Hücre, tüm canlıların temel özelliklerine sahip bağımsız bir biyosistem olan canlı maddenin bir organizasyon düzeyidir. Böylece gelişebilir, çoğalabilir, hareket edebilir, uyum sağlayabilir ve değişebilir. Ek olarak, herhangi bir hücre, metabolizma, spesifik yapı, yapıların ve işlevlerin düzenliliği ile karakterize edilir.
Hücreleri inceleyen bilim sitolojidir. Konusu, çok hücreli hayvanların ve bitkilerin, tek hücreli organizmaların - bakteri, protozoa ve alglerin tek hücreden oluşan yapısal birimleridir.
Canlı organizmaların yapısal birimlerinin genel organizasyonundan bahsedecek olursak, bir kabuk ve bir çekirdekçik içeren bir çekirdekten oluşurlar. Ayrıca hücre organellerini, sitoplazmayı da içerirler. Bugüne kadar, çeşitli araştırma yöntemleri oldukça gelişmiştir, ancak mikroskopi, hücrelerin yapısını incelemenize ve ana yapısal unsurlarını keşfetmenize izin veren lider bir konuma sahiptir.
Organoid nedir?
Organoidler (bunlara organel de denir) herhangi bir hücrenin kalıcı kurucu unsurlarıdır.tamamlayın ve belirli işlevleri yerine getirin. Bunlar, onu devam ettirmek için hayati önem taşıyan yapılardır.
Organoidler arasında çekirdek, lizozomlar, endoplazmik retikulum ve Golgi kompleksi, vakuoller ve veziküller, mitokondri, ribozomlar ve hücre merkezi (centrozom) bulunur. Bu aynı zamanda hücrenin hücre iskeletini (mikrotübüller ve mikrofilamentler), melanozomları oluşturan yapıları da içerir. Ayrı olarak, hareket organellerini ayırmak gerekir. Bunlar kirpikler, flagella, miyofibriller ve psödopodlardır.
Bütün bu yapılar birbirine bağlıdır ve hücrelerin koordineli aktivitesini sağlar. Bu yüzden soru: "Organoid nedir?" - bunun çok hücreli bir organizmanın bir organına eşitlenebilecek bir bileşen olduğunu söyleyebilirsiniz.
Organellerin sınıflandırılması
Hücrelerin işlevleri kadar büyüklükleri ve şekilleri de farklıdır, ancak aynı zamanda benzer bir kimyasal yapıya ve tek bir organizasyon ilkesine sahiptirler. Aynı zamanda organoidin ne olduğu ve hangi yapılar olduğu sorusu oldukça tartışmalıdır. Örneğin, lizozomlar veya vakuoller bazen hücre organelleri olarak sınıflandırılmaz.
Bu hücre bileşenlerinin sınıflandırılmasından bahsedecek olursak, zarlı ve zarlı olmayan organeller ayırt edilir. Zar dışı - bu hücre merkezi ve ribozomlardır. Hareket organelleri (mikrotübüller ve mikrofilamentler) de zardan yoksundur.
Zar organellerinin yapısı biyolojik bir zarın varlığına dayanır. Tek zarlı ve çift zarlı organeller, aşağıdakilerden oluşan tek bir yapıya sahip bir kabuğa sahiptir.çift katmanlı fosfolipidler ve protein molekülleri. Sitoplazmayı dış ortamdan ayırır, hücrenin şeklini korumasına yardımcı olur. Bitki hücrelerinde zara ek olarak hücre duvarı adı verilen bir dış selüloz zarının da bulunduğunu hatırlamakta fayda var. Destekleyici bir işlev gerçekleştirir.
Zar organelleri arasında EPS, lizozomlar ve mitokondrilerin yanı sıra lizozomlar ve plastidler bulunur. Zarları sadece protein setinde farklılık gösterebilir.
Organellerin işlevsel yeteneği hakkında konuşursak, o zaman bazıları belirli maddeleri sentezleyebilir. Bu nedenle, önemli sentez organelleri, ATP'nin oluşturulduğu mitokondridir. Ribozomlar, plastidler (kloroplastlar) ve kaba endoplazmik retikulum proteinlerin sentezinden sorumludur, pürüzsüz ER lipidlerin ve karbonhidratların sentezinden sorumludur.
Organellerin yapısını ve işlevlerini daha detaylı ele alalım.
Çekirdek
Bu organel son derece önemlidir çünkü çıkarıldığında hücreler işlevini kaybeder ve ölür.
Çekirdek, içinde birçok gözenek bulunan çift zara sahiptir. Bunların yardımıyla endoplazmik retikulum ve sitoplazma ile yakından ilişkilidir. Bu organel, bir protein ve DNA kompleksi olan kromatin - kromozomları içerir. Bunu göz önünde bulundurarak, genomun büyük kısmını korumaktan sorumlu olan organelin çekirdek olduğunu söyleyebiliriz.
Çekirdeğin sıvı kısmına karyoplazma denir. Çekirdeğin yapılarının hayati aktivitesinin ürünlerini içerir. En yoğun bölge ribozomları, kompleks proteinleri veRNA'nın yanı sıra potasyum, magnezyum, çinko, demir ve kalsiyum fosfatlar. Çekirdekçik hücre bölünmesinden önce kaybolur ve bu sürecin son aşamalarında yeniden oluşur.
Endoplazmik retikulum (retikulum)
EPS, tek zarlı bir organeldir. Hücre hacminin yarısını kaplar ve birbirine bağlı tübüller ve sarnıçların yanı sıra sitoplazmik zar ve çekirdeğin dış kabuğundan oluşur. Bu organoidin zarı, plazmalemma ile aynı yapıya sahiptir. Bu yapı integraldir ve sitoplazmaya açılmaz.
Endoplazmik retikulum pürüzsüz ve granülerdir (kaba). Ribozomlar, protein sentezinin gerçekleştiği granüler ER'nin iç kabuğunda bulunur. Düz endoplazmik retikulumun yüzeyinde ribozom yoktur, ancak burada karbonhidrat ve yağ sentezi gerçekleşir.
Endoplazmik retikulumda oluşan tüm maddeler, tübüller ve tübüller sistemi aracılığıyla hedeflerine taşınır, burada birikirler ve daha sonra çeşitli biyokimyasal işlemlerde kullanılırlar.
EPS'nin sentezleme yeteneği göz önüne alındığında, temel işlevi protein oluşumu olan hücrelerde kaba retikulum, karbonhidrat ve yağ sentezleyen hücrelerde ise düz retikulum bulunur. Ek olarak, hücrelerin veya bir bütün olarak vücudun normal işleyişi için gerekli olan düz retikulumda kalsiyum iyonları birikir.
Ayrıca ER'nin Golgi aygıtının oluşum bölgesi olduğuna da dikkat edilmelidir.
Lizozomlar, işlevleri
Lizozomlar hücresel organellerdir,hidrolitik ve sindirim enzimleri (proteazlar, lipazlar ve nükleazlar) ile tek zarlı yuvarlak şekilli keseler ile temsil edilirler. Lizozomların içeriği asidik bir ortam ile karakterize edilir. Bu oluşumların zarları, onları sitoplazmadan izole ederek hücrelerin diğer yapısal bileşenlerinin yok edilmesini önler. Lizozomun enzimleri sitoplazmaya salındığında hücre kendi kendini yok eder - otoliz.
Enzimlerin öncelikle kaba bir endoplazmik retikulumda sentezlendiği ve ardından Golgi aygıtına hareket ettikleri unutulmamalıdır. Burada modifikasyona uğrarlar, zar veziküllerine paketlenirler ve ayrılmaya başlarlar, hücrenin bağımsız bileşenleri haline gelirler - birincil ve ikincil olan lizozomlar.
Birincil lizozomlar Golgi aygıtından ayrılan yapılardır, ikincil (sindirim vakuolleri) ise birincil lizozomların ve endositik vakuollerin birleşmesi sonucu oluşanlardır.
Bu yapı ve organizasyon göz önüne alındığında, lizozomların ana işlevlerini ayırt edebiliriz:
- hücre içindeki çeşitli maddelerin sindirimi;
- Gereksiz hücresel yapıların yok edilmesi;
- hücre yeniden düzenleme süreçlerine katılım.
Vacuoles
Vakuoller, su ve içinde çözünmüş organik ve inorganik bileşiklerin rezervuarı olan tek zarlı küresel organellerdir. Golgi aygıtı ve EPS bu yapıların oluşumunda görev alır.
Hayvan hücresi vakuollerindeBiraz. Küçüktürler ve hacmin %5'inden fazlasını işgal etmezler. Başlıca görevleri, hücre içinde maddelerin taşınmasını sağlamaktır.
Bir bitki hücresinin kofulları büyüktür ve hacminin %90'ını kaplar. Olgun bir hücrede, merkezi bir konum işgal eden sadece bir vakuol vardır. Zarına tonoplast denir ve içeriğine hücre özü denir. Bitki vakuollerinin temel işlevleri, hücre zarının gerginliğini, hücrenin çeşitli bileşiklerinin ve atık ürünlerinin birikmesini sağlamaktır. Ayrıca bu bitki hücre organelleri, fotosentez işlemi için gerekli suyu sağlar.
Hücre özsuyunun bileşimi hakkında konuşursak, o zaman şu maddeleri içerir:
- rezerv - organik asitler, karbonhidratlar ve proteinler, bireysel amino asitler;
- hücrelerin ömrü boyunca oluşan ve içlerinde biriken bileşikler (alkaloidler, tanenler ve fenoller);
- fitocides ve fitohormonlar;
- meyvelerin, köklerin ve çiçek yapraklarının karşılık gelen renkte renklendirildiği pigmentler.
Golgi kompleksi
"Golgi aygıtı" olarak adlandırılan organoidlerin yapısı oldukça basittir. Bitki hücrelerinde zarlı ayrı cisimler gibi görünürler; hayvan hücrelerinde sarnıçlar, borular ve mesaneler ile temsil edilirler. Golgi kompleksinin yapısal birimi, 4-6 "tank" yığını ve onlardan ayrılan ve hücre içi bir taşıma sistemi olan küçük veziküller ile temsil edilen ve aynı zamanda bir lizozom kaynağı olarak da hizmet edebilen diktiyomdur. Diktiyomların sayısı bir ile birkaç arasında değişebilir.yüzlerce.
Golgi kompleksi genellikle çekirdeğin yakınında bulunur. Hayvan hücrelerinde - hücre merkezine yakın. Bu organellerin temel işlevleri şunlardır:
- proteinlerin, lipidlerin ve sakkaritlerin salgılanması ve birikmesi;
- Golgi kompleksine giren organik bileşiklerin modifikasyonu;
- bu organoid, lizozomların oluşum yeridir.
ER, lizozomlar, vakuoller ve Golgi aygıtının birlikte, hücreyi karşılık gelen işlevlerle ayrı bölümlere ayıran bir tüp-vakuolar sistem oluşturduğuna dikkat edilmelidir. Ayrıca bu sistem membranların sürekli yenilenmesini sağlar.
Mitokondri hücrenin enerji istasyonlarıdır
Mitokondri, ATP'yi sentezleyen çubuk şeklinde, küresel veya ipliksi şekilli iki zarlı organellerdir. Pürüzsüz bir dış yüzeye ve cristae adı verilen çok sayıda kıvrımlı bir iç zara sahiptirler. Unutulmamalıdır ki mitokondrideki cristae sayısı hücrenin enerji ihtiyacına göre değişiklik gösterebilir. Adenozin trifosfat sentezleyen çok sayıda enzim kompleksinin yoğunlaştığı iç zar üzerindedir. Burada kimyasal bağların enerjisi, ATP'nin makroerjik bağlarına dönüştürülür. Ayrıca mitokondri, biriken ve büyüme ve sentez için kullanılan enerjinin açığa çıkmasıyla yağ asitlerini ve karbonhidratları parçalar.
Bu organellerin iç ortamına matris denir. Odairesel DNA ve RNA, küçük ribozomlar içerir. İlginç bir şekilde, mitokondri, hücrenin işleyişine bağlı oldukları için yarı özerk organellerdir, ancak aynı zamanda belirli bir bağımsızlığı koruyabilirler. Böylece hem kendi proteinlerini ve enzimlerini sentezleyebilirler hem de kendi kendilerine çoğalabilirler.
Aerobik prokaryotik organizmalar konak hücreye girdiğinde mitokondrinin ortaya çıktığına ve bunun da belirli bir simbiyotik kompleksin oluşumuna yol açtığına inanılır. Dolayısıyla mitokondriyal DNA, modern bakterilerin DNA'sı ile aynı yapıya sahiptir ve hem mitokondri hem de bakterilerdeki protein sentezi aynı antibiyotikler tarafından engellenir.
Plastidler - bitki hücre organelleri
Plastidler oldukça büyük organellerdir. Sadece bitki hücrelerinde bulunurlar ve öncülerden oluşurlar - proplastidler, DNA içerirler. Bu organeller metabolizmada önemli rol oynarlar ve sitoplazmadan çift zarla ayrılırlar. Ek olarak, düzenli bir iç zar sistemi oluşturabilirler.
Plastidler üç tiptir:
- Kloroplastlar, organik bileşikler ve serbest oksijen üreten fotosentezden sorumlu en çok sayıda plastiddir. Bu yapılar karmaşık bir yapıya sahiptir ve sitoplazmada ışık kaynağına doğru hareket edebilmektedir. Kloroplastlarda bulunan ana madde, bitkilerin güneş enerjisini kullanabileceği klorofildir. Mitokondri gibi kloroplastların, yetenekli oldukları için yarı özerk yapılar olduklarına dikkat edilmelidir.kendi proteinlerinin bağımsız bölünmesi ve sentezi.
- Lökoplastlar, ışığa maruz kaldıklarında kloroplastlara dönüşen renksiz plastidlerdir. Bu hücresel bileşenler enzimler içerir. Bunların yardımıyla glikoz, nişasta taneleri şeklinde dönüştürülür ve birikir. Bazı bitkilerde, bu plastidler, kristaller ve amorf cisimler biçiminde lipidleri veya proteinleri biriktirme yeteneğine sahiptir. En fazla lökoplast sayısı bitkilerin yer altı organlarının hücrelerinde yoğunlaşmıştır.
- Kromoplastlar, diğer iki tür plastidin türevleridir. Kırmızı, sarı veya turuncu olan karotenoidler (klorofilin yok edilmesi sırasında) oluştururlar. Kromoplastlar, plastid dönüşümünün son aşamasıdır. Çoğu meyvelerde, yapraklarda ve sonbahar yapraklarında bulunur.
Ribozom
Ribozom denilen organel nedir? Ribozomlar, iki parçadan (küçük ve büyük alt birimler) oluşan zar olmayan organeller olarak adlandırılır. Çapları yaklaşık 20 nm'dir. Her tür hücrede bulunurlar. Bunlar hayvan ve bitki hücrelerinin organelleri, bakterilerdir. Bu yapılar çekirdekte oluşur, daha sonra sitoplazmaya geçerler ve burada serbestçe yerleşirler veya EPS'ye bağlanırlar. Sentezleme özelliklerine bağlı olarak, ribozomlar tek başına işlev görür veya poliribozomları oluşturmak için kompleksler halinde birleşir. Bu durumda, bu zar olmayan organeller bir haberci RNA molekülü ile bağlanır.
Ribozom, çerçevesini oluşturan 4 rRNA molekülünün yanı sıra çeşitli proteinler içerir. Bu organoidin asıl görevi, protein sentezinin ilk adımı olan polipeptit zincirini bir araya getirmektir. Endoplazmik retikulumun ribozomları tarafından oluşturulan bu proteinler tüm organizma tarafından kullanılabilir. Tek bir hücrenin ihtiyaçları için proteinler, sitoplazmada bulunan ribozomlar tarafından sentezlenir. Ribozomların mitokondri ve plastidlerde de bulunduğuna dikkat edilmelidir.
Hücre iskeleti
Hücre hücre iskeleti, mikrotübüller ve mikrofilamentlerden oluşur. Mikrotübüller, 24 nm çapında silindirik oluşumlardır. Uzunlukları 100 µm-1 mm'dir. Ana bileşen, tubulin adı verilen bir proteindir. Kasılma yeteneğine sahip değildir ve kolşisin tarafından yok edilebilir. Mikrotübüller hyaloplazmada bulunur ve aşağıdaki işlevleri yerine getirir:
- Esnek ama aynı zamanda kafesin şeklini korumasını sağlayan güçlü bir çerçeve oluşturun;
- hücre kromozomlarının dağıtım sürecinde yer almak;
- organellerin hareketini sağlar;
- hücre merkezinde, ayrıca kamçı ve kirpiklerde bulunur.
Mikrofilamentler, plazma zarının altında bulunan ve protein aktin veya miyozinden oluşan filamentlerdir. Sitoplazmanın hareketine veya hücre zarının çıkıntısına neden olarak büzülebilirler. Ayrıca bu bileşenler hücre bölünmesi sırasında daralmanın oluşmasında görev alırlar.
Hücre merkezi (sentrozom)
Bu organel 2 merkezcil ve bir merkezküreden oluşur. Silindirik merkezcil. Duvarları, birbirleriyle çapraz bağlarla birleşen üç mikrotübülden oluşur. Sentrioller, birbirlerine dik açılarda çiftler halinde düzenlenmiştir. Unutulmamalıdır ki, yüksek bitkilerin hücrelerinde bu organel yoktur.
Hücre merkezinin ana rolü, hücre bölünmesi sırasında kromozomların eşit dağılımını sağlamaktır. Aynı zamanda hücre iskeletinin organizasyon merkezidir.
Hareket organelleri
Hareket organelleri arasında kirpikler ve kamçı bulunur. Bunlar kıl şeklinde küçük büyümelerdir. Flagellum 20 mikrotübül içerir. Tabanı sitoplazmada bulunur ve bazal gövde olarak adlandırılır. Kamçının uzunluğu 100 µm veya daha fazladır. Sadece 10-20 mikron büyüklüğünde olan kamçılara silya denir. Mikrotübüller kaydığında, kirpikler ve kamçılar salınabilir ve hücrenin kendisinin hareketine neden olur. Sitoplazma, miyofibril adı verilen kasılma fibrilleri içerebilir - bunlar bir hayvan hücresinin organelleridir. Miyofibriller, kural olarak, miyositlerde - kas dokusu hücrelerinde ve ayrıca kalp hücrelerinde bulunur. Daha küçük liflerden (protofibriller) oluşurlar.
Miyofibril demetlerinin koyu renkli liflerden oluştuğuna dikkat edilmelidir - bunlar anizotropik disklerin yanı sıra açık alanlardır - bunlar izotropik disklerdir. Miyofibrilin yapısal birimi sarkomerdir. Bu, aktin ve miyozin filamentlerine sahip anizotropik ve izotropik disk arasındaki alandır. Kaydıklarında sarkomer kasılır ve bu da tüm kas lifinin hareketine yol açar. saatbu, ATP ve kalsiyum iyonlarının enerjisini kullanır.
Hayvanların protozoa ve spermatozoaları flagella yardımıyla hareket eder. Kirpikler, siliat-ayakkabıların hareket organıdır. Hayvanlarda ve insanlarda hava yollarını örterler ve toz gibi küçük katı parçacıklardan kurtulmaya yardımcı olurlar. Ayrıca, amipoid hareketi sağlayan ve birçok tek hücreli ve hayvan hücresinin (örneğin lökositler) elemanları olan psödopodlar da vardır.
Çoğu bitki uzayda hareket edemez. Hareketleri büyüme, yaprak hareketleri ve hücrelerin sitoplazma akışındaki değişikliklerdir.
Sonuç
Bütün hücre çeşitliliğine rağmen, hepsinin benzer bir yapısı ve organizasyonu vardır. Organellerin yapısı ve işlevleri, hem tek bir hücrenin hem de tüm organizmanın normal işleyişini sağlayan özdeş özelliklerle karakterize edilir.
Bu kalıp aşağıdaki gibi ifade edilebilir.
Tablo "Ökaryotik hücrelerin organoidleri"
Organoid |
Bitki hücresi |
Hayvan kafesi |
Ana İşlevler |
| çekirdek | is | is | DNA depolama, RNA transkripsiyonu ve protein sentezi |
| endoplazmik retikulum | is | is | Proteinlerin, lipidlerin ve karbonhidratların sentezi, kalsiyum iyonlarının birikmesi, Golgi kompleksinin oluşumu |
| mitokondri | is | is | ATP sentezi, kendi enzimleri ve proteinleri |
| plastidler | is | hayır | fotosenteze katılım, nişasta, lipidler, proteinler, karotenoidlerin birikmesi |
| ribozomlar | is | is | polipeptit zincirinin toplanması (protein sentezi) |
| mikrotübüller ve mikrofilamentler | is | is | hücrenin belirli bir şekli korumasını sağlar, hücre merkezinin ayrılmaz bir parçasıdır, silia ve flagella, organellerin hareketini sağlar |
| lizozomlar | is | is | hücre içindeki maddelerin sindirimi, gereksiz yapılarının yok edilmesi, hücrenin yeniden düzenlenmesine katılım, otolize neden olur |
| büyük merkezi boşluk | is | hayır | hücre zarında gerginlik sağlar, hücrenin besinlