Sitoplazma

[askinelibol]

Temel Birim – Hücre: Sitoplazma ve Organeller​

Sitoplazma, hücre zarı ile çekirdek zarı arasını dolduran bir yapıdır ve yumurta akı kıvamında, yarı akışkan (kolloidal) bir özellik gösterir. Sitoplazma, hücrenin yaşamsal faaliyetlerinin gerçekleştiği temel alanı oluşturur, bu faaliyetler arasında solunum, fotosentez, beslenme, sindirim ve boşaltım yer alır. Bu olaylarla ilgili tepkimeler, sitoplazmanın sıvı kısmına dağılmış enzimler tarafından gerçekleştirilirken, bir kısmı organellerde meydana gelir. Sitoplazmanın miktarı, hücrenin boyutuna bağlı olarak değişiklik gösterir. Genellikle, sitoplazmanın büyük bir kısmı (%60-80 arası) sudan oluşur ve hücreler yaşlandıkça su oranı azalır.
Organeller: Sitoplazma içinde belirli görevlere yönelik olarak özelleşmiş yapılar organeller olarak adlandırılır. Özellikle karmaşık yapıdaki ökaryotik hücrelerde birçok organel bulunur. Bu organeller arasında ribozom, endoplazmik retikulum, golgi aygıtı, lizozom, mitokondri, koful, sentrozom ve plastitler yer alır.
Organellerin Sınıflandırılması: Organeller, kendi içlerinde zarsız, tek zarlı ve çif zarlı olarak sınıflandırılır. Organeller, mikroskopun bulunmasıyla birlikte gözlemlenmeye ve tanımlanmaya başlamıştır.

1) Endopilazmik Retikulum (ER)​

Sitoplazmada besin dolaşımını, yağ ve hormon sentezini sağlayan, hücre zarı ile çekirdek zarı arasında bulunan tek zarlı bir sistemdir. Bu sistem, üzerinde ribozom bulundurup bulundurmamasına göre iki gruba ayrılır.
Granüllü Endoplazmik Retikulum (Granüllü E.R): Zarları üzerinde ribozom bulundurur. Özellikle protein sentezi yapan hücrelerde sayıları fazladır.
Granülsüz Endoplazmik Retikulum (Granülsüz E.R): Üzerinde ribozom bulundurmaz. Özellikle karbonhidrat ve yağ sentezi yapan hücrelerde sayıları fazladır.

Endopilazmik Retikulumun Görevleri​

• Hücre zarından çekirdek zarına kadar uzanan zarlı kanallar sistemidir.
• Memeli alyuvarı hariç bütün çekirdekli hücrelerde bulunur.
• Hücre içine ve dışına madde taşır. Bazı maddeleri depolar (Ca ve protein gibi).
• Çekirdek zarı ve golgiyi oluşturur. Hücreyi bölmelere ayırarak, sitoplazmadaki asidik ve bazik tepkimelerin birbirini etkilemeden yapılabilmesini sağlar.

2) Ribozom​

Ribozomlar, hücre içinde protein sentezler. Bu organeller, hücrenin en küçük yapılarıdır ve canlı hücrelerde protein sentezi olmadan varlık göstermez. Zarsız bir yapıya sahiptirler ve sitoplazmada serbest olarak bulunabilirler veya endoplazmik retikulum’a bağlı olarak yer alabilirler. Genellikle 120-200 Å (angstrom) çapında olan ribozomlar, yaklaşık olarak %65’i rRNA ve geri kalan %35’i ribozomal proteinlerden oluşur. Bu organeller, özellikle enzim salgılayan bez hücrelerinde daha fazla bulunur. Ribozomlar, çekirdekçikte üretilir ve mitokondri veya kloroplast yapısında yer alabilir.
Çok sayıda ribozomun birleşmesiyle oluşan boncuk dizisi şeklindeki yapılar, poliribozom veya polizom olarak adlandırılır. Bu iki birim normalde ayrıdır, ancak ribozom görev yapacağı zaman birleşirler.


.

3) Golgi Cisimciği (Aygıtı)​

Golgi cisimciği (aygıtı) ise sentezlenen proteinlerin hedef noktalarına gitmeden önce işlenip paketlendiği bir organdır. Bu işlemin sonucunda oluşan yapısal birimlere “salgı kofulu” denir. Golgi cisimciği, olgun alyuvar ve sperm hücreleri hariç, tüm ökaryot hücrelerde bulunur. Zarlı bir organeldir ve üst üste sıralanmış yassı keselerden oluşur. Özellikle ter ve tükürük bezleri gibi salgı yapan hücrelerde bu organel gelişmiştir.

