HÜCRE TIPLERI: PROKARYOTIK HÜCRELER, ÖKARYOTIK HÜCRELER - BIYOLOJI - 2025

Doğada tanımlayabildiğimiz tüm canlı organizmaları iki tür hücre oluşturur; bunlar prokaryotlar ve ökaryotlar olarak bilinir. İlki bazı mikroorganizmalar için tipiktir, ikincisi ise bitkiler ve hayvanlar kadar karmaşık çok hücreli organizmalar oluşturur.

Hücreler, 1840'tan beri az çok bilinen temel temel yaşam birimini temsil eder. Hücreler, "temel birimler" oldukları söylenir, çünkü her birinin içinde "daha yüksek" veya daha yüksek organizmalarda tanıdığımız süreçler vardır. karmaşık.

Doğadaki iki hücre türünün şeması: ökaryotlar ve prokaryotlar. Ana bölümler aralarındaki farkları göstererek gösterilmiştir (Kaynak: Makine tarafından okunabilen bir yazar sağlanmamıştır. Mortadelo2005 varsayılmıştır (telif hakkı taleplerine göre). Wikimedia Commons aracılığıyla)

Dolayısıyla hücre beslenebilen, metabolize olabilen, büyüyebilen ve çoğalabilen ve yavru bırakabilen en küçük canlıdır (bir hücre ancak önceden var olan başka bir hücreden gelebilir).

Hücrelerin boyutu büyük ölçüde değişebilir. 100 mikronun biraz üzerinde ölçebilen küçük bir bakterinin boyutunu düşünürsek ve bunu 1 metreye kadar ölçebilen yetişkin bir insanın nöronununki ile karşılaştırırsak, yaklaşık 6 büyüklük mertebesinde bir fark bulacağız.

Ancak içlerinde meydana gelen süreçler benzer olduğu için farklı hücre tipleri birçok özelliği paylaşır. Örneğin, tümü kendilerini çevrelerindeki ortamdan ayıran ve maddelerin bir taraftan diğerine seçici geçişine izin veren bir zarla çevrilidir.

Bu zarla çevrili boşluk, içinde metabolizmayı ve çoğalmayı mümkün kılan hücre içi bileşenler olan sitozol adı verilen bir tür sıvı veya sıvı içerir.

Tüm hücrelerin sitozolü, nükleik asitlerden oluşan kalıtsal materyali içerir (iç membranlarla ayrılmış olsun veya olmasın); büyük miktarda yapısal protein ve enzimatik aktiviteye sahip; iyonlar, karbonhidratlar ve farklı kimyasal yapıdaki diğer moleküller.

Bazı hücrelerin plazma zarlarını örten ve onlara belirli bir sertlik, destek, mekanik ve kimyasal direnç sağlayan bir hücre duvarı vardır. Ek olarak, hem prokaryotik hem de ökaryotik organizmalar, birçok amaca hizmet eden kirpikler ve kamçı gibi yapılara sahip olabilir.

Prokaryotik hücreler

Prokaryotik hücreler nispeten basit hücrelerdir. Adı Yunanca "pro", yani önceki anlamına gelen "karyon" dan ve çekirdek anlamına gelen "karyon" dan gelir ve bu, zar çekirdeği olmayan ilkel veya "ilkel" çekirdeğe sahip organizmaları belirtmek için kullanılır.

Prokaryotik organizmalar bakteri ve arkelerdir. Bakteriler, ekolojik ve pratik bir bakış açısıyla (insan merkezli olarak konuşursak) ve bollukları (birey sayısı) açısından en önemli canlı gruplarından birini temsil eder.

«Ortalama» bir prokaryotik hücrenin diyagramı (Kaynak: Mariana Ruiz Villarreal (LadyofHats). İspanyol plak şirketleri Alejandro Porto. Via Wikimedia Commons)

Bakteri gibi bol miktarda bulunan Archaea, tuzlu sular, volkanik kaynaklar veya oldukça asidik ve sıcak alanlar gibi yaşanmaz ve düşmanca yerlerde yaşar.

