Hücre çekirdeğinin görevleri ve özellikleri nelerdir? Çekirdekte neler bulunur? Hücre çekirdeği ile ilgili olarak genel bilgiler.
Çekirdeğin Özellikleri ve Görevleri Nelerdir?
Hücrenin yönetim ve kalıtım merkezidir. Hücre metabolizmasını çekirdek yönetir. Yine canlıların özelliklerini taşıyan kromozomlar çekirdekte bulunur. Hücre bölünmesiyle bu özellikler, hücreden hücreye aktarılır. Dolayısıyla çekirdek, hücrenin yaşamını ve hayatını sürdürebilmesi için, mutlaka gerekli olan bir hücresel yapıdır.
Çekirdeği çıkarılan bir hücre yaşayamaz, bir süre sonra ölür. Örneğin, bir amipin çekirdeği çıkarıldığında, bir süre hayatsal faaliyetlerine devam ettiği ve daha sonra öldüğü gözlenir. Eğer başka bir amipten çekirdek çıkarılıp bu amibe yerleştirilirse, normal hayatsal faaliyetlerine devam edebilir.
Hücrelerde genellikle bir çekirdek bulunmakta olup, çoğunlukla yuvarlak veya oval bir şekle sahiptir; ışık mikroskobu ile görülebilir. Ancak işleve bağlı olarak iki (paramesyum) veya daha fazla çekirdek de (çizgili kas hücreleri) bulunabilir.
Genel olarak hayatsal faaliyetlerin hızlı olduğu hücrelerde çekirdek büyüktür.
Prokaryotlarda (bakteri ve arkeler) zarla çevrili gerçek bir çekirdek bulunmaz. Fakat bu canlılara çekirdekleri yok diyemeyiz; çünkü çekirdek materyalleri sitoplazma sıvısında bulunur.
Memelilerin olgun alyuvarları hariç (diğer omurgalılarda alyuvar çekirdeklidir) ökaryotların bütün hücrelerinde çekirdek bulunur.
Çekirdek zarı:
Çekirdek materyali, çift zarla çevrilmiş olarak sitoplazmadan ayrılır. Çekirdek zarı, endoplazmik retikulumun devamı şeklinde olup, Endoplazmik retikulumun zarı ile bağlantı halindedir.
Çekirdeğin iki zarı arasında, kanal (boşluk) bulunur; yapısı, hücre zarına benzer. Hücre zarından farklı olarak, dış zar üzerinde, çok sayıda ribozom ve yaklaşık 100 nm çapında porlar bulunur. Porlar, çekirdek plazması ile sitoplazma arasında bazı maddelerin alış verişini düzenler.
Çekirdekte sentezlenen RNA molekülleri, porlardan sitoplaz-maya geçer. Ayrıca sitoplazmada sentezlenen bazı proteinler de porlardan çekirdek içine alınır.
Çekirdek plazması (karyoplazma):
Çekirdeğin içini dolduran sıvıya, çekirdek plazması denir. Plazma; su (%50 – 80), protein (%39), DNA (%10), RNA (%1), mineral ve diğer maddelerden oluşur.
Çekirdekçik (nükleolus):
Işık mikroskobuyla belirgin olarak görülen çekirdekçik, hücrede bir veya daha fazla sayıda bulunabilir. Ribozom ve protein sentezinde aktif rol oynar. Yapısında DNA, RNA ve proteinler bulunur.
Çekirdekçikte ribozomal RNA sentezlenir. Bu aşamadan sonra RNA ile sitoplazmadan gelen proteinler birleştirilerek, ribozomal birimler meydana getirilir. Porlardan sitoplazmaya geçen ribozom birimleri, birleştiğinde işlevsel ribozomlar ortaya çıkar.
Çekirdekçiğin sayısı ve büyüklüğü hücreye göre değişir. Salgı hücreleri ve sinir hücreleri gibi protein sentezinin hızlı olduğu hücrelerde büyük veya çok sayıdadır.
Çekirdeğin hücrede iki temel görevi bulunur:
* Metabolikfaaliyetleri düzenler (protein sentezi). Çekirdek bu görevini, ribozomla birlikte gerçekleştirir. DNA’dan gelen bilgiye göre, ribozomlarda protein sentezlenerek hücre işlevlerinde kullanılır.
* Karakterleri, sonraki hücrelere aktarır ve kalıtsal devamlılığı sağlar (hücre bölünmesi).
Kalıtım materyali: Çekirdek fonksiyonlarının gerçekleşmesinde görev alan molekül, nükleotitlerden oluşmuş DNA dır. Kalıtım materyalinin yapısal organizasyonu şu şekilde sıralanabilir.
Nükleotit —-> Üçlü Şifre —-> Gen —-> DNA
Nükleotitlerin yapısını bir önceki ünitede öğrenmiştiniz. Üçlü şifre, üç nükleotitin birleşmesinden meydana gelir. Genler değişik sayıda nükleotitlerden meydana gelmiş olup, protein sentezi yapmakla görevli DNA parçasıdır ve kromozomların lokus denilen yerlerinde bulunur.
Bu yapılarla canlıların özellikleri, nesilden nesile geçer. Yine hücrede her enzim, bir genin kontrolünde çalışır.
İnsanın vücut hücrelerinde 2n = 46, üreme hücrelerinde (sperm ve yumurta) ise n = 23 kromozom bulunur. Canlının kompleks yapılı olması, toplam gen sayısı ile ilgilidir (kromozom sayısı dikkate alınmaz).
Genler bir araya gelerek DNA’yı meydana getirir. DNA, çekirdekte proteinlerle birlikte bulunur. DNA-protein kompleksi kromatin olarak adlandırılır. Kromatinler ise, hücre bölünmesi esnasında kı-salıp kalınlaşarak kromozomlara dönüşür.
Ökaryot bir hücrede birden fazla kromozom bulunabilir. Hücredeki toplam kromozom çeşiti n ile gösterilir. Bir hücrede, her bir kromozomdan iki takım bulunur. Bu kromozomlar, anne ve babaya ait olup homolog kromozom olarak adlandırılır. Bu tip hücrelere de diploid hücre denir ve 2n ifade edilir.
Kromozomlar üzerinde, genelde primer ve sekonder olmak üzere iki boğum bulunur. Primer boğum, her kromozomu eşit veya eşit olmayan iki kola ayırır. Bu boğumda sentromer adı verilen bir yapı bulunur ve buraya hücre bölünmesi sırasında iğ iplikleri bağlanır. Normalde her kromozomda bir sentromer bulunur.
Sentromer hücre bölünmesi sırasında en son eşlenen ve ayrılan kısımdır. Sentromeri olmayan kromozom bölünmez.
Kromozomlarda ayrıca satellit (uydu) adı verilen bir yapı bulunur. Satellit, çekirdekçiğin sentezinde rol oynar. Her kromozom, kesintisiz bir DNA molekülünden meydana gelir. Hücre bölündükten sonra kromozom, tekrar önceki kromatin iplik haline dönüşür.
RNA sentezi, kalıtım materyali, kromatin halindeyken yapılır. Kromozomdan RNA sentezi yapılmaz