Hayvan hücresi nedir? Hayvan hücre bileşenleri yapısal organelleri nelerdir? Hayvan hücresinin yapısı ve hayvan hücresi bileşenlerinin işlevleri hakkında bilgiler.
Hücreler yapı ve işlevlerinde büyük farklılıklar gösterse de, yaşam koşulları, tüm hücrelerin bileşimi ve faaliyetleri üzerine bazı temel gereksinimler getirir. Temel bileşenler, bir kontrol merkezi olarak hizmet eden çekirdeği, işi yapan sitoplazmayı ve onu saran bir plazma zarını içerir.
Çekirdek.
Çekirdek genellikle hücre hacminin yaklaşık 1/10’unu kaplayan küresel veya oval bir gövdedir. Esas olarak deoksiribonükleik asitten (DNA) ve histon adı verilen temel proteinlerden oluşan kromozomları içerir. Kromozomlar hücrenin genetik bilgisini taşır ve hücre aktivitelerinin düzenlenmesinde merkezi bir rol oynar. Ayrıca bkz. Kromozom; Mitoz.
Çekirdekçik.
Çekirdek genellikle ribonükleik asit (RNA) bakımından zengin ve DNA’da eksik olan nükleol olmak üzere iki küresel gövde içerir. Her kromozom seti için genellikle bir nükleol bulunur; bu nedenle normal diploid hücre, iki kromozom seti ve iki nükleol içerir. Sayıların bu eşitliği, nükleolusun, her sette bir kromozom tarafından taşınan bir nükleolar düzenleyici ile birlikte oluşması gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Bu düzenleyici muhtemelen kromozomun ribozomal RN’nin sentezlendiği bölgesidir. Ribozomal RNA, aşağıda açıklanan ribozomlar olarak bilinen hücre organellerinin temel bileşenlerinden biridir.
Nükleer Membran.
Çekirdek, küçük bir boşlukla ayrılmış iki ince birim zardan oluşan bir nükleer zarf veya zar ile sınırlıdır. Bu karmaşık zarf, muhtemelen çekirdek ve sitoplazma arasında malzeme alışverişini sağlayan çok sayıda nükleer gözenekle delinir. Bu değişim muhtemelen her bir gözeneğin ağzını dolduran yoğun bir malzeme tarafından kontrol edilir.
Birim Membranları.
Nükleer zarfın iki birim zarının her biri, bir protein tabakası, bir lipit tabakası ve başka bir protein tabakasından oluşan üç katmanlı (3 katmanlı) bir yapıdır. Hücrenin diğer birçok bölümünde meydana gelen bu önemli temel yapının kalınlığı yaklaşık 60 ila 120 A (angstrom birimleri) arasında değişir. Birim zarlar, moleküllerin hem hücre içinde hem de hücre ile çevresi arasındaki hareketini sınırlar. Ayrıca, belirli moleküllerin, ya çok küçük gözeneklerden pasif olarak ya da bir “pompalama” mekanizmasıyla aktif olarak kendi içlerinden geçmesine izin verme araçlarına da sahiptirler.
Sitoplazma.
Sitoplazma çekirdeği çevreler ve hücrenin aktif işlevlerinin çoğunu gerçekleştirir. Sitoplazmanın bileşimi bir hücre tipinden diğerine değişse de, çoğu hücrede belirli temel alt yapılar bulunur.
Ribozomlar.
Ribozomlar, proteinleri sentezleyen yaklaşık 250A çapında parçacıklardır. Çekirdekçik tarafından üretilen büyük RNA moleküllerinden ve çeşitli proteinlerden oluşurlar. Ribozomlar tarafından sentezlenen proteinler sitoplazmanın çözünür kısmında veya temel maddede kalacaksa, ribozomlar bu matris içinde serbest kalır. Örneğin, hızla büyüyen bir hücrede ribozomların çoğu temel maddede bulunur. Burada üretilen proteinler, hücrenin bölünmeler arasında hacmini arttırmasına izin verir. Bununla birlikte, proteinlerin temel maddeden ayrılması gerekiyorsa, ribozomlar sitoplazmada zarla çevrili keselerin dış yüzeyine bağlanır.
Endoplazmik retikulum.
Bu ribozom çivili keseler, pürüzlü yüzeyli (veya granüler) endoplazmik retikulumun (kaba ER) sarnıçlarıdır. Zarlar, nükleer zarfın birim njem-branlarına benzer. Aslında, zarfın dış zarı sıklıkla kaba ER’nin zarları ile süreklidir ve kendisi ribozomlarla kaplanabilir. Kaba ER’nin ribozomları tarafından sentezlenen proteinler doğrudan zara geçer. Bazıları zar büyümesi için malzeme sağlamak için burada kalır. Ancak birçok protein, sitoplazmanın diğer bileşenlerinden ayrı kaldıkları sarnıç boşluğuna geçer. Ayrılan proteinler ya hücre içinde daha sonra kullanılmak üzere depolanır ya da organizmanın yararına hücreden salgılanır.
