HAYVAN VE BITKI HÜCRELERINDE HÜCRESEL ORGANELLER: ÖZELLIKLERI, IŞLEVLERI - BIYOLOJI - 2025

Hücre organelleri bir "küçük cisimlerin" olarak - - hücrelerini oluşturan yapılar da, metabolik, sentetik, üretimi ve enerji tüketimi yapısal işlevleri yerine getirir.

Bu yapılar hücre sitoplazmasında bulunur ve genel olarak tüm ökaryotik hücreler, temel bir hücre içi organel kümesinden oluşur. Bunlar, zarlı (bir plazma zarına sahiptirler) ve zararsız (bir plazma zarından yoksundurlar) olarak ayırt edilebilir.

Kaynak: Pixabay.com

Her bir organel, genellikle zarda veya organelde bulunan benzersiz bir protein setine sahiptir.

Proteinlerin (lizozomlar) dağıtımından ve taşınmasından sorumlu organeller vardır, diğerleri metabolik ve biyoenerjetik işlevleri (kloroplastlar, mitokondri ve peroksizomlar), hücre yapısı ve hareketini (filamentler ve mikrotübüller) gerçekleştirir ve yüzeyin bir parçası olanlar vardır. hücre (plazma zarı ve hücre duvarı).

Prokaryotik hücreler membranöz organellerden yoksundur, ökaryotik hücrelerde her iki tür organel de bulabiliriz. Bu yapılar, hücredeki işlevlerine göre de sınıflandırılabilir.

Organeller: membranöz ve membranöz olmayan

Membranöz organeller

Bu organeller, iç ortamın hücre sitoplazmasından ayrılmasına izin veren bir plazma membranına sahiptir. Membran, veziküler ve tübüler şekillere sahiptir ve düz endoplazmik retikulumda olduğu gibi kıvrılabilir veya mitokondride olduğu gibi organel içine katlanabilir.

Plazma zarının organellerdeki bu organizasyonu, yüzey alanlarını artırmaya ve ayrıca proteinler gibi çeşitli maddelerin depolandığı veya salgılandığı hücre içi alt bölmeler oluşturmasına izin verir.

Membran organelleri arasında aşağıdakileri buluyoruz:

-Hücreyi ve diğer hücresel organelleri sınırlayan hücre zarı.

-Kaba endoplazmik retikulum (RER), yeni sentezlenen proteinlerin protein sentezi ve modifikasyonunun gerçekleştiği yer.

-Lipidlerin ve steroidlerin sentezlendiği pürüzsüz endoplazmik retikulum (REL).

-Golgi cihazı, taşınması için proteinleri ve lipitleri değiştirir ve paketler.

-Endozomlar, endositoza katılır ve ayrıca proteinleri sınıflandırır ve nihai hedeflerine yönlendirir.

-Lizozomlar, sindirim enzimleri içerir ve fagositoza katılır.

-Vezikülleri taşıyın, materyali çevirin ve endositoza ve ekzositoza katılın.

-Mitokondri ve kloroplastlar, hücreye enerji sağlayan ATP üretirler.

-H ₂ O ₂ ve yağ asitlerinin üretimi ve bozunmasında rol oynayan peroksizomlar .

Membran olmayan organeller

Bu organellerin kendilerini tanımlayan bir plazma zarları yoktur ve içlerinde özel proteinler genellikle hücre iskeletinin yapısal elemanlarının bir parçası olan polimerlere kendiliğinden birleşirler.

Entre los organelos citoplasmáticos no membranosos encontramos:

-Microtúbulos, los cuales construcuyen el citoesqueleto ve con los microfilamentos de actina y filamentos intermedios.

-Filamentos, forman parte del citoesqueleto ve clasifican en microfilamentos and filamentos intermedios.

-Centriolos, estructuras cilíndricas de donde derivan los cuerpos basales de los cilios.

-Ribosomalar, intervien ve síntesis proteica ve bileşen de RNA ribosómico (RNAr).

