresi patlar (alyuvarlarda buna hemoliz denir). |
| İzotonik çözelti | Hücre içiyle eşit derişim | Hücreye giren ve çıkan su miktarı eşittir; hacim değişmez. |
Bitki hücrelerinde selüloz çeper bulunduğu için aşırı su alsa da turgor basıncına dayanır ve patlamaz; hayvan hücreleri çeper taşımadığı için hipotonik ortamda patlar (alyuvarlarda buna hemoliz denir).
Örnek. Bir alyuvar hücresi ile bir bitki hücresi saf suya (%0 tuz içeren hipotonik ortam) bırakıldığında gerçekleşen olayları karşılaştırın.
- Saf su her iki hücre için de hipotonik (az yoğun) ortamdır; hücreler osmoz kurallarına göre sürekli su alır.
- Bitki hücresi su aldıkça şişer ve turgor durumuna geçer; sert selüloz çeperi basıncı dengeleyerek patlamasını engeller.
- Alyuvar hücresinde hücre çeperi yoktur; içeri dolan suyun oluşturduğu basınca dayanamayarak patlar (hemoliz gerçekleşir).
CevapBitki hücresi turgor olur ve patlamaz; alyuvar hücresi hemolize uğrayarak patlar.
Örnek. Hücre dışındaki glikoz yoğunluğu %0,2 iken hücre içindeki glikoz yoğunluğu %4’tür. Hücre dışarıdan glikoz almaya devam ediyorsa bu olayın mekanizmasını açıklayın.
- Glikoz molekülü zardan geçebilecek büyüklükte küçük bir organik monomerdir.
- Hücre glikozu daha az yoğun olduğu dış ortamdan (%0,2) daha çok yoğun olduğu hücre içine (%4) doğru taşımaktadır.
- Az yoğundan çok yoğuna taşıma kuralı gereğince bu olay aktif taşımadır.
- Aktif taşımada taşıyıcı proteinler görev alır, enzimler çalışır ve ATP enerjisi harcanır; hücrenin canlı olması zorunludur.
CevapAktif taşıma gerçekleşir; ATP harcanır ve canlılık şarttır.
Sitoplazma ve organeller
Sitoplazma, hücre zarı ile çekirdek arasını dolduran yarı akışkan sıvı kısım (sitozol) ile organellerden meydana gelir.
| Organel grubu | Organel | Zar durumu | Temel görevi |
|---|---|---|---|
| Zarsız organeller | Ribozom | Zarsız | Amino asitlerden protein sentezlemek (tüm canlılarda ortaktır). |
| Zarsız organeller | Sentrozom | Zarsız | Hücre bölünmesinde iğ ipliklerini oluşturmak (hayvanlarda vardır, gelişmiş bitkilerde yoktur). |
| Tek zarlı organeller | Endoplazmik retikulum (ER) | Tek zarlı | Madde iletimi; granüllü ER protein taşır, granülsüz ER lipit sentezler ve Ca²⁺ depolar. |
| Tek zarlı organeller | Golgi aygıtı | Tek zarlı | Maddeleri işler, paketler ve salgılar; glikoprotein sentezler. |
| Tek zarlı organeller | Lizozom | Tek zarlı | Hücre içi sindirimi yapar; hidroliz enzimleri içerir (bitkilerde bulunmaz). |
| Tek zarlı organeller | Koful | Tek zarlı | Depo, besin, boşaltım kofulu; tatlı su bir hücrelilerinde kontraktil koful suyu atar. |
| Çift zarlı organeller | Mitokondri | Çift zarlı | Oksijenli solunumla ATP üretir; kendi DNA, RNA ve ribozomu bulunur. |
| Çift zarlı organeller | Kloroplast | Çift zarlı | Fotosentezle organik besin ve oksijen üretir; kendi DNA, RNA ve ribozomu vardır. |
Mitokondri ve kloroplastMitokondri ve kloroplast çift zarlıdır, kendilerine ait halkasal DNA, RNA ve ribozomları sayesinde çekirdek kontrolünde çoğalabilirler.