Arkeler ve bakteriler arasında pek çok fark vardır, ancak en iyi bilinen grup oldukları için aşağıda sadece bakterilerin en ayırt edici özelliklerinden bahsedilecektir.

- Özellikler

Prokaryotlar, temelde türlere ve dikkate alınan yaşam biçimine bağlı olan oldukça değişken boyutlara ve şekillere sahiptir. Örneğin bakteriler morfolojik olarak kok ve basil olarak ayrılır.

Cocci neredeyse küresel şekillerdir ve bazı türlerin özelliği olan hücresel agregaları (bir salkım üzümüne benzer) oluşturmak için birbirleriyle birleşebilirler.

Basiller çubuk şeklindedir, ancak genişlik ve uzunlukları oldukça değişkendir; Bunlar aynı zamanda birbirleriyle ilişkilendirilerek chorizo ​​"dizisine" benzer zincirler oluşturabilirler.

Salmonella typhimurium (kırmızı) insan hücrelerini istila ediyor. Yazar: Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH US gov tarafından (Dosya: SalmonellaNIAID.jpg), Wikimedia Commons aracılığıyla

Prokaryotik hücreler, tüm yaşamsal süreçlerini yürütmekten sorumlu olan çok sayıda yapıya sahiptir. Bir bakteriyi herhangi bir ökaryotik hücreden ayıran özelliklerden biri, iç membranöz yapıların olmamasıdır.

Başka bir deyişle, bakteriler ökaryotlarda bulunanlar gibi sitosolik organellerden yoksundur (mitokondri, çekirdek, endoplazmik retikulum vb.).

- Prokaryotik bir hücrenin parçaları

Bir bakteri; prokaryotik hücre, tek hücreli organizmalar

Çoğu prokaryotta ayırt edilebilen parçalar plazma zarı, ribozomlar, inklüzyon cisimcikleri, nükleoid bölge, periplazmik boşluk, hücre duvarı, kapsül, fimbria ve pili ve flagelladır.

Plazma veya hücre zarı

Bakteri hücrelerini örten zar, kendileri ve çevreleri arasında bir arayüz olarak çeşitli işlevleri yerine getirir. Çift katman şeklinde düzenlenmiş lipitlerden ve birlikte 10 nm'den daha kalın olmayan bir yapı oluşturan bazı ilişkili proteinlerden oluşur.

Hücrelerin "içinde" ve "dışarıda" "yüzleşen" çift tabakanın yüzleri lipitlerin hidrofilik kısmını içerirken, iç kısımları oldukça hidrofobiktir. İlişkili proteinler, birleşmelerinin kimyasal doğasına bağlı olarak integral veya periferal olabilir.

Prokaryotların iç zarlı yapıları yoktur, bununla birlikte plazma zarları içlerinde yayılımlar veya belirgin kıvrımlar oluşturabilir ve bunlar farklı işlevleri yerine getirir.

Sitoplazma

Sitoplazma, hücre zarı ile çekirdek arasındaki boşluktur; sitozol içerir. Ökaryotik hücrelerin sitoplazmasına oldukça benzer.

Sitozol

Plazma zarı, sitozol olarak bilinen sıvı bir maddeyi çevreler. Bu sıvıda hücre iskeleti proteinleri veya membranöz organelleri yoktur, ancak tanımlanmış işlevlere ve belirli bileşenlere sahip “bölgeler” ayırt edilebilir.

Bakterilerin sitozolü ile ilişkili bazı "yapıların" iyi bir örneği, sitosolik matriks içine daldırılmış organik veya inorganik materyalden oluşan granüller olan inklüzyon cisimcikleridir.

Ribozomlar ve moleküler şaperonlar

Bir prokaryotik hücrenin sitozolünde, hücresel proteinlerin sentezinden sorumlu olan çok sayıda parçacık görülebilir (bazen plazma zarı ile ilişkili); Bunlar ribozomlar olarak bilinir ve ökaryotik hücrelerde de bulunurlar, ancak ikincisinde daha büyüktürler.

