Hücre ve Organeller
Hücre teorisi, ışık ve elektron mikroskobu, prokaryot ve ökaryot hücre, akıcı mozaik zar modeli, organellerin yapı ve görevleri, bitki ve hayvan hücresi, salgı yolu.
- Hücre teorisinin nasıl ortaya çıktığını ve üç temel ilkesini
- Işık mikroskobu ile elektron mikroskobunun neyi gösterip neyi gösteremediğini, toplam büyütmeyi hesaplamayı
- Prokaryot ve ökaryot hücreleri çekirdek zarı, zarlı organeller, ribozom, DNA ve hücre duvarı açısından karşılaştırmayı
- Hücre zarının akıcı mozaik modelini: fosfolipit çift tabaka, proteinler, kolesterol ve glikokaliks
- Her organelin yapısını (zarsız, tek zarlı, çift zarlı; DNA ve ribozom içerip içermediği) ve görevini
- Bitki ve hayvan hücresini ayırt etmeyi ve bir salgı proteininin ribozomdan hücre dışına kadar izlediği yolu deney verisiyle yorumlamayı
Hücre kavramı ve hücre teorisinin doğuşu
Bir soğan zarını, bir yaprağı ya da yanağının iç yüzeyinden kazınmış birkaç hücreyi mikroskopla incelediğinde aynı şeyi görürsün: canlı, kendi sınırları olan küçük birimlerden yapılmıştır. Bu birime hücre denir. Hücre, kendi başına yaşamsal olayları (beslenme, solunum, boşaltım, büyüme, çoğalma) yürütebilen en küçük yapıdır. Bir bakteri ya da bir terliksi hayvan (paramesyum) tek bir hücreden ibarettir; bir insan ise trilyonlarca hücrenin iş bölümü yaparak oluşturduğu bir topluluktur.
Hücrenin keşfi mikroskobun gelişmesine bağlıdır. İngiliz bilim insanı Robert Hooke 1665'te yayımladığı kitabında, bileşik bir mikroskopla şişe mantarından aldığı ince bir kesiti anlatmıştır. Kesitte bal peteğine benzeyen küçük odacıklar görmüş ve bunlara "küçük oda" anlamında cell (hücre) adını vermiştir. Hooke'un gördüğü yapılar aslında ölü hücrelerin geride bıraktığı hücre duvarlarıydı; içlerinde canlı madde yoktu.
Hollandalı Antonie van Leeuwenhoek ise tek mercekli ama çok iyi büyüten mikroskoplar yaparak gölet suyunda yüzen tek hücreli canlıları, bakterileri, sperm hücrelerini ve kan hücrelerini gözlemlemiştir. Canlı tek hücreli organizmaları ilk kez ayrıntılı biçimde tanımlayan kişi olarak bilinir. 1831'de Robert Brown bitki hücrelerinde çekirdeği tanımlamıştır.
Asıl genelleme 19. yüzyılda geldi. Bitkibilimci Matthias Schleiden 1838'de bütün bitkilerin hücrelerden oluştuğunu, hayvanbilimci Theodor Schwann 1839'da bütün hayvanların da hücrelerden oluştuğunu ileri sürdü. Hücrelerin nereden geldiği sorusunu ise 1855'te Rudolf Virchow "her hücre, var olan bir hücreden gelir" diyerek yanıtladı. Bu katkıların birleşmesiyle hücre teorisi ortaya çıktı. Teorinin üç temel ilkesi şunlardır:
- Bütün canlılar bir ya da daha çok hücreden oluşur.
- Hücre, canlıların yapı ve işlev birimidir.
- Yeni hücreler, var olan hücrelerin bölünmesiyle oluşur.
Bugünkü biyoloji bu ilkelere, kalıtsal bilginin (DNA) hücreden hücreye bölünmeyle aktarıldığını ve metabolizma olaylarının hücre içinde gerçekleştiğini de ekler. Üçüncü ilke, cansız maddeden kendiliğinden hücre oluşabileceği düşüncesini reddeder. Virüsler ise hücre yapısında değildir; ancak bir canlı hücrenin içinde çoğalabildikleri için hücre teorisinin dışında kalırlar ve canlı sınıflandırmasına girmezler.
Mikroskop: ışık ve elektron
İnsan gözü birbirinden yaklaşık 0,1 mm uzaklıktaki iki noktayı ayrı görebilir; daha yakın noktalar tek nokta gibi görünür. Bir aletin birbirine yakın iki noktayı ayrı gösterebilme yeteneğine ayırma gücü denir. Hücrelerin çoğu 10 ile 100 mikrometre (µm) arasında olduğu için çıplak gözle görülemez; bakteriler daha da küçüktür, çoğu birkaç mikrometredir. (1 mm = 1 000 µm, 1 µm = 1 000 nanometre.)
Işık mikroskobu görünür ışık ve cam mercekler kullanır. Örneğe yakın olan merceğe objektif, göz koyulan merceğe oküler denir. Toplam büyütme bu ikisinin çarpımıdır: 10 kat büyüten bir oküler ile 40 kat büyüten bir objektif birlikte 400 kat büyütür. Işık mikroskobunun ayırma gücü yaklaşık 0,2 µm'dir. Bu yüzden büyütmeyi artırmak bir noktadan sonra ayrıntı kazandırmaz; görüntü yalnızca büyür ve bulanıklaşır. Işık mikroskobuyla hücre, çekirdek, hücre duvarı, kloroplast ve büyük kofullar görülebilir; ribozom gibi çok küçük yapılar görülemez. En önemli üstünlüğü canlı hücrelerin de incelenebilmesidir: sitoplazma akışı, kamçı hareketi ya da bölünme canlı örnekte izlenebilir. Saydam yapıları belirginleştirmek için örnekler çoğu zaman boyanır.
Elektron mikroskobu 1930'larda geliştirildi. Işık yerine elektron demeti, cam mercek yerine elektromıknatıslar kullanır. Elektronların dalga boyu ışığınkinden çok daha kısa olduğu için ayırma gücü nanometre düzeyine iner; ribozom, zarların katmanları ve mitokondrinin iç kıvrımları ancak bu aletle görülebilmiştir. Elektron demeti havada saçıldığı için örnek vakumda incelenir ve özel işlemlerden geçirilir; bu nedenle canlı hücre incelenemez. Görüntü siyah beyazdır, kitaplardaki renkli elektron mikroskobu görüntüleri sonradan renklendirilmiştir. Geçirimli elektron mikroskobu çok ince kesitlerin iç yapısını, taramalı elektron mikroskobu ise örneğin yüzeyini üç boyutlu gibi gösterir.
| Özellik | Işık mikroskobu | Elektron mikroskobu |
|---|---|---|
| Kullandığı | Görünür ışık, cam mercek | Elektron demeti, elektromıknatıs |
| Ayırma gücü | Yaklaşık 0,2 µm | Nanometre düzeyi |
| Canlı örnek | İncelenebilir | İncelenemez (vakum) |
| Görülebilenler | Hücre, çekirdek, kloroplast, hücre duvarı | Ek olarak ribozom, zar ayrıntısı, organel iç yapısı |
Prokaryot ve ökaryot hücreler
Bütün hücrelerde dört ortak yapı vardır: hücreyi çevreleyen hücre zarı, içini dolduran sitoplazma, protein sentezleyen ribozomlar ve kalıtsal bilgiyi taşıyan DNA. Hücreler, DNA'nın bir zarla çevrilip çevrilmediğine göre iki büyük gruba ayrılır.