Çekirdek ve bitki-hayvan hücresi karşılaştırması
Ökaryot hücrelerin yönetim ve kalıtım merkezi çekirdektir. Çekirdek zarı (çift katlıdır ve porları hücre zarından büyüktür), çekirdek sıvısı, çekirdekçik (rRNA sentezlenir) ve kromatin iplikten (DNA + protein) oluşur.
| Özellik | Bitki hücresi | Hayvan hücresi |
|---|---|---|
| Hücre çeperi | Vardır (selüloz yapılıdır) | Yoktur |
| Plastitler (Kloroplast) | Vardır | Yoktur |
| Sentrozom | Gelişmiş bitkilerde yoktur | Vardır |
| Lizozom | Yoktur (fitolizozom benzeri yapılar vardır) | Vardır |
| Koful yapısı | Merkezi, büyük ve az sayıdadır | Küçük ve çok sayıdadır |
| Hücre şekli | Çeper nedeniyle genellikle köşelidir | Genellikle yuvarlak veya düzensizdir |
Testten önce bunları bil
- Kolaylaştırılmış difüzyonda ATP harcanmaz
Taşıyıcı protein kullanılması kafanızı karıştırmasın; geçiş çok yoğundan az yoğuna olduğu sürece ATP harcanmaz ve olay difüzyondur.
- Bitki hücreleri saf suda patlamaz
Bitki hücresi saf suya konduğunda şişip turgor basıncına ulaşır ancak selüloz çeper hücreyi koruduğu için patlamaz. Hemoliz, alyuvarların patlamasına verilen addır.
- Çift zarlı organellerin kendi genetiği vardır
Mitokondri ve kloroplast kendi DNA, RNA ve ribozomuna sahiptir; ihtiyaç hâlinde çekirdek kontrolünde bölünüp çoğalabilirler.
- Çeperli hücreler fagositoz yapamaz
Bakteri, mantar ve bitki hücreleri hücre çeperi taşıdıkları için yalancı ayakla fagositoz yapamaz.
Kendini dene
Cevaba dokun — neden öyle olduğunu birlikte görelim.
Akıcı mozaik zar modeline göre hücre zarına özgüllük ve kimlik kazandıran, hücrelerin birbirini tanımasını sağlayan yapılar hangileridir?
Küçük moleküllerin çok yoğun ortamdan az yoğun ortama ATP harcanmadan geçişi hangi seçenekte doğru adlandırılmıştır?
Bir bitki hücresi hipertonik (çok yoğun) bir çözeltiye bırakıldığında su kaybederek büzülmesi olayına ne ad verilir?
Kendine ait halkasal DNA, RNA ve ribozoma sahip olan çift zarlı organel çifti hangisidir?
Hücre içi sindirimi gerçekleştiren ve içinde hidrolitik enzimler barındıran tek zarlı organel hangisidir?
Aşağıdaki yapılardan hangisi gelişmiş bir bitki hücresinde bulunurken hayvan hücresinde BULUNMAZ?
Zardan geçemeyecek büyüklükteki katı besin maddelerinin yalancı ayaklar oluşturularak hücre içine alınmasına ne ad verilir?
Tatlı sularda yaşayan paramesyum ve amip gibi bir hücrelilerde içeri dolan fazla suyu ATP harcayarak dışarı pompalayan organel hangisidir?
Bitki hücrelerinin saf suya bırakıldıklarında hayvan hücreleri gibi patlamamasının temel sebebi nedir?
Hücre bölünmesi sırasında iğ ipliklerinin oluşumunu sağlayan ve hayvan hücrelerinde bulunan zarsız organel hangisidir?
Alıştırma bitti — –
Sıradaki konu: Canlıların sınıflandırılması.
0/10 · soru cevaplandı