Ribozomlarla yakın ilişki içinde, ribozomlar tarafından sentezlenen proteinlerin katlanmasından sorumlu olan moleküler şaperonlar adı verilen proteinler de vardır.

Nükleoid

Prokaryotik hücreler normalde çift sarmallı dairesel bir kromozom oluşturan bir DNA molekülüne sahiptir. Bu kromozom, bir zarla sınırlandırılmış bir çekirdek içine alınmaz, bunun yerine sitozolün belirli bir bölgesinde paketlenir.

Bu bölge, nükleoid veya nükleer bölge olarak bilinir. Bu, bir bakterinin özelliklerini tanımlayan ve hücre bölünmesi sırasında çoğalan tüm genetik bilgileri içeren olandır.

Bakterilerin hücre duvarı

Tüm bakterilerin plazma zarını çevreleyen bir hücre duvarı vardır. Bu yapı, prokaryotların ozmotik parçalanmaya karşı belirli bir direnç göstermesi nedeniyle hayatta kalmaları için çok önemlidir.

Hücre duvarının özelliklerine bağlı olarak iki büyük bakteri grubu ayırt edilmiştir: Gram Pozitif ve Gram Negatif.

Gram-pozitif bakterilerin hücre duvarı, plazma zarını çevreleyen homojen bir peptidoglikan (N-asetil glukozamin ve N-asetilmuramik asit) tabakasından oluşur.

Gram-negatif bakteriler ayrıca plazma zarı üzerinde bir peptidoglikan hücre duvarına sahiptir, ancak aynı zamanda onları çevreleyen ek bir dış zara da sahiptir.

Her iki bakteri türünün hücre duvarı ile plazma zarı arasındaki boşluğa, çok sayıda enzimin ve önemli işlevlere sahip diğer proteinlerin barındırıldığı periplazmik boşluk denir.

Bazı bakteriler, hücre duvarına ek olarak, kurumaya veya bakteriyofajlar gibi patojenlerin saldırısına karşı koruma sağlayan bir polisakarit ve glikoprotein tabakası içerir; ayrıca hücre yapışma süreçlerinde de çalışır.

Plazmidler

Plazmitler, DNA'nın dairesel yapılarıdır. Üremeyle ilgili olmayan genlerin taşıyıcılarıdır.

Kapsül

Bazı bakteri hücrelerinde bulunur ve nemi tutmaya yardımcı olur, hücrenin yüzeylere ve besin maddelerine yapışmasına yardımcı olur. Diğer organizmalar tarafından emildiğinde hücreyi koruyan ek bir dış kaplamadır.

Pili

Prokaryotik hücreler ayrıca, bu hücrelerin yüzeyinde bir tür "kıl" olan ve bakteriler arasındaki genetik bilgi alışverişinde sıklıkla önemli roller oynayan "pili" olarak bilinen dış yapılara sahiptir.

Genetik materyal (DNA ve RNA)

Prokaryotik hücreler, DNA ve RNA şeklinde büyük miktarda genetik materyale sahiptir. Prokaryotik hücrelerde çekirdek olmadığından, sitoplazma, hücre büyümesi, çoğalması ve hayatta kalması için gerekli genlerin çoğunu içeren tek büyük dairesel DNA zincirini içerir.

Ökaryotik hücreler

Ökaryotik hücre (hayvan hücresi) ve parçaları örneği (Kaynak: Alejandro Porto, Wikimedia Commons)

Doğada gördüğümüz organizmaların çoğunu ökaryotik hücreler oluşturur. Ökaryotlar, mayalar ve diğer tek hücreli mantarlar, sekoyalar gibi dev ağaçlar ve mavi balinalar gibi görkemli memelilerdir.

Prokaryotik hücreler ile karşılaştırıldığında, ökaryotik hücreler, çok sayıda iç organellere ve sitozollerine gömülü karmaşık membranöz sistemlere sahip oldukları için önemli ölçüde daha büyük ve daha karmaşıktır.

"Ökaryot" kelimesi, gerçek anlamına gelen Yunanca "eu" ve çekirdek anlamına gelen "karyon" kelimesinden gelir ve bir zarla sınırlandırılmış "gerçek çekirdeği" olan hücreleri adlandırmak için kullanılır.