Prokaryot hücrelerde çekirdek zarı yoktur. DNA sitoplazmada, nükleoit adı verilen bir bölgede bulunur; genellikle tek ve halkasaldır. Birçok bakteride bu ana DNA'dan ayrı, küçük halkasal DNA parçaları (plazmitler) da vardır. Prokaryotlarda zarla çevrili organel bulunmaz: mitokondri, ER, Golgi, lizozom, kloroplast yoktur. Ribozomları vardır, ama ökaryot ribozomlarından daha küçüktür. Bakterilerin büyük çoğunluğunda hücre zarının dışında peptidoglikan yapılı bir hücre duvarı bulunur; bazılarında duvarın dışında koruyucu bir kapsül, yüzeyde tutunmaya yarayan ince uzantılar (pililer) ve hareketi sağlayan kamçı olabilir. Bakteriler ve arkeler prokaryottur.
Zarlı organel yoktur diye prokaryotların basit işler yaptığı sanılmamalıdır. Oksijenli solunum yapan bakterilerde solunum enzimleri hücre zarında bulunur; siyanobakteriler kloroplastları olmadığı hâlde klorofil taşıyan iç zarlarında fotosentez yapar.
Ökaryot hücrelerde DNA, iki katlı bir zarla çevrili çekirdeğin içindedir. Çekirdek DNA'sı birden çok doğrusal DNA molekülünden oluşur ve histon adı verilen proteinlerle birlikte paketlenir. Sitoplazmada zarla çevrili pek çok organel vardır; bu zarlar hücrenin içini farklı kimyasal ortamlara bölerek birbirine karışmaması gereken tepkimelerin aynı anda yürümesini sağlar. Ökaryot hücreler genellikle prokaryotlardan çok daha büyüktür. Protistler, mantarlar, bitkiler ve hayvanlar ökaryottur.
| Özellik | Prokaryot (bakteri) | Ökaryot |
|---|---|---|
| Çekirdek zarı | Yok; DNA nükleoitte | Var; DNA çekirdekte |
| DNA'nın biçimi | Genellikle tek, halkasal (+ plazmitler) | Doğrusal, histonlarla paketli |
| Zarlı organeller | Yok | Var (ER, Golgi, mitokondri…) |
| Ribozom | Var, daha küçük | Var, daha büyük |
| Hücre duvarı | Çoğunda var (peptidoglikan) | Bitkide selüloz, mantarda kitin; hayvanda yok |
| Büyüklük | Çoğu 1–10 µm | Çoğu 10–100 µm |
Hücre zarı: akıcı mozaik model
Hücre zarı, hücreyi dış ortamdan ayıran ve madde alışverişini denetleyen ince bir sınırdır. Zarın bugün kabul edilen yapısı 1972'de Singer ve Nicolson'ın önerdiği akıcı mozaik model ile açıklanır.
Zarın temel iskeleti fosfolipit çift tabakasıdır. Bir fosfolipit molekülünün suyu seven (hidrofilik) bir fosfat başı ve suyu sevmeyen (hidrofobik) iki yağ asidi kuyruğu vardır. Hücrenin içi de dışı da sulu olduğu için fosfolipitler iki sıra hâlinde dizilir: baş kısımlar iki yüzde suya, kuyruklar ise ortada birbirine bakar. Bu düzen, suda çözünen iyonların ve büyük moleküllerin zarın ortasındaki yağlı katmandan kolayca geçmesini engeller.
Fosfolipit tabakanın içine ya da yüzeyine proteinler yerleşmiştir. Bazıları zarı boydan boya geçer ve maddelerin geçtiği kanalları ya da taşıyıcıları oluşturur; bazıları yalnızca bir yüzeye tutunur. Bu proteinler deniz üzerinde yüzen buz kütleleri gibi fosfolipitler arasında yer değiştirebilir. Modelin adı buradan gelir: fosfolipitler ve proteinlerin çoğu sabit değil hareketlidir (akıcı), proteinler tabakaya mozaik taşları gibi dağılmıştır (mozaik).
Hayvan hücrelerinin zarında fosfolipitlerin arasına yerleşmiş kolesterol molekülleri de bulunur. Kolesterol zarın akışkanlığını düzenler: sıcaklık yükselince zarın aşırı akışkanlaşmasını, düştüğünde ise sertleşmesini engeller.
Zarın dış yüzeyinde proteinlere ve lipitlere bağlı kısa karbonhidrat zincirleri vardır. Bunlara glikoprotein ve glikolipit denir; dış yüzeydeki karbonhidrat örtünün tamamına glikokaliks adı verilir. Glikokaliks hücrelerin birbirini tanımasında, dokuların bir arada tutunmasında, bağışıklık sisteminin "kendi" hücreyi yabancıdan ayırmasında ve organ nakillerindeki doku uyumunda rol oynar. Alyuvar yüzeyindeki kan grubu antijenleri de bu yapıdadır. Karbonhidratlar yalnızca dış yüzeyde bulunduğu için zarın iki yüzü aynı değildir; bir zar şemasında glikokaliksin olduğu taraf hücrenin dışıdır.
Bu yapının sonucu olarak hücre zarı seçici geçirgendir: bazı maddeleri kolayca geçirir, bazılarını geçirmez, bazılarını da enerji harcayarak taşır. Maddelerin zardan geçiş yolları ayrı bir konunun işidir. Bitki, mantar ve bakteri hücrelerinde zarın dışında bir de hücre duvarı bulunur. Hücre duvarı cansızdır, maddelere karşı tam geçirgendir; hücreye şekil ve destek verir, aşırı su alan hücrenin patlamasını önler.
Sitoplazma, hücre iskeleti, sentrozom, sil ve kamçı
Hücre zarı ile çekirdek arasındaki bölgeye sitoplazma denir. Sitoplazmanın sıvı kısmı (sitozol) su, iyonlar, şekerler, amino asitler ve enzimler içerir; organeller bu sıvının içinde yer alır.
Sitoplazmada protein liflerinden oluşan bir ağ, hücre iskeleti bulunur. Hücre iskeleti hücreye şekil verir, organelleri yerinde tutar ve hareketi sağlar. Üç tür lifi vardır:
- Mikrotübüller en kalın liflerdir; içi boş tüp biçimindedir. Hücre bölünmesinde kromozomları kutuplara çeken iğ ipliklerini oluşturur, kesecikleri ve organelleri raylar gibi taşır, sil ve kamçının yapısına katılır.
- Mikrofilamentler en ince liflerdir; aktin proteininden yapılır. Kas kasılmasında, amibin yalancı ayak oluşturmasında, sitoplazma akışında ve hayvan hücresinin bölünme sonunda boğumlanarak ikiye ayrılmasında görev alır.
- Ara filamentler kalınlık bakımından ikisinin arasındadır; hücreye mekanik dayanıklılık kazandırır ve çekirdeğin yerini sabitler.