Düz yüzeyli (veya agranüler) endoplazmik retikulum, pürüzlü yüzeyli bileşenden ribozom eksikliği ile ayırt edilir. Sıklıkla, yine birim zarlarla sınırlanmış kıvrımlı tübüllerden oluşur. Düz ER’nin işlevleri biraz belirsiz olsa da, muhtemelen belirli türdeki moleküllerin (şeker, yağlar, tuzlar, steroidler ve proteinler) sitoplazma içinde ayrılmasını ve taşınmasını sağlar.
Golgi Aygıtı.
Golgi aygıtı veya Golgi kompleksi, birim zarlarla çevrili alanlardan oluşan başka bir sitoplazmik organeldir. Yapı, ilk olarak 1898’de İtalyan biyolog Camillo Golgi tarafından gümüş tuzlarından görünür bir çökelti oluşturma yeteneği sayesinde tanımlandı. Elektron mikroskobu Golgi aygıtının hem düzensiz hem de küresel veziküllerle çevrili düz sarnıç yığını olduğunu ortaya çıkardı. Bir hücrede, bazen daha büyük, sürekli bir ağ içeren birkaç Golgi kompleksi bulunabilir. Golgi cisimlerine geçici olarak atanan roller arasında, endoplazmik retikulumdan yeni sentezlenmiş proteinin “paketlenmesi” ve bu tür proteinlerin diğer tür moleküllerle kompleksleştirilmesi yer alır.
Mitokondri.
Mitokondri (tekil, mitokondri), tüm aerobik (oksijen kullanan) hücrelerde bulunan ayrı sitoplazmik cisimlerdir. Genellikle 1 ila 2 mikron uzunluğunda ve yaklaşık 1/2 mikron çapındadırlar ve biri diğerini çevreleyen iki birim zara sahiptirler. Bir zar, uzun yapının dış duvarını oluşturur ve diğeri, çok daha geniş bir yüzey alanına sahip olan iç zar, son derece kıvrımlıdır – ya cristae adı verilen düzleştirilmiş kıvrımlar veya küçük tübüller halinde. Oksidatif fosforilasyon işlemiyle yüksek enerjili molekül adenozin trifosfatın (ATP) oluşumuna aracılık eden enzimler, mitokondri içinde, muhtemelen iç zarların yüzeylerine bağlı iyi düzenlenmiş komplekslerde bulunur. ATP, çok sayıda hücresel süreç için kullanılabilir enerji sağlar.
Lizozomlar.
Genellikle hayvan hücrelerinde bulunan bir diğer bileşen ise lizozomdur. Asit fosfatazlar gibi hidrolitik enzimler, sitoplazmanın diğer kısımlarını yok etmeyecekleri bu zarla çevrili gövdelerde bulunurlar. Lizozom gıda vakuolleri ile birleşebilir ve hidrolitik enzimler daha sonra çeşitli büyük molekülleri hücre tarafından kullanılabilen küçük moleküler alt birimlere ayırır (sindirir).
Diğer Sitoplazmik İnklüzyonlar.
Diğer sitoplazmik inklüzyonlar, farklı hücre tipleri arasında önemli değişkenlikle mevcuttur. Gıda vakuolleri, fagositoz ürünlerini içeren zarla sınırlı keselerdir. Diğer vakuoller su dengesinde rol oynayabilir. Glikojen, özellikle hayvan hücrelerinde depolanmış bir gıda kaynağı olarak hizmet eden bir polimerik glikoz şeklidir. Pigment granülleri özellikle epidermal hücrelerde belirgindir, ancak aynı zamanda iç organların daha yaşlı hücrelerinde de bulunur. Yağlar ve diğer lipidler, sitoplazma içinde neredeyse küresel damlacıklar olarak görülür. Yağ dokusunda, bir damlacık o kadar büyük olabilir ki, hücre içeriğinin geri kalanı damlacığı çevreleyen ince bir kaplama ile sınırlıdır ve çekirdek hücre zarının bir tarafına yassılaşır. Kaba endoplazmik retikulum tarafından protein sentezi ürünleri genellikle zarla sınırlı keseler içinde bulunur; örneğin zimojen granülleri, pankreasın asiner hücrelerindeki hidrolitik enzim paketleridir.