​

Golginin görevleri​

• Sindirim enzimi taşıyan lizozomu oluşturur.
• Hücre zarının yapımına katılır.
• Bitkilerde ara lamel oluşumunu sağlar.

1. Lizozom

Lizozomlar, ökaryotik hücrelerin sitoplazmasında bulunan, genellikle küçük, tek katlı zarla çevrili yapılardır ve çapları 0,2-0,8 mikron arasında değişir. İçerdikleri asit ve sindirici enzimler sayesinde hücre içi sindirim ve savunma görevleri vardır. Özellikle akyuvar, karaciğer ve dalak gibi hücrelerde, hücre içi sindirim işlemlerinde önemli rol oynarlar. Lizozomun zarı, golgi cisimciklerinden oluşur ve içerisindeki enzimler ribozomlarda üretilir. Bu enzimler, endoplazmik retikulum ile taşınır ve golgide paketlenerek lizozom oluşturulur. Lizozomun görevleri arasında hücrenin endositoz ile aldığı büyük moleküllü maddelerin sindirimi, enzimlerin serbest kalmasıyla hücrenin parçalanması (otoliz) gibi işlemler bulunur.

1. Mitokondri

Mitokondriler, memeli alyuvarları hariç oksijenli solunum yapan tüm ökaryot hücrelerde bulunur. Prokaryot hücrelerde ise mitokondri bulunmaz. Bu organeller, hücrede enerji üreten yapılar olarak bilinir ve oksijenli solunum yoluyla ATP sentezlerler. Mitokondrilerin boyutları 0,2–5 mikron arasında değişir ve şekilleri ovalden çubuğa kadar değişkenlik gösterir.


Özellikle enerji ihtiyacı fazla olan hücrelerde, örneğin kas ve sinir hücrelerinde, çok sayıda mitokondri bulunur. Mitokondriler çift zarlı bir yapıya sahiptir; dış zar düz ve esnek, iç zar ise yüzey genişletmek için oluşturulan kıvrımlı yapılar içerir. Mitokondrinin içerisi matriks adı verilen sıvı ile doludur, ve matriks içinde enerji üretimini sağlayan elektron taşıma sistemi elemanları bulunur. Mitokondrilerin matriks kısmında kendi DNA, RNA ve ribozomları bulunur, bu da mitokondrilerin kendi kendine eşlenebilme yeteneğine sahip oldukları anlamına gelir. Mitokondri DNA’sının bozulması, oksijenli solunumda ATP sentezinin azalmasına ve dolayısıyla hücre yaşlanmasına neden olabilir..

6) Sentrozom​

1. Sentrozom

Sentrozom, ilkel bitki hücrelerinde, özellikle yosun ve eğrelti otu gibi organizmalarda, ve sinir hücreleri dışındaki tüm hayvan hücrelerinde çekirdeğe yakın bir konumda bulunur. Sentrozomlar, zar içermeyen, sentriol adı verilen birbirine dik iki silindirik cisimden oluşur.

Bu sentrioller, sitoplazma sıvısından ayıran bir madde ile çevrilidir. Her bir sentriol, bir daire üzerinde dizilmiş dokuz adet üçerli mikrotübülden meydana gelir. Hücre bölünmeye hazırlandığında, sentrioller eşlenir ve mitoz bölünme sırasında çekirdeğin iki karşıt bölgesine giderek mikrotübülleri oluşturur, bu da hücre bölünmesine yardımcı olur.

1. Plastitler

Plastitler, alg ve bitki hücrelerinde bulunan çift zarlı temel organellerdir. Simbiyogenez hipotezine göre yaklaşık 1,5 milyar yıl önce oluştuğu düşünülmektedir. Genç hücrelerde renksiz olan plastitler, hücre ile birlikte gelişerek görevlerine uygun şekil ve renk kazanırlar. Plastitler arasında kloroplast, kromoplast, ve lökoplast olmak üzere üç ana tür bulunur:
A) Kloroplast
Kloroplastlar, içerdikleri klorofil pigmenti sayesinde yeşil renkli plastitlerdir. Fotosentez olayını gerçekleştirirler ve çift katlı bir yapıya sahiptirler. Kloroplast içinde tilakoit adı verilen yassı bölmeler veya lameller bulunur. Tilakoitlerin bir araya gelmesiyle oluşan kümelere granum denir, granumlar da bir araya gelerek granayı oluşturur. Stromada ise DNA, RNA, ribozomlar ve fotosentezde görevli enzimler bulunur. Kloroplastlar, çekirdeğin kontrolünde çoğalabilir ve kendi enzimlerinin bir kısmını sentezleyebilirler.