Sentrozom, çekirdeğin yakınında bulunan, zarla çevrili olmayan bir yapıdır. Hayvan hücrelerinde birbirine dik duran iki sentriyolden oluşur. Her sentriyol dokuz adet üçlü mikrotübül grubunun silindir biçiminde dizilmesiyle yapılmıştır (9 × 3 düzeni). Sentrozom, hayvan hücresi bölünürken iğ ipliklerinin oluşumunu düzenler. Çiçekli bitkilerin hücrelerinde sentriyol yoktur; bu hücreler iğ ipliklerini sentriyolsüz oluşturur. Sentriyoller bölünmeden önce eşlenir, ama DNA içermez.
Sil ve kamçı, bazı hücrelerin yüzeyinden çıkan, hareket sağlayan uzantılardır. İkisi de zarla örtülü olup içlerinde ortada iki, çevrede dokuz çift mikrotübül bulunur (9 + 2 düzeni). Diplerinde sentriyole benzer yapıda bir dip cisimciği vardır. Siller kısa ve çok sayıdadır: paramesyumu yüzdürür, soluk borusunun iç yüzeyindeki siller mukusu ve tozu boğaza doğru süpürür. Kamçılar uzun ve az sayıdadır: sperm hücresi ve öglena kamçıyla hareket eder. Bakteri kamçısı aynı işi görse de yapısı tamamen farklıdır; mikrotübül içermez ve zarla örtülü değildir.
Ribozom ve endoplazmik retikulum
Ribozom, protein sentezinin yapıldığı, zarla çevrili olmayan küçük bir organeldir. Büyük ve küçük iki alt birimden oluşur; yapısında ribozomal RNA (rRNA) ve proteinler vardır. Ökaryotlarda ribozom alt birimleri çekirdekçikte üretilir, çekirdek porlarından sitoplazmaya geçer ve protein sentezi sırasında birleşir. Ribozom hem prokaryot hem ökaryot hücrelerde bulunan tek organeldir; mitokondri ve kloroplastın içinde de kendilerine ait ribozomlar vardır. Sitoplazmada serbest dolaşan ribozomlar genellikle hücrenin içinde kullanılacak proteinleri, ER'ye bağlı ribozomlar ise salgılanacak, zara yerleşecek ya da lizozoma gidecek proteinleri sentezler.
Endoplazmik retikulum (ER), sitoplazmaya yayılmış, tek bir zarla çevrili kanallar ve yassı keseler ağıdır. ER zarı çekirdek zarının dış katmanıyla bağlantılıdır. İki tür ER vardır:
- Granüllü ER (GER): dış yüzeyine ribozomlar tutunduğu için pürüzlü görünür. Bu ribozomlarda sentezlenen proteinler ER'nin iç boşluğuna geçer, burada katlanır ve bazılarına karbonhidrat eklenir; sonra küçük keseciklerle Golgi cisimciğine gönderilir. Sindirim enzimi, hormon ya da antikor salgılayan hücrelerde GER çok gelişmiştir.
- Granülsüz ER: yüzeyinde ribozom yoktur. Yağ, fosfolipit ve steroit hormonların sentezinde görev alır. Karaciğer hücrelerinde ilaçların ve zehirli maddelerin etkisizleştirilmesine katılır; kas hücrelerinde kasılma için gerekli kalsiyum iyonlarını depolar.
ER aynı zamanda hücre içinde maddelerin taşındığı bir kanal sistemidir. Hücre zarına ve organel zarlarına eklenecek yeni fosfolipitler ve zar proteinleri de ER'de yapılır.
Golgi cisimciği, lizozom, peroksizom ve koful
Golgi cisimciği, tek zarlı, üst üste dizilmiş yassı keselerden oluşan bir organeldir (bitkilerde diktiyozom da denir). ER'den gelen kesecikleri giriş yüzünden alır; içerdikleri proteinleri ve lipitleri değiştirir, örneğin proteinlere karbonhidrat ekler; sonra bunları gidecekleri yere göre ayırıp çıkış yüzünden yeni keseciklerle gönderir. Kısacası hücrenin paketleme ve dağıtım merkezidir. Salgı keseciklerini ve lizozomları oluşturur. Bitki hücrelerinde bölünmenin sonunda iki yeni hücre arasındaki ara lamelin oluşumuna katılır.
Lizozom, Golgi'den kopan, tek zarlı küçük keseciklerdir. İçinde proteinleri, karbonhidratları, yağları ve nükleik asitleri parçalayabilen sindirim (hidroliz) enzimleri bulunur. Bu enzimler GER'deki ribozomlarda sentezlenir, Golgi'de paketlenir. Lizozom hücre içi sindirimi yapar: fagositozla alınan besinleri ya da bakterileri sindirir (akyuvarlarda çok sayıdadır), yaşlanmış organelleri parçalayarak yapı taşlarını hücreye geri kazandırır. Lizozomlar hayvan hücrelerinde belirgin ve boldur; bitki hücrelerinde bu sindirim görevini büyük ölçüde merkezi koful üstlenir.
Peroksizom, tek zarlı küçük bir keseciktir. Bazı metabolik tepkimelerde zehirli bir yan ürün olan hidrojen peroksiti (\(\text{H}_2\text{O}_2\)) katalaz enzimiyle su ve oksijene parçalar. Yağ asitlerinin yıkımında da görev alır. Karaciğer ve böbrek hücrelerinde boldur; karaciğerde alkol gibi bazı zararlı maddelerin etkisizleştirilmesine katılır. Taze karaciğer parçası hidrojen peroksit çözeltisine atıldığında görülen yoğun köpürme, katalazın açığa çıkardığı oksijen gazıdır.
Koful, tek zarla çevrili, içi sıvı dolu keselerdir. Olgun bitki hücrelerinde genellikle bir tane büyük merkezi koful bulunur ve hücre hacminin büyük bölümünü kaplar. İçindeki hücre özsuyunda su, mineraller, şekerler, artık maddeler ve antosiyanin gibi renk maddeleri bulunabilir; kırmızı lahananın ve bazı çiçeklerin rengi bu pigmentlerden gelir. Merkezi koful su alarak hücre duvarına iç basınç uygular, bitkinin dik durmasına yardım eder. Hayvan hücrelerinde kofullar küçük ve çok sayıdadır; fagositozla oluşan besin kofulları lizozomlarla birleşerek sindirilir. Tatlı suda yaşayan amip ve paramesyum gibi tek hücrelilerde kontraktil (vurgulu) koful hücreye giren fazla suyu dışarı atar.
Enerji dönüştüren organeller: mitokondri ve plastitler
Mitokondri, iki zarla çevrili bir organeldir. Dış zarı düz, iç zarı krista adı verilen kıvrımlar yapar; kıvrımlar iç zarın yüzeyini artırır. İç zarın kuşattığı sıvıya matriks denir. Mitokondri, besinlerdeki kimyasal enerjiyi oksijenli solunumla hücrenin kullanabileceği ATP'ye dönüştürür; hücredeki ATP'nin büyük kısmı burada üretilir. Kas, sinir ve karaciğer hücreleri gibi enerji gereksinimi yüksek hücrelerde çok sayıdadır; spermin kamçısının dibinde de bol bulunur. Mitokondri bitki, hayvan ve mantar hücreleri başta olmak üzere ökaryot hücrelerin hemen hepsinde bulunur, prokaryotlarda bulunmaz.