Organelos en células hayvanlar

Célula hayvanı (Fuente: Animal_cell_structure_en.svg: LadyofHats (Mariana Ruiz) türev çalışması: Mel 23 ile Wikimedia Commons konuşma)

Hayvanlar günlük koruma, beslenme, sindirim, hareket, üreme ve hatta ölüm faaliyetlerini yürütürler. Bu faaliyetlerin çoğu, aynı zamanda bu organizmaları oluşturan hücreler içinde gerçekleştirilir ve hücreyi oluşturan hücresel organeller tarafından gerçekleştirilir.

Genel olarak, bir organizmadaki tüm hücreler aynı organizasyona sahiptir ve tüm faaliyetlerini gerçekleştirmek için benzer mekanizmaları kullanır. Bununla birlikte, bazı hücreler bir veya daha fazla işlevde o kadar uzmanlaşabilir ki, belirli hücresel yapı veya bölgelerden daha fazla sayıda veya boyuta sahip olarak diğerlerinden farklılık gösterirler.

Hücreler içinde iki ana bölge veya bölme ayırt edilebilir: Ökaryotik hücrelerin en belirgin organeli olan çekirdek ve diğer organelleri ve sitoplazmik matriksteki bazı inklüzyonları (çözünenler ve organik moleküller gibi) içeren sitoplazma.

Çekirdek

Çekirdek, hücredeki en büyük organeldir ve ökaryotik hücrelerin en göze çarpan özelliğini temsil eder, onları prokaryotik hücrelerden ayıran şey budur. Gözenekleri olan iki nükleer membran veya zarfla iyi sınırlandırılmıştır. Çekirdeğin içinde kromatin (yoğunlaştırılmış ve gevşek) ve nükleol formundaki DNA bulunur.

Nükleer membranlar, hücre sitoplazmasının çekirdeğinin iç kısmının izole edilmesine ve söz konusu organelin yapısı ve desteği olarak hizmet etmesine izin verir. Bu zarf, bir dış ve bir iç zardan oluşur. Nükleer zarfın işlevi, moleküllerin nükleer iç kısım ve sitoplazma arasında geçişini önlemektir.

Nükleer membranlardaki gözenek kompleksleri, proteinlerin ve RNA'ların seçici geçişine izin vererek, çekirdeğin iç kompozisyonunu stabil tutar ve ayrıca gen ekspresyonunun düzenlenmesinde anahtar rolleri yerine getirir.

Hücre genomu bu organellerde bulunur, bu nedenle hücrenin genetik bilgisi için bir depo görevi görür. RNA transkripsiyonu ve işlenmesi ve DNA replikasyonu çekirdek içinde meydana gelir ve yalnızca translasyon bu organel dışında gerçekleşir.

Hücre zarı

Plastik membran

Plazma veya hücre zarı, bir hidrofobik ve bir hidrofilik bölüm (lipid çift tabakalı) ve bazı proteinler (bütünleyici zar ve çevresel) ile iki amfipatik lipid tabakasından oluşan bir yapıdır. Bu yapı dinamiktir ve hücrelerde çeşitli fizyolojik ve biyokimyasal süreçlere katılır.

Plazma zarı, hücre içini çevreleyen ortamdan izole etmekten sorumludur. Basit difüzyon (konsantrasyon gradyanı lehine) ve taşıma proteinlerinin gerekli olduğu aktif taşıma gibi çeşitli mekanizmalar yoluyla hücreye giren ve çıkan tüm maddelerin ve moleküllerin geçişini kontrol eder.

Kaba endoplazmik retikulum

Endoplazmik retikulum, çekirdekten (dış nükleer membran) uzanan bir zarla çevrili bir tübül ve keseler (sarnıç) ağından oluşur. Aynı zamanda hücrelerdeki en büyük organellerden biridir.

Kaba endoplazmik retikulum (RER), dış yüzeyinde çok sayıda ribozom içerir ve ayrıca Golgi aparatına uzanan veziküller içerir. Hücrenin protein sentez sisteminin bir parçasıdır. Sentezlenen proteinler dönüştürüldükleri, biriktirildikleri ve taşındıkları RER tanklarına geçer.

Nöronlar gibi büyük miktarda plazma membranına sahip salgı hücreleri ve hücreler, iyi gelişmiş kaba endoplazmik retikuluma sahiptir. RER'yi oluşturan ribozomlar, lizozomlar, Golgi aparatı ve zarlar gibi diğer hücresel yapıları oluşturan salgı proteinlerinin ve proteinlerinin sentezinden sorumludur.