- Özellikler

Hayvanlar, bitkiler, mantarlar ve amip ve maya gibi bazı tek hücreli organizmalar ökaryotik hücrelerden oluşur.

Bu organizmaları oluşturan hücreler, farklılıklarıyla karmaşık bir iç organizasyona sahiptirler: zarımsı bir çekirdeğe ve çok çeşitli iç organellere, ayrı zarlara sahiptirler.

- Ökaryotik bir hücrenin parçaları

Sitoplazma

Plazma zarı ile çekirdek arasında yer alır, içinde organeller ve hücre iskeleti bulunur. Organellerin zarlarının içerdiği boşluklar, hücre içi mikro bölmeleri oluşturur.

Hücre zarı

Ökaryotik hücre çekirdeği

Çekirdek, ökaryotik bir hücrenin en belirgin ve karakteristik hücre içi organelidir. Genetik materyalin (nükleik asitler) ökaryotik kromozomları oluşturan "histonlar" adı verilen proteinlerle yakın ilişki içinde bulunduğu "kap" dır.

Bu organel, nükleer bileşenleri sitozolün geri kalanından ayıran ve gen ekspresyonu açısından önemli işlevleri olan bir çift eş merkezli membrana karşılık gelen nükleer zarfla sınırlandırılmıştır.

Mitokondri

Mitokondri

Ökaryotik bir hücrenin sitozolü, hücre tarafından kullanılabilen enerjiyi üretmekten sorumlu olan çok önemli başka zar organellerine de sahiptir: mitokondri.

Bu organeller sayesinde canlı organizmalar oksijen varlığında yaşama kabiliyetine sahiptir.

Mitokondri "çubuk şekilli" yapılardır, bir bakteriye benzer (endosimbiyotik teoriye bakın), kendi genomlarına sahiptirler, bu nedenle kendilerini barındıran hücreden neredeyse bağımsız olarak çoğalırlar ve biri çok katlı iç diğeri dış olmak üzere iki zara sahiptirler. , sitosol ile karşı karşıyadır.

Mitokondri, sitozol ve hücrenin çalışması için gerekli olan ökaryotik hücrelerin bazı membranöz organelleri arasında sürekli bir metabolit ve bilgi alışverişi gerçekleşir.

Ribozomlar

Protein sentezi için gerekli yapılardır. Ribozomal RNA ve proteinlerden oluşurlar. Ribozomlar, protein yapmaya hizmet eder.

Kloroplastlar

Kloroplast

Mitokondriye ek olarak bitkiler, algler ve siyanobakteriler, fotosentez konusunda uzmanlaşmış organellere (plastidler) sahiptir. Bunlar, spesifik pigmentler ve enzimler açısından zengin olan çok sayıda yayılma ve dahili membranöz süreç içerir.

Kaba endoplazmik retikulum (RER)

Organel zarı ile ilişkili ribozomlara sahip retikulumun bir alanıdır. İçinde proteinler değiştirilir ve sentezlenir. Ana işlevi, hücrenin dışında veya bir kesecik içinde hareket eden proteinler üretmektir.

Düzgün endoplazmik retikulum (REL)

Retikulumun bu bölgesi ribozomlara sahip değildir, bu nedenle düz görünümü, lipit ve steroid sentezinden sorumludur.

Golgi kompleksi veya aparatı

Golgi kompleksi, bir zarla kaplı "düzleştirilmiş keseler yığını" olarak tanımlanır. Endoplazmik retikulumda sentezlenen proteinlerin modifikasyon bölgelerinden biridir ve hücrenin diğer bölgelerine ve dışarıya dağılımlarından sorumludur.

Endozomlar

Endozomlar, endositoz mekanizmalarının bir parçası olan bir zar tarafından sınırlanan bölmeler olarak tanımlanabilir. Ana işlev, veziküller yoluyla gönderilen ve çeşitli hücre bölmeleri olabilecek nihai hedeflerine iletilen proteinlerin sınıflandırılmasıdır.