Plastitler bitki hücrelerinde ve alglerde bulunan, hayvan, mantar ve prokaryot hücrelerinde bulunmayan iki zarlı organellerdir. Taşıdıkları renk maddesine göre üç türü vardır:
- Kloroplast: yeşil renkli klorofil taşır ve fotosentez yapar, yani ışık enerjisini kimyasal enerjiye (glikozdaki bağ enerjisine) dönüştürür. İçinde tilakoit adı verilen zarlı keseler ve bunların üst üste dizilmesiyle oluşan granumlar bulunur; klorofil tilakoit zarlarındadır. Tilakoitleri çevreleyen sıvıya stroma denir. Yaprağın ve genç gövdenin yeşil hücrelerinde bulunur; kök hücrelerinde bulunmaz.
- Kromoplast: sarı, turuncu ve kırmızı karotenoit pigmentleri taşır. Havucun turuncu, domatesin ve kırmızı biberin kırmızı rengi kromoplastlardan gelir. Çiçek ve meyveye renk vererek tozlaşmayı yapan böcekleri ve tohumu yayan hayvanları çeker.
- Lökoplast: renk maddesi taşımaz; besin depolar. Patates yumrusunda ve tohumlarda nişasta depolayan lökoplastlar bulunur.
Plastitler birbirine dönüşebilir. Domates olgunlaşırken kloroplastlar kromoplasta döner ve meyve yeşilden kırmızıya geçer. Işıkta bırakılan patates yumrusunun yüzeyi yeşillenir; çünkü lökoplastlar kloroplasta dönüşür.
Mitokondri ve kloroplastın ortak özellikleri ÖSYM'nin sevdiği bir karşılaştırmadır. İkisi de çift zarlıdır, enerji dönüşümü yapar ve ATP üretir. İkisinin de kendine ait DNA'sı (halkasal), RNA'sı ve ribozomları vardır; bu sayede bazı proteinlerini kendileri sentezler ve hücre bölünmesinden bağımsız olarak bölünüp çoğalabilirler. Kendi DNA'sı aynı kökten gelen diğer plastitlerde de bulunur. Ancak bu organellerin proteinlerinin çoğu yine çekirdek DNA'sının denetiminde sentezlenir.
Çekirdek: hücrenin yönetim merkezi
Çekirdek, ökaryot hücrede DNA'yı taşıyan ve hücrenin yapısal ve işlevsel olaylarını yöneten yapıdır. İki katlı bir çekirdek zarıyla çevrilidir. Zarın dış katmanı ER ile bağlantılıdır ve üzerinde ribozomlar bulunur. Çekirdek zarındaki porlar (delikler) çekirdek ile sitoplazma arasındaki alışverişi sağlar: çekirdekte üretilen mRNA ve ribozom alt birimleri porlardan sitoplazmaya çıkar, sitoplazmada üretilen bazı proteinler (DNA'yı paketleyen histonlar, DNA eşleme enzimleri) porlardan çekirdeğe girer.
Çekirdeğin içini dolduran sıvıya çekirdek sıvısı denir. Bu sıvıda DNA'nın histon proteinlerine sarılarak oluşturduğu ince iplikler, yani kromatin bulunur. Hücre bölüneceği zaman kromatin kısalıp kalınlaşarak kromozomları oluşturur. İnsan vücut hücrelerinde 46 kromozom vardır. Çekirdeğin içinde zarla çevrili olmayan, koyu boyanan bir bölge daha görülür: çekirdekçik. Çekirdekçikte rRNA sentezlenir ve ribozom alt birimleri oluşturulur. Protein sentezinin yoğun olduğu hücrelerde çekirdekçik büyük ya da çok sayıdadır; bölünme sırasında kaybolur, bölünme sonunda yeniden oluşur.
Çekirdeğin hücreyi yönettiği klasik bir deneyle gösterilir. Bir amip ince bir iplikle ikiye bölünür. Çekirdekli parça beslenir, büyür ve bölünür. Çekirdeksiz parça bir süre hareket eder ve besin alır, ama büyüyemez, bölünemez ve birkaç gün içinde ölür. Çekirdeksiz parçanın bir süre canlılık göstermesi, sitoplazmada daha önce üretilmiş enzimlerin ve mRNA'ların bir süre iş görebildiğini, ölmesi ise bunların yenilenemediğini gösterir.
Hayvan hücresi ve bitki hücresi
Hayvan ve bitki hücreleri ökaryottur ve pek çok ortak yapıları vardır: hücre zarı, sitoplazma, çekirdek, ribozom, ER, Golgi cisimciği, mitokondri, peroksizom, hücre iskeleti ve kofullar. Farklar ise yaşam biçimlerinden gelir. Bitki fotosentez yapar, yer değiştirmez ve suyla dik durur; hayvan besinini dışarıdan alır ve hareket eder.
| Yapı | Hayvan hücresi | Bitki hücresi |
|---|---|---|
| Hücre duvarı | Yok | Var (selüloz) |
| Plastitler | Yok | Var (kloroplast yalnızca yeşil kısımlarda) |
| Koful | Küçük, çok sayıda | Büyük merkezi koful |
| Sentrozom (sentriyol) | Var | Çiçekli bitkilerde yok |
| Lizozom | Bol | Az; görevini çoğunlukla koful üstlenir |
| Kolesterol (zarda) | Var | Belirgin değil |
| Depo polisakkariti | Glikojen | Nişasta |
| Şekil | Değişken, genellikle yuvarlak | Duvar nedeniyle sabit, çoğunlukla köşeli |
Organellerin işbirliği: bir salgı proteininin yolu
Organeller ayrı ayrı çalışan parçalar değil, birbirine bağlı bir üretim hattıdır. Pankreas hücrelerinin ürettiği bir sindirim enzimini izleyelim:
- Enzimin yapım bilgisi çekirdekteki DNA'dadır; bu bilgi mRNA'ya aktarılır ve mRNA porlardan sitoplazmaya çıkar.
- mRNA, GER'e tutunmuş ribozomlarda okunur ve amino asitler sırayla birleştirilir.
- Oluşan protein GER'in iç boşluğuna geçer, katlanır, taşıma kesecikleriyle Golgi'ye gönderilir.
- Golgi cisimciği proteini son hâline getirir ve salgı keseciklerine paketler.
- Salgı kesecikleri hücre zarıyla kaynaşır ve içeriklerini hücre dışına boşaltır (ekzositoz).
Bu süreçteki enerji (ATP) mitokondriden gelir. Aynı yol insülin gibi protein yapılı hormonlar, antikorlar ve süt proteinleri için de geçerlidir. Lizozom enzimleri de GER ve Golgi'den geçer, ama hücre dışına salgılanmak yerine lizozomlarda kalır.
Bu yol 1960'larda yapılan radyoaktif izleme deneyleriyle ortaya konmuştur. Pankreas hücrelerine kısa bir süre radyoaktif işaretli amino asit verilir, sonra ortam işaretsiz amino asitli ortamla değiştirilir. Böylece yalnızca o kısa sürede sentezlenen proteinler işaretli olur ve bir "işaretli grup" hâlinde izlenebilir. Belirli aralıklarla hücrelerin hangi bölümünde radyoaktivite bulunduğu ölçülür. Radyoaktivite önce GER'de en yüksek değerine ulaşır, sonra GER'de azalırken Golgi'de artar, en son salgı keseciklerinde ve hücre dışında yükselir. Bir grafikte her bölümün eğrisinin tepe noktasının sırası, proteinin geçtiği yolun sırasını verir.
Organel özet tablosu
Sorularda en çok işine yarayacak bilgiler aşağıdaki tabloda toplanmıştır. "Bitki" sütunu tipik bir yaprak hücresini anlatır.
| Yapı | Zar | DNA | Ribozom içerir | Bitki | Hayvan | Prokaryot | Temel görevi |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ribozom | Zarsız | Yok | (kendisi) | Var | Var | Var | Protein sentezi |
| Granüllü ER | Tek | Yok | Yüzeyinde | Var | Var | Yok | Salgı ve zar proteinlerinin işlenmesi, taşınması |
| Granülsüz ER | Tek | Yok | Yok | Var | Var | Yok | Lipit ve steroit sentezi, zehirlerin etkisizleştirilmesi |
| Golgi cisimciği | Tek | Yok | Yok | Var | Var | Yok | Paketleme, salgılama, lizozom oluşturma |
| Lizozom | Tek | Yok | Yok | Az | Var | Yok | Hücre içi sindirim |
| Peroksizom | Tek | Yok | Yok | Var | Var | Yok | \(\text{H}_2\text{O}_2\)'nin parçalanması |
| Koful | Tek | Yok | Yok | Büyük | Küçük | Yok | Depolama, iç basınç |
| Mitokondri | Çift | Var | Var | Var | Var | Yok | Oksijenli solunum, ATP üretimi |
| Kloroplast | Çift | Var | Var | Var | Yok | Yok | Fotosentez |
| Sentrozom | Zarsız | Yok | Yok | Yok | Var | Yok | İğ ipliklerinin düzenlenmesi |
| Çekirdek | Çift | Var | Dış zarında | Var | Var | Yok | Yönetim, kalıtsal bilgi |
Formüller
Çözümlü örnekler
Hooke, Leeuwenhoek, Schleiden, Schwann ve Virchow'un hücre teorisine katkılarını eşleştiriniz.
- Hooke (1665) şişe mantarı kesitinde gördüğü odacıklara "hücre" adını verdi; gördükleri ölü hücrelerin duvarlarıydı.
- Leeuwenhoek kendi yaptığı mikroskoplarla canlı tek hücrelileri ve bakterileri ilk kez ayrıntılı olarak gözlemledi.
- Schleiden (1838) bütün bitkilerin, Schwann (1839) bütün hayvanların hücrelerden oluştuğunu ileri sürdü; bu iki genelleme teorinin ilk iki ilkesini verdi.
- Virchow (1855) her hücrenin var olan bir hücreden geldiğini savunarak üçüncü ilkeyi ekledi.
Cevap: Hooke: hücre adı; Leeuwenhoek: canlı tek hücreliler; Schleiden: bitkiler; Schwann: hayvanlar; Virchow: hücre hücreden gelir
Bir öğrenci 10 kat büyüten oküler ve 100 kat büyüten objektifle 2 µm uzunluğundaki bir bakteriyi inceliyor. Toplam büyütme kaçtır, bakterinin görüntüsü kaç mm uzunluğunda görünür? Aynı mikroskopla yaklaşık 25 nm çaplı ribozomlar görülebilir mi?
- Toplam büyütme oküler ile objektifin çarpımıdır: \(10 \cdot 100 = 1\,000\) kat.
- Görüntü boyu \(2 \cdot 1\,000 = 2\,000\) µm'dir. 1 mm = 1 000 µm olduğundan görüntü 2 mm uzunluğundadır.
- Ribozom çapı 25 nm = 0,025 µm'dir; bu, ışık mikroskobunun yaklaşık 0,2 µm olan ayırma gücünden küçüktür.
- Büyütme ne kadar artırılırsa artırılsın ayırma gücünün altındaki ayrıntı görülemez; ribozom ancak elektron mikroskobuyla görülür.
Cevap: 1 000 kat; görüntü 2 mm; ribozom görülemez
Üç hücre için şu bilgiler veriliyor. K: DNA'sı halkasal ve sitoplazmada, hücre duvarı ve ribozomu var, mitokondrisi yok. L: çekirdek zarı ve mitokondrisi var, hücre duvarı yok. M: hücre duvarı ve çekirdek zarı var, kloroplastı yok. Hücreleri prokaryot ya da ökaryot olarak sınıflandırınız.
- Ayırt edici ölçüt çekirdek zarıdır. K'de DNA sitoplazmadadır, çekirdek zarı yoktur; zarlı organel (mitokondri) de yoktur. K prokaryottur.
- L'de çekirdek zarı ve zarlı bir organel olan mitokondri vardır; L ökaryottur (hücre duvarı olmadığına göre bir hayvan hücresi olabilir).
- M'de çekirdek zarı vardır; M ökaryottur. Hücre duvarının olması ve kloroplastın olmaması, bir bitkinin kök hücresine de bir mantar hücresine de uyar; türünü kesin söyleyemeyiz.
Cevap: K prokaryot; L ve M ökaryot
Ribozom, lizozom, mitokondri, sentrozom, Golgi cisimciği, kloroplast ve peroksizomu zarsız, tek zarlı ve çift zarlı olarak gruplayınız. Hangileri kendine ait DNA taşır?
- Zarla çevrili olmayanlar: ribozom (rRNA ve proteinden oluşan iki alt birim) ve sentrozom (mikrotübüllerden yapılmış iki sentriyol).
- Tek zarlılar: lizozom, Golgi cisimciği ve peroksizom.
- Çift zarlılar: mitokondri ve kloroplast.
- Kendine ait DNA ve ribozom taşıyanlar yalnızca çift zarlı olan mitokondri ve kloroplasttır.
Cevap: Zarsız: ribozom, sentrozom; tek zarlı: lizozom, Golgi, peroksizom; çift zarlı: mitokondri, kloroplast; DNA: mitokondri ve kloroplast
Bir hücre zarı şemasında fosfolipit çift tabakanın yalnızca bir yüzünde proteinlere ve lipitlere bağlı dallı karbonhidrat zincirleri görülüyor; tabakanın içinde fosfolipitlerin arasına yerleşmiş kolesterol molekülleri var. Karbonhidratların bulunduğu yüz hücrenin hangi tarafıdır, bu zar hangi tür hücreye ait olabilir?
- Proteinlere ve lipitlere bağlı karbonhidratlar glikoprotein ve glikolipitlerdir; bunların oluşturduğu glikokaliks yalnızca zarın dış yüzeyinde bulunur.
- Bu nedenle karbonhidrat zincirlerinin bulunduğu yüz hücre dışına, öbür yüz sitoplazmaya bakar.
- Fosfolipitler arasında kolesterolün bol bulunması hayvan hücresi zarının özelliğidir.
Cevap: Karbonhidratlı yüz hücrenin dışıdır; zar bir hayvan hücresine aittir
Bir hücrede hücre duvarı bulunmadığı, sentriyollerin bulunduğu, çok sayıda küçük kofulun ve lizozomun görüldüğü, depo maddesinin glikojen olduğu belirleniyor. İkinci bir hücrede ise selüloz duvar, büyük merkezi koful ve kloroplast görülüyor, sentriyol görülmüyor. Hücreleri tanımlayınız.
- Birinci hücrede hücre duvarı yoktur; bu, bitki, mantar ve bakteri hücrelerini dışarıda bırakır.