Pürüzsüz endoplazmik retikulum

Düzgün endoplazmik retikulum (REL), lipid sentezinde rol oynar ve zara bağlı ribozomlardan yoksundur. Boru şeklinde bir yapıya sahip olma eğiliminde olan kısa tübüllerden oluşur. RER'den ayrı olabilir veya onun bir uzantısı olabilir.

Lipid sentezi ve steroid sekresyonu ile ilişkili hücreler oldukça gelişmiş REL'lere sahiptir. Bu organel ayrıca, karaciğer hücrelerinde oldukça gelişmiş olan zararlı maddelerin detoksifikasyonu ve konjugasyonu süreçlerinde de rol oynar.

Pestisitler ve kanserojenler gibi hidrofobik bileşikleri modifiye ederek, onları kolayca bozunan suda çözünür ürünlere dönüştüren enzimlere sahiptirler.

Golgi cihazı

Golgi aparatında, endoplazmik retikulumda sentezlenen ve modifiye edilen proteinler alınır. Bu organelde, bu proteinler sonunda lizozomlara, plazma zarlarına taşınmak veya salgılanmak üzere başka modifikasyonlara uğrayabilir. Glikoproteinler ve sfingomiyelin, Golgi cihazında sentezlenir.

Bu organel, sarnıç olarak bilinen bir zarla çevrili bazı torba türlerinden oluşur ve bunlarla ilişkili veziküller sunarlar. Ekzositoz yoluyla proteinleri salgılayan hücreler ve zar ve zara bağlı proteinleri sentezleyen hücreler, oldukça aktif Golgi aygıtına sahiptir.

Golgi aygıtının yapısı ve işlevi kutupluluk gösterir. RER'ye en yakın kısım cis-Golgi ağı (CGN) olarak adlandırılır ve dışbükey bir şekle sahiptir. Endoplazmik retikulumdaki proteinler, organel içinde taşınmak üzere bu bölgeye girer.

Golgi yığını, organelin orta bölgesini oluşturur ve bu yapının metabolik faaliyetlerinin gerçekleştiği yerdir. Golgi kompleksinin olgunlaşma bölgesi, trans-Golgi ağı (TGN) olarak bilinir, içbükey bir şekle sahiptir ve proteinlerin nihai hedeflerine doğru organizasyon ve dağıtım noktasıdır.

Lizozomlar

Lizozom dahil bir hücrenin parçası

Lizozomlar, proteinleri, nükleik asitleri, karbonhidratları ve lipitleri parçalayabilen enzimler içeren organellerdir. Temelde, hücrenin dışından yakalanan biyolojik polimerleri ve hücrelerin kendi ürünlerini (otofaji) bozan hücrelerin sindirim sistemidir.

Sindirim için yakalanan ürüne bağlı olarak farklı şekil ve boyutlarda olsalar da, bu organeller genellikle yoğun küresel vakuollerdir.

Endositoz tarafından yakalanan parçacıklar, daha sonra Golgi aparatından asit hidrolazların toplanmasıyla lizozomlara olgunlaşan endozomlara taşınır. Bu hidrolazlar, proteinlerin, nükleik asitlerin, polisakkaritlerin ve lipidlerin parçalanmasından sorumludur.

peroksizomlar

Bir peroksizomun grafik gösterimi.
Kaynak: Rock 'n Roll

Peroksizomlar, oksidatif enzimler (peroksidazlar) içeren basit bir plazma zarına sahip küçük organellerdir (mikro gövdeler). Bu enzimler tarafından gerçekleştirilen oksidasyon reaksiyonu, hidrojen peroksit (H ₂ O ₂ ) üretir .

Bu organellerde katalaz, hücresel konsantrasyonunu kontrol ederek H ₂ O _2'yi düzenlemekten ve sindirmekten sorumludur . Karaciğer ve böbrek hücrelerinde önemli miktarda peroksizom bulunur, bunlar vücuttaki ana detoksifikasyon merkezleridir.

Bir hücrede bulunan peroksizomların sayısı diyete, belirli ilaçların tüketimine ve çeşitli hormonal uyaranlara yanıt olarak düzenlenir.