B) Kromoplast
Kromoplastlar, bitkilerin çiçeklerine renk veren plastitlerdir. Karoten, likopen, ve ksantofil pigmentlerini içerirler ve çiçeklerdeki renk çeşitliliğini sağlarlar.
C) Lökoplast
Renksiz plastitler olan lökoplastlar, bitkilerin depo organlarında (örneğin, patates kök yumrularında) bulunur ve nişasta, yağ, ve protein depolarlar. Gün ışığına çıkınca bitkinin bulunduğu yerdeki rengini değiştirebilirler.
NOT: Simbiyogenez hipotizi ekoloji konusunda detaylıca anlatılmıştır.

1. Koful

Kofullar, tek katlı zarla çevrili, içi sıvı dolu keseciklerdir. Bu yapılar, hücre içinde oluşan artıkların, besinlerin ve fazla sıvıların depolandığı yerlerdir. Kofullar, endoplazmik retikulumdan (ER), golgi aygıtından, hücre zarından ve lizozomdan oluşabilir. Hayvansal hücrelerde az ve küçük, bitkisel hücrelerde gençken küçük, yaşlandıkça büyürler, çünkü tuzlu artıklar bu kofullarda birikir. Hücre içi osmatik basınç ve pH’ı düzenlerler. Kofuldaki su, hücreye diklik ve direnç sağlayan bir turgor basıncı oluşturur. Ayrıca metabolizmanın aktiflik derecesini belirler; eğer koful büyük ve sitoplazmada miktarı fazlaysa, metabolizma yavaşlar. Toplamda beş çeşit koful bulunur: Kontraktil koful, besin kofulu, sindirim kofulu, boşaltım kofulu ve depo kofulu. Kontraktil koful, tek hücreli tatlı su organizmalarında bulunan bir tür kofuldur ve fazla suyu dışarı atmayı sağlar.

1. Hücre İskeleti

Hücre içindeki organellerin, kasların ve diğer destek sistem elemanlarının sabit bir konumda kalmasını sağlayan bir sistem vardır; buna hücre iskeleti denir. Hücre iskeleti, tüm ökaryot hücrelerinde bulunur, ancak en gelişmiş hücre iskeleti hayvan hücrelerinde görülür. Hücre iskeleti, mikrotübül, mikrofilament ve ara filament olmak üzere üç tür yapısal elemandan oluşur.

• Mikrotübüller: Kalın hücre iskelet elemanlarıdır, çapları 25 nm’dir. İçi boş, çubuk şeklinde tübilin adı verilen proteinlerden oluşur. Mikrotübüller, hücre içinde sürekli oluşup ayrışabilir. Hücre şeklinin belirlenmesi, organellerin yer değiştirmesi ve hücre bölünmesinde rol oynar.
• Mikrofilamentler: Mikrotübüllerden daha ince olan bu elemanların çapı yaklaşık 7 nm’dir. Aktin adı verilen proteinlerin üst üste sarmal dizilmesiyle oluşur. Mikrofilamentler de oluşup ayrışabilen özelliklere sahiptir ve kas dokularının liflerinin kasılmasında, hücrelerin hareket etmesinde ve beslenmesinde etkilidir. Ayrıca hücre bölünmesinde hücrenin boğularak ikiye ayrılmasını sağlar.
• Ara Filamentler: Mikrofilamentlerden daha kalın, mikrotübüllerden daha ince olan bu elemanlar, çapları 8-12 nm civarındadır. Farklı tipteki protein ipliklerinin birbirine sarılmasıyla oluşur. En kararlı hücre iskelet elemanıdır, hücre şeklini korur ve hücre içi yapıları sabitleyerek destekler. Özellikle keratin yapılı ara filamentler, deri hücreleri arasında bağ kurarak dokunun dış etkenlere karşı dayanıklılığını artırır. Keratin, saç ve tırnak gibi yapılar üzerinde daha bol bulunur. Ara filamentleri oluşturan proteinler, dokudan dokuya değişiklik gösterir.

Peroksizomlar, neredeyse bütün ökaryot hücrelerde bulunan, hem oksitleyici hem de antioksidan etkiye sahip zarlı bir organeldir. Bu organeller, çeşitli enzimleri içerir ve özellikle yağ asitlerini daha küçük moleküllere dönüştürerek mitokondrinin kullanabileceği hale getirirler. Hayvansal organizmalarda, peroksizomlar özellikle metabolik aktivitesi daha yüksek olan karaciğer, kalp, kas ve böbrek hücrelerinde daha fazla bulunur.