- Sentriyol, bol lizozom, küçük kofullar ve glikojen deposu hayvan hücresinin özellikleridir. Birinci hücre hayvan hücresidir.
- İkinci hücrede kloroplast vardır; hücre fotosentetik bir ökaryottur. Selüloz duvar, merkezi koful ve sentriyol yokluğu bunun bir bitki hücresi olduğunu gösterir. Kloroplast taşıdığı için yaprak ya da genç gövde gibi yeşil bir bölümden alınmıştır.
Cevap: Birinci hücre hayvan hücresi, ikinci hücre yeşil bir bitki hücresi
Pankreastaki bazı hücreler protein yapılı insülin hormonunu kana salgılar. İnsülin molekülünün yapım bilgisinden hücre dışına çıkışına kadar görev alan yapıları sırasıyla yazınız. Bu süreçte mitokondrinin rolü nedir?
- Yapım bilgisi çekirdekteki DNA'dadır; bilgi mRNA'ya aktarılır ve mRNA çekirdek porlarından sitoplazmaya çıkar.
- İnsülin salgılanacak bir protein olduğu için GER üzerindeki ribozomlarda sentezlenir ve GER'in iç boşluğuna geçer.
- GER'den kopan taşıma kesecikleri proteini Golgi cisimciğine götürür; Golgi proteini son hâline getirip salgı keseciklerine paketler.
- Salgı kesecikleri hücre zarıyla kaynaşarak insülini hücre dışına verir. Sentez, taşıma ve salgılama için gereken ATP'yi mitokondri sağlar.
Cevap: Çekirdek → ribozom → GER → Golgi → salgı keseciği → hücre zarı; mitokondri ATP sağlar
Pankreas hücrelerine kısa süre radyoaktif amino asit verildikten sonra hücrelerin üç bölümündeki radyoaktivite (toplamın yüzdesi olarak) ölçülüyor.
| Süre (dk) | 5 | 20 | 40 | 80 |
|---|---|---|---|---|
| P | 10 | 55 | 35 | 15 |
| R | 80 | 30 | 10 | 5 |
| S | 2 | 10 | 45 | 70 |
P, R ve S bölümlerinin hangi yapılar olduğunu ve proteinin izlediği sırayı bulunuz.
- Her bölümde radyoaktivitenin en yüksek olduğu zamanı bulalım: R'de 5. dakika (80), P'de 20. dakika (55), S'de 80. dakika (70).
- İşaretli proteinler önce sentezlendikleri yerde birikir, sonra bir sonraki bölüme geçer; tepe noktalarının sırası yolun sırasıdır: R, P, S.
- Salgı yolu GER → Golgi → salgı kesecikleri olduğuna göre R granüllü ER, P Golgi cisimciği, S salgı kesecikleridir.
Cevap: R granüllü ER, P Golgi cisimciği, S salgı kesecikleri; sıra R → P → S
Tek hücreli dev bir yeşil alg olan asetabularyada çekirdek, hücrenin dipteki kök benzeri kısmındadır. Düzgün kenarlı şapkası olan X türünün çekirdekli dip kısmına, dilimli şapkası olan Y türünün şapkası kesilmiş sapı aşılanıyor. İlk oluşan şapka iki türün arasında bir biçimdedir; bu şapka kesilince yeniden oluşan şapka düzgün kenarlıdır. Sonuçları yorumlayınız.
- Aşılanan hücrenin çekirdeği X türüne, sapın sitoplazması Y türüne aittir.
- İlk şapkanın ara biçimde olması, Y'nin sapında daha önce Y çekirdeğinden gelmiş ve bir süre etkisini sürdüren maddeler bulunduğunu gösterir.
- Bu maddeler tükendikten sonra oluşan şapka tamamen X tipindedir; şapkanın biçimini kalıcı olarak belirleyen çekirdektir.
- Deney, kalıtsal bilginin çekirdekte bulunduğunu ve çekirdeğin sitoplazmadaki olayları yönettiğini gösterir.
Cevap: Şapkanın biçimini çekirdek belirler; sonunda X türünün düzgün kenarlı şapkası oluşur
Sık yapılan hatalar
- Hücre duvarı gören her hücreyi bitki hücresi saymak; bakterilerde ve mantarlarda da hücre duvarı vardır.
- Kloroplast görülmeyen bir hücrenin bitki hücresi olamayacağını düşünmek; kök hücreleri ve patates yumrusunun iç hücreleri kloroplast taşımaz.
- Prokaryotların DNA'sı olmadığını sanmak. Prokaryotta DNA vardır, yalnızca çekirdek zarıyla çevrili değildir.
- Ribozomu zarlı bir organel saymak ya da yalnızca ökaryotlarda bulunduğunu düşünmek.
- Kendi DNA'sı ve ribozomu olan organeller arasına Golgi, lizozom ya da sentrozomu katmak; bunlar yalnızca mitokondri ve kloroplasttır (ve diğer plastitler).
- Mikroskopta toplam büyütmeyi oküler ve objektifin toplamı olarak hesaplamak.
- Salgı yolunda Golgi'yi GER'den önce yazmak ya da yola lizozomu eklemek.
- Bakteri kamçısının ökaryot kamçısı gibi 9 + 2 mikrotübüllerden yapıldığını sanmak.
Antibiyotiklerin bakteriyi öldürürken bizim hücrelerimize dokunmamasının sırrı, prokaryot ve ökaryot hücreler arasındaki farklardadır. Penisilin, bakterilerin peptidoglikan hücre duvarını yapmasını engeller; insan hücrelerinde hücre duvarı olmadığı için bu etki onlara ulaşmaz. Tetrasiklin ve streptomisin gibi bazı antibiyotikler ise bakteri ribozomlarına bağlanarak protein sentezini durdurur; bakteri ribozomunun yapısı bizim sitoplazmamızdaki ribozomlardan farklı olduğu için hedefini ayırt edebilir. Bu yüzden antibiyotikler virüslere etki etmez: virüslerin ne hücre duvarı ne de kendi ribozomu vardır. Soğuk algınlığı gibi viral bir enfeksiyonda gereksiz antibiyotik kullanmak hastalığı iyileştirmez, yalnızca dirençli bakterilerin yayılmasına zemin hazırlar.
Konu testi
26 soru. Bir seçeneğe dokun; doğru cevap ve çözüm hemen açılır.
Aşağıdaki ifadelerden hangisi hücre teorisiyle çelişir?
Hücre teorisine göre her hücre var olan bir hücrenin bölünmesiyle oluşur; cansız maddeden kendiliğinden hücre oluşması bu ilkeyle çelişir. Diğer ifadeler teorinin ilkeleriyle uyumludur; bakteri tek hücreli bir canlıdır.
Aşağıdaki organel ve görev eşleştirmelerinden hangisi yanlıştır?
Yağ ve steroit sentezi granülsüz ER'nin görevidir. Sentrozom hayvan hücresinde bölünme sırasında iğ ipliklerinin oluşumunu düzenler. Diğer eşleştirmeler doğrudur.
Bir öğrenci, 10 kat büyüten oküler ve 40 kat büyüten objektif bulunan bir ışık mikroskobuyla çapı 20 mikrometre olan bir hücreyi inceliyor. Bu hücrenin görüntüsünün çapı kaç milimetredir?