Mitokondri

Mitokondri. LadyofHats'tan alınmış ve düzenlenmiştir.

Önemli miktarda enerji tüketen ve üreten hücrelerde (çizgili kas hücreleri gibi) bol miktarda mitokondri bulunur. Bu organeller, hücrelerde metabolik enerji üretiminde kritik bir rol oynar.

Oksidatif fosforilasyon işlemi yoluyla karbonhidratların ve yağ asitlerinin bozunmasından ATP formunda enerji üretiminden sorumludurlar. Hücre etrafında hareket edebilen ve gerekli enerjiyi sağlayan mobil güç jeneratörleri olarak da tanımlanabilirler.

Mitokondri, kendi DNA'sını içermesiyle karakterize edilir ve tRNA, rRNA ve bazı mitokondriyal proteinleri kodlayabilir. Mitokondriyal proteinlerin çoğu ribozomlar üzerinde çevrilir ve belirli sinyallerin etkisiyle mitokondriye taşınır.

Mitokondrinin birleşmesi, kendi genomları tarafından kodlanan proteinleri, nükleer genomda kodlanan diğer proteinleri ve sitozolden ithal edilen proteinleri içerir. Bu organellerin sayısı, bu bölünmeler hücre döngüsü ile senkronize olmasa da, fazlar arası sırasında bölünerek artar.

Ribozomlar

Ribozomlar, protein sentezine katılan küçük organellerdir. Bunlar, proteinler ve RNA içeren, biri diğerinin üzerine yerleştirilmiş iki alt birimden oluşur. Translasyon sırasında polipeptid zincirlerinin yapımında önemli bir rol oynarlar.

Ribozomlar sitoplazmada serbest bulunabilir veya endoplazmik retikulum ile ilişkili olabilir. Protein sentezine aktif olarak katılarak, poliribozom adı verilen beş ribozomdan oluşan zincirlerde mRNA tarafından bağlanırlar. Protein sentezinde uzmanlaşmış hücreler, bu organellerden büyük miktarlara sahiptir.

Bitki hücrelerinde organeller

Bir bitki hücresinin morfoanatomisi (Kaynak: Ævar Arnfjörð Bjarmason / Wikimedia Commons aracılığıyla galeri)

Daha önce tanımlanan organellerin çoğu (çekirdek, endoplazmik retikulum, Golgi aparatı, ribozomlar, plazma zarı ve peroksizomlar), temelde hayvan hücrelerindekiyle aynı işlevleri yerine getirdikleri bitki hücrelerinin bir parçası olarak bulunur.

Bitki hücrelerindeki onları diğer organizmalardan ayıran ana organeller plastidler, vakuoller ve hücre duvarıdır. Bu organeller, sitoplazmik bir zarla çevrilidir.

Hücresel duvar

Hücre duvarı, hemen hemen tüm bitki hücrelerinde bulunan bir glukoprotein ağıdır. Hücresel madde ve molekül değişiminde ve suyun farklı mesafelerde dolaşımında önemli rol oynar.

Bu yapı selüloz, hemiselülozlar, pektinler, lignin, suberin, fenolik polimerler, iyonlar, su ve çeşitli yapısal ve enzimatik proteinlerden oluşur. Bu organel, mitotik şeklin merkezinde Golgi veziküllerinin füzyonu ile oluşturulan bir bölüm olan hücre plakasının sokulmasıyla sitokinezden kaynaklanır.

Karmaşık hücre duvarı polisakkaritleri Golgi aparatında sentezlenir. Hücre dışı matris (ECM) olarak da bilinen hücre duvarı, yalnızca hücreye dayanıklılık ve tanımlanmış şekiller sağlamakla kalmaz, aynı zamanda hücre büyümesi, farklılaşma ve morfogenez gibi süreçlere ve çevresel uyaranlara yanıtlara da katılır.

Vakuoller

Vakuoller, bitki hücrelerinde bulunan en büyük organellerden biridir. Basit bir zarla çevrelenmişlerdir ve çuval şeklindedirler, su depolamakta ve nişasta ve katı yağlar veya atık maddeler ve tuzlar gibi maddeleri yedeklemektedirler. Hidrolitik enzimlerden oluşurlar.