Yapısal Elemanlar.
Sitoplazmanın diğer elemanları, hücre içinde destek ve hareket için yapısal çerçeve sağlar. Örneğin kas dokusu, esas olarak, aktin ve miyozinden oluşan bir kasılma protein kompleksi içeren çok sayıda liften oluşur. Hareket için daha ilkel sistemler de sitoplazmik lifleri içerebilir. Böylece, mitotik iğin çerçevesi, yaklaşık 250A çapında, aşırı uzun, düz, görünüşte içi boş çubuklar olan mikrotübüllerden oluşur. Dinamik bir destek sistemi ile karakterize edilen diğer çeşitli sitoplazmik kompleksler de mikrotübüller içerir. Mikrofibriller, mikrotübüllerden bile daha küçüktür ve içi boş bir merkezden yoksun görünmektedir. Ayrıca sitoplazmik destek ve hareketlilikte de rol oynayabilirler.
Sentriyoller.
Hayvanların ve bazı alt bitkilerin hücreleri bir çift merkezcil içerir. Elektron mikroskobu karmaşık organizasyonlarını ortaya çıkarır: her biri, silindirik eksene paralel dokuz set üç mikrotübülden oluşan bir silindirden oluşur. Sentriyoller sadece mitotik iğin kutuplarında bulunmazlar (muhtemelen bu mikrotübül kompleksinin aktivitelerini kontrol ederler), aynı zamanda silia ve flagella adı verilen özel organellerin bazal gövdeleridir. Hem cila hem de kamçı, hücre yüzeyinden uzun çıkıntılardır ve merkezciller gibi mikrotübüller içerirler (dokuz ikili setten oluşan bir halka artı merkeze yakın iki halka). Kirpikler ve kamçı, çevreleyen ortam boyunca şiddetle kırbaçlanır ve böylece hücrenin ortam içinde hareket etmesine neden olur veya hücre sabitse, ortamın hücreyi geçmesine neden olur.
Hücre zarı.
Plazma zarı veya hücre zarı da bir birim zar olarak görünür, ancak yapısı mukopolisakaritlerden (bazen proteinlerle birleştirilmiş kükürt içeren şeker polimerleri) oluştuğuna inanılan bir dış kaplama içerebilir. Bu zar sadece hücre ile çevresi arasındaki madde alışverişini değil, hücreler arasındaki yapışkanlığı da kontrol etmelidir.
Plazma zarı, iyonların hücre içine ve dışına geçişini büyük bir özgüllükle düzenler. Bu, belirli iyonların konsantrasyonundaki ani büyük bir değişikliğin, zar boyunca elektriksel potansiyel farkının tersine çevrilmesine ve uzun hücre aksonundan aşağı doğru ilerleyen bir aksiyon potansiyelinin veya sinir impiusunun yayılmasına neden olduğu sinir hücrelerinde özellikle önemlidir. ve bitişik hücreyi ya elektriksel ya da kimyasal uyarım ile uyarır.
Sitoplazma ve çevresi arasındaki molekül değişim hızı, kısmen plazma zarının yüzey alanına bağlıdır. Bu nedenle, büyük miktarlarda materyali emen hücrelerin yüzey alanı, ya hücre zarının geniş ölçüde katlanmasıyla ya da bağırsakları kaplayan hücrelerde olduğu gibi, mikrovilli adı verilen parmak benzeri çıkıntılarla genellikle artar.
Daha büyük materyaller, hücreye plazma zarının şeklindeki şiddetli bir değişiklikle girmelidir. Yiyecek veya bakteri gibi partiküller, zardaki kıvrımların partikülleri içine aldığı bir süreç olan fagositoz ile alınabilir; bu, bir gıda kofulunun oluşumuyla sonuçlanır. Proteinler ve diğer makromoleküller, hücre zarındaki küçük bir çöküntünün kırıldığı ve hücreye küçük bir kesecik olarak girdiği pinositoz adı verilen benzer bir süreçle hücreye girebilir.
Plazma zarının diğer uzmanlıkları, bitişik hücreler arasındaki temasları içerir. Olağan durumda, iki birim zarın dış sınırları arasında -muhtemelen mukopolisakarit tarafından doldurulmuş- görünür bir 200A boşluk vardır. Sıkı bir bağlantı, küçük moleküllerin iki hücrenin sitoplazmaları arasında nispeten serbestçe geçmesine izin veren bu belirgin boşluğun kapatıldığı bir bölgedir. Bir aesmozom, iki hücrenin sitoplazmasına ayrılan fibriller tarafından güçlendirilen yapışkan bir komplekstir.