Toplam büyütme oküler ve objektif büyütmelerinin çarpımıdır: \(10 \cdot 40 = 400\) kat. Görüntü çapı \(20 \cdot 400 = 8\,000\) mikrometredir; 1 mm = 1 000 mikrometre olduğundan 8 mm bulunur.
Aşağıdaki yapılardan hangisi ışık mikroskobuyla görülemez, ancak elektron mikroskobuyla görülebilir?
Ribozomun çapı yaklaşık 25 nm'dir; ışık mikroskobunun ayırma gücü (yaklaşık 0,2 µm = 200 nm) bu kadar küçük yapıları ayırt etmeye yetmez. Çekirdek, kloroplast, hücre duvarı ve merkezi koful mikrometreler büyüklüğündedir ve ışık mikroskobuyla görülür.
Aşağıdakilerden hangisi bir bakteri hücresinde bulunur?
Bakteriler prokaryottur; çekirdek zarı ve zarla çevrili organelleri (mitokondri, Golgi, ER) yoktur. Ribozom zarsızdır ve prokaryot hücreler dahil bütün hücrelerde protein sentezini yapar.
Bir bitkinin yaprak hücresinde ve bir insanın karaciğer hücresinde
- I.mitokondri,
- II.hücre duvarı,
- III.Golgi cisimciği
yapılarından hangileri ortak olarak bulunur?
Mitokondri ve Golgi cisimciği hem bitki hem hayvan hücrelerinde bulunur. Hücre duvarı bitki hücresinde vardır, hayvan hücresinde yoktur.
Aşağıdaki yapılardan
- I.ribozom,
- II.lizozom,
- III.sentrozom
hangileri zarla çevrili değildir?
Ribozom rRNA ve proteinden yapılmış iki alt birimden, sentrozom mikrotübüllerden yapılmış sentriyollerden oluşur; ikisi de zarsızdır. Lizozom, Golgi'den kopan tek zarlı bir keseciktir.
Mitokondri ve kloroplast için
- I.Çift zarla çevrilidir.
- II.Kendine ait DNA ve ribozom bulundurur.
- III.Bir bitkinin bütün canlı hücrelerinde bulunur.
ifadelerinden hangileri ortaktır?
İki organel de çift zarlıdır ve kendi DNA'sını ve ribozomlarını taşır; bu yüzden bazı proteinlerini kendisi sentezler ve bölünerek çoğalabilir. Kloroplast yalnızca bitkinin yeşil kısımlarındaki hücrelerde bulunur; kök hücrelerinde yoktur. Bu nedenle üçüncü ifade iki organel için ortak değildir.
Pankreas hücrelerinde üretilen bir sindirim enziminin, sentezlendiği yerden hücre dışına verilinceye kadar izlediği yol aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir?
Salgılanacak protein GER'e tutunmuş ribozomlarda sentezlenir ve GER'in iç boşluğuna geçer; taşıma kesecikleriyle Golgi'ye gider. Golgi proteini salgı keseciklerine paketler; kesecikler hücre zarıyla kaynaşarak enzimi dışarı verir. Lizozom ve koful bu yolda yer almaz.
Pankreas hücrelerinin bulunduğu ortama kısa bir süre radyoaktif işaretli amino asit veriliyor, ardından ortam işaretsiz amino asit içeren ortamla değiştiriliyor. Hücrelerin X, Y ve Z ile gösterilen üç bölümündeki radyoaktivitenin zamanla değişimi grafikte verilmiştir.
X, Y ve Z bölümleri, salgı proteininin geçtiği granüllü ER, Golgi cisimciği ve salgı keseciklerinden birer tanesidir. Buna göre X, Y ve Z sırasıyla hangileridir?
İşaretli proteinler önce sentezlendikleri granüllü ER'de birikir, sonra Golgi'ye, en son salgı keseciklerine geçer; her bölümün tepe noktası bu sırayla gelir. Grafikte radyoaktivite önce Y'de, sonra Z'de, en son X'te en yüksek değerine ulaşıyor. Y granüllü ER, Z Golgi cisimciği, X salgı kesecikleridir.
Bir amip ince bir iplikle çekirdekli ve çekirdeksiz iki parçaya ayrılıyor. Çekirdekli parça beslenip büyüyor ve bölünüyor. Çekirdeksiz parça birkaç gün hareket edip besin alıyor, ama büyümeden ve bölünmeden ölüyor.
Bu deneyin sonuçlarına göre
- I.Çekirdek, hücre bölünmesi için gereklidir.
- II.Çekirdeksiz sitoplazma bir süre bazı yaşamsal etkinlikleri sürdürebilir.
- III.Çekirdek, sitoplazmadan ayrıldığında da yaşamını sürdürebilir.
yargılarından hangilerine ulaşılabilir?
Yalnızca çekirdekli parça bölünebildiğine göre bölünme için çekirdek gereklidir. Çekirdeksiz parçanın birkaç gün hareket edip besin alması, sitoplazmanın bir süre iş görebildiğini gösterir. Deneyde sitoplazmasız bir çekirdek denenmemiştir; çekirdeğin tek başına yaşayıp yaşayamayacağı hakkında bir sonuç çıkarılamaz.
Aşağıdaki şekilde bir hücre zarının akıcı mozaik modeline göre çizilmiş bir kesiti verilmiştir; K, L, M ve N bazı yapıları göstermektedir.
Buna göre aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
Glikoprotein ve glikolipitlerin karbonhidrat zincirleri, yani glikokaliks, yalnızca zarın dış yüzeyinde bulunur; N'nin bulunduğu yüz hücrenin dışıdır. K suya bakan fosfolipit başlarını, L zarı boydan boya geçen proteini, M fosfolipitler arasına yerleşmiş kolesterolü gösterir.
Hücrelerin birbirini tanıması, organ nakillerinde doku uyumu ve alyuvar yüzeyindeki kan grubu antijenleri hücre zarının aşağıdaki yapılarından hangisiyle doğrudan ilgilidir?
Zarın dış yüzündeki glikoprotein ve glikolipitlerin karbonhidrat zincirleri glikokaliksi oluşturur; hücrelerin tanınması ve doku uyumu bu yapıya dayanır. Kolesterol zarın akışkanlığını, yağ asidi kuyrukları zarın su geçirmez iç katmanını oluşturur; hücre duvarı ve çekirdek porları zarın parçası değildir.
Plastitlerle ilgili
- I.Patates yumrusunda nişasta depolayan lökoplastlar bulunur.
- II.Domatesin olgunlaşırken kızarması, kloroplastların kromoplastlara dönüşmesiyle ilgilidir.
- III.Kromoplastlar, bitkide fotosentezi yapan başlıca plastitlerdir.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
Lökoplastlar renksizdir ve nişasta gibi besinleri depolar; patates yumrusu buna örnektir. Domates olgunlaşırken kloroplastlar karotenoit taşıyan kromoplastlara dönüşür. Fotosentezi klorofil taşıyan kloroplastlar yapar; kromoplastlar renk verir.
Bir hücrede çekirdek zarı, mitokondri ve hücre duvarı bulunduğu, kloroplast bulunmadığı belirleniyor.
Bu hücre ile ilgili aşağıdakilerden hangisi kesinlikle doğrudur?
Çekirdek zarı ve mitokondri bulunduğu için hücre kesinlikle ökaryottur; bakteri olamaz. Hücre duvarı olup kloroplastı olmayan bir hücre bir bitkinin kök hücresi de olabilir, bir mantar hücresi de; ikisinden hangisi olduğu kesin değildir. Çiçekli bitki hücrelerinde sentriyol bulunmaz, bu yüzden sentrozom da kesin değildir.
X, Y ve Z hücrelerinde bazı yapıların bulunup bulunmadığı aşağıdaki tabloda verilmiştir (+: var, −: yok).
| Hücre | Hücre duvarı | Çekirdek zarı | Kloroplast | Sentriyol | Mitokondri |
|---|---|---|---|---|---|
| X | + | − | − | − | − |
| Y | − | + | − | + | + |
| Z | + | + | + | − | + |
Buna göre X, Y ve Z hücreleri sırasıyla aşağıdakilerin hangisinde doğru verilmiştir?
X'te çekirdek zarı ve mitokondri yoktur, hücre duvarı vardır; X prokaryottur, yani bakteridir. Y'de hücre duvarı yoktur, sentriyol vardır: hayvan hücresi. Z'de selüloz duvarı olan, kloroplast taşıyan ve sentriyolsüz bir ökaryot hücre vardır: bitki yaprak hücresi.
İnsanın olgun alyuvar hücresinde
- I.çekirdek,
- II.mitokondri,
- III.hücre zarı
yapılarından hangileri bulunur?
Memelilerin alyuvarları olgunlaşırken çekirdeklerini ve mitokondrileri dahil organellerini kaybeder; hücrenin içi büyük ölçüde hemoglobinle doludur. Her hücre gibi olgun alyuvar da hücre zarıyla çevrilidir.
Hücre iskeleti ve hareket yapılarıyla ilgili
- I.Mikrotübüller, hücre bölünmesinde kromozomları kutuplara çeken iğ ipliklerini oluşturur.
- II.Mikrofilamentler, amipte yalancı ayak oluşumunda görev alır.
- III.Ökaryot hücrelerin sil ve kamçılarının dibinde sentriyole benzer yapıda dip cisimciği bulunur.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
İğ iplikleri mikrotübüllerden yapılır. Aktin yapılı mikrofilamentler yalancı ayak oluşumunu, kas kasılmasını ve sitoplazma akışını sağlar. Sil ve kamçının içinde 9 + 2 düzeninde mikrotübüller bulunur; dipteki dip cisimciği sentriyol gibi 9 × 3 düzenindedir. Üç ifade de doğrudur.
Bir akyuvarın fagositozla içine aldığı bir bakteriyi sindirmesinde doğrudan görev alan organel aşağıdakilerden hangisidir?
Fagositozla oluşan kesecik lizozomla birleşir; lizozomdaki sindirim enzimleri bakteriyi parçalar. Ribozom protein sentezler, sentrozom bölünmede iğ ipliklerini düzenler, peroksizom hidrojen peroksiti parçalar; akyuvarda kloroplast bulunmaz.
Karaciğer hücrelerinde ilaçların ve bazı zehirli maddelerin etkisizleştirilmesinde görev alan ve steroit hormon üreten hücrelerde çok gelişmiş olan, yüzeyinde ribozom bulunmayan organel aşağıdakilerden hangisidir?
Yüzeyinde ribozom bulunmayan granülsüz ER, lipit ve steroit sentezinde ve karaciğerde zehirli maddelerin etkisizleştirilmesinde görev alır. Granüllü ER'nin yüzeyinde ribozomlar vardır; Golgi paketleme yapar, ribozom ve sentrozom zarsız yapılardır.
Bir hücrenin çekirdekçiği deneysel olarak tahrip ediliyor. Bir süre sonra hücrede protein sentezinin giderek azaldığı gözleniyor.
Bu gözlem aşağıdakilerden hangisiyle en iyi açıklanır?
Çekirdekçikte rRNA sentezlenir ve ribozom alt birimleri oluşturulur. Çekirdekçik tahrip edilince yeni ribozom yapılamaz; var olan ribozomlar eskidikçe protein sentezi giderek azalır. Çekirdekçik zarsızdır; DNA eşlenmesi kromatinde, paketleme Golgi'de yapılır, amino asitler çekirdekçikte üretilmez.
Taze karaciğer parçaları hidrojen peroksit (\(\text{H}_2\text{O}_2\)) çözeltisine atıldığında yoğun köpürme oluyor. Aynı deney haşlanmış karaciğer parçalarıyla tekrarlandığında köpürme görülmüyor.
Bu deneyle ilgili
- I.Köpürmeyi sağlayan enzim karaciğer hücrelerinin peroksizomlarında bulunur.
- II.Haşlama, enzimin yapısını bozarak etkinliğini ortadan kaldırmıştır.
- III.Köpürme, hücrelerin oksijenli solunumla ürettiği karbondioksitten kaynaklanır.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
Peroksizomlardaki katalaz enzimi hidrojen peroksiti su ve oksijene parçalar; köpürme açığa çıkan oksijen gazıdır. Enzimler protein yapılıdır ve yüksek sıcaklıkta yapıları bozulur; haşlanmış karaciğerde köpürme olmaması bunu gösterir. Gaz karbondioksit değildir.
Aşağıda salgı yapan bir hayvan hücresinin şeması verilmiştir; bazı yapılar 1-6 arasındaki numaralarla gösterilmiştir.
Granüllü ER'ye tutunmuş ribozomlarda sentezlenen bir salgı proteininin hücre zarına ulaşıncaya kadar sırasıyla geçtiği yapılar aşağıdakilerin hangisinde doğru verilmiştir?
Şekilde 3 granüllü ER'yi, 2 Golgi cisimciğini, 5 hücre zarına doğru giden salgı keseciklerini, 6 lizozomu, 1 çekirdeği, 4 mitokondriyi gösterir. Protein önce granüllü ER'nin boşluğuna geçer, oradan Golgi'ye, sonra salgı kesecikleriyle hücre zarına gider. Lizozom ve çekirdek bu yolda yer almaz.
Bir bakteri hücresi için
- I.DNA'sı çekirdek zarıyla çevrili değildir.
- II.Ribozom bulundurur.
- III.Oksijenli solunum yapan bir bakteride bu solunum mitokondride gerçekleşir.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
Bakteriler prokaryottur; DNA'ları nükleoit bölgesindedir ve çekirdek zarıyla çevrili değildir. Protein sentezi için ribozomları vardır. Prokaryotlarda mitokondri bulunmaz; oksijenli solunum yapan bakterilerde solunum enzimleri hücre zarındadır.
Hücre teorisinin gelişimine katkıda bulunan bilim insanlarıyla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
Hooke'un incelediği şişe mantarı ölü bir dokudur; gördüğü odacıklar yalnızca hücre duvarlarıydı, içlerinde canlı madde ve organel yoktu. Diğer ifadeler bilim insanlarının katkılarını doğru anlatır.
Aşağıdaki organellerden hangisi için verilen üç özelliğin üçü de doğrudur?
Lizozom tek zarlı bir keseciktir, DNA taşımaz ve sindirim enzimleriyle hücre içi sindirim yapar. Ribozom zarsızdır, mitokondri kendi DNA'sını taşır, Golgi tek zarlıdır, kloroplast hayvan hücrelerinde bulunmaz.
İlerlemen bu tarayıcıda saklanıyor. Ücretsiz üye ol, her cihazda kaldığın yerden devam et.