Ekzositoz ve endositoz süreçlerine müdahale ederler. Golgi aygıtından taşınan proteinler, lizozomların işlevini üstlenen vakuollere girer. Ayrıca turgor basıncını ve ozmotik dengeyi korumaya da katılırlar.

Plastidler

Plastidler, çift zarla çevrili organellerdir. Kloroplastlar, amiloplastlar, kromoplastlar, oleinoplastlar, proteinoplastlar, proplastlar ve etiyoplastlar olarak sınıflandırılırlar.

Bu organeller, organel matrisinde veya stromada nükleoid olarak bilinen kendi genomlarını ve ayrıca bir kopyalama, transkripsiyon ve çeviri mekanizmasını içerdikleri için yarı otonomdur.

Plastidler, bitki hücrelerinde maddelerin sentezi, besin ve pigmentlerin depolanması gibi çeşitli işlevleri yerine getirir.

Plastid türleri

Kloroplastlar en önemli plastitler olarak kabul edilir. Hücrelerdeki en büyük organeller arasındadırlar ve içindeki çeşitli bölgelerde bulunurlar. Yeşil yapraklarda ve klorofil içeren dokularda bulunurlar. Fotosentez sürecinde güneş enerjisinin yakalanmasına ve atmosferik karbonun sabitlenmesine müdahale ederler.

-Amiloplastlar rezerv dokularda bulunur. Klorofilden yoksundurlar ve nişasta ile doludurlar, bunlar için bir depo görevi görürler ve ayrıca kök başlığındaki gravitropik algıya katılırlar.

Kromoplastlar, sonbahar yapraklarının, çiçeklerin ve meyvelerin turuncu ve sarı renkleriyle ilişkilendirilen karoten adı verilen pigmentleri depolar.

-Oleinoplastlar yağları depolarken proteinoplastlar proteinleri depolar.

-Proplastidia, köklerin ve gövdelerin meristematik hücrelerinde bulunan küçük plastidlerdir. Diğer plastidlerin habercisi olduklarına inanılsa da, işlevleri çok net değildir. Proplastidlerin reformasyonu, bazı olgun plastidlerin yeniden farklılaşması ile ilişkilidir.

- Karanlıkta yetiştirilen bitkilerin kotiledonlarında etiyoplastlar bulunur. Işığa maruz kaldıklarında hızla kloroplastlara dönüşürler.

Referanslar

1. Alberts, B. ve Bray, D. (2006). Hücre biyolojisine giriş. Panamerican Medical Ed.
2. Briar, C., Gabriel, C., Lasserson, D. ve Sharrack, B. (2004). Sinir sistemindeki esaslar. Elsevier,
3. Cooper, GM, Hausman, RE ve Wright, N. (2010). Hücre. (sayfa 397-402). Marban.
4. Flores, RC (2004). Biyoloji 1. Editör Progreso.
5. Jiménez García, L. J & H. Merchand Larios. (2003). Hücresel ve moleküler biyoloji. Meksika. Editör Pearson Education.
6. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D. ve Darnell, J. (2003). Moleküler hücre biyolojisi. Beşinci baskı. New York: WH Freeman.
7. Magloire, K. (2012). AP Biyoloji Sınavını kırmak. Princeton İncelemesi.
8. Pierce, BA (2009). Genetik: Kavramsal bir yaklaşım. Panamerican Medical Ed.
9. Ross, MH, Pawlina, W. (2006). Histoloji. Editoryal Médica Panamericana.
10. Sandoval, E. (2005). Bitki anatomisi çalışmasına uygulanan teknikler (Cilt 38). UNAM.
11. Scheffler, I. (2008). Mitokondri. İkinci baskı. Wiley
12. Starr, C., Taggart, R., Evers, C. ve Starr, L. (2015). Biyoloji: Yaşamın birliği ve çeşitliliği. Nelson Eğitimi.
13. Stille, D. (2006). Hayvan Hücreleri: En Küçük Yaşam Birimleri. Bilimi Keşfetmek.
14. Tortora, GJ, Funke, BR ve Case, CL (2007). Mikrobiyolojiye giriş. Panamerican Medical Ed.