Lizozomlar

Lizozomlar küçük organellerdir ve "eskimiş" proteinlerin hücre içi sindiriminden sorumlu olup, besleyici bileşikleri sitozole salmaktadır.

Perosiksomalar

Peroksizomlar ise esas olarak reaktif oksijen türlerinin bozunmasından sorumludur ve ayrıca yağ asitlerinin oksidasyonunda rol oynarlar.

Bazı parazitik mikroorganizmalarda, glikoz katabolizması için modifiye edilmiş ve özelleşmiş peroksizomlar vardır, bu yüzden glikozomlar olarak bilinirler.

Vakuoller

Bitki hücreleri, toplam hücre hacminin% 80'inden fazlasını kapladıkları, su içerdikleri ve bilinen bir iç zar sistemine sahip oldukları için, bitkilerin büyümesi ve gelişmesi için büyük önem taşıyan büyük organeller olan bir vakuole sahiptir. toneplast gibi.

Hücre iskeleti

Ökaryotik hücreleri prokaryotlardan ayıran başka bir özellik, sitozolde bir tür yapı iskelesi oluşturan bir iç ipliksi protein ağının varlığıdır.

Bu "yapı iskelesi" yalnızca hücrelerin mekanik stabilitesine katkıda bulunmakla kalmaz, aynı zamanda hücre içi iletişim, iç taşıma ve hücre hareketleri için önemli işlevlere sahiptir.

Mikrotübüller

İpliklerle birlikte hücre iskeletinin unsurlarının bir parçasıdır. Dinamik istikrarsızlık olarak bilinen uzayabilir ve kısalabilirler.

- Kirpikler ve kamçı

Bakteriler için geçerli olduğu gibi, pek çok ökaryotik, hayvan ve bitki hücresi, özellikle hareket ve harekette işlev gören mikrotübüllerden oluşan dış yapılara sahiptir.

Flagella, 1 mm uzunluğa kadar yapılardır, kirpikler ise 2 ila 10 mikron uzunluğunda olabilir. Bu yapılar mikroorganizmalarda ve küçük çok hücreli organizmalarda bol miktarda bulunur.

Hayvanlarda ve bitkilerde kirpikler ve kamçılı hücreler de vardır. Sperm hücrelerinin kamçıları ve bazı organların iç epitelini oluşturan hücre yüzeylerini kaplayan tüyler bu şekildedir.

Sentriyoller

Centrioles, mikrotübüllerden oluşan içi boş, silindir şekilli yapılardır. Türevleri, kirpiklerin bazal gövdelerini oluşturur ve sadece hayvan tipi hücrelerde görünürler.

Filamentler

Aktin filamentleri ve ara filamentler olarak sınıflandırılabilirler. Aktin hücreleri, aktin moleküllerinin esnek filamentleridir ve ara ürünler, farklı proteinlerden oluşan ip benzeri liflerdir.

Proteazomlar

Hasarlı proteinleri enzimatik olarak parçalayan protein kompleksleridir.

Referanslar

1. Alberts, B., Dennis, B., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., … Walter, P. (2004). Temel Hücre Biyolojisi. Abingdon: Garland Science, Taylor & Francis Group.
2. Enger, E., Ross, F. ve Bailey, D. (2009). Biyolojide Kavramlar (13. baskı). McGraw-Hill.
3. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., … Martin, K. (2003). Moleküler Hücre Biyolojisi (5. baskı). Freeman, WH & Company.
4. Meshi, T. ve Iwabuchi, M. (1995). Bitki Transkripsiyon Faktörleri. Bitki Hücre Fizyolojisi, 36 (8), 1405–1420.
5. Prescott, L., Harley, J. ve Klein, D. (2002). Mikrobiyoloji (5. baskı). McGraw-Hill Şirketleri.
6. Solomon, E., Berg, L. ve Martin, D. (1999). Biyoloji (5. baskı). Philadelphia, Pensilvanya: Saunders College Publishing.
7. Taiz, L. ve Zeiger, E. (2010). Bitki Fizyolojisi (5. baskı). Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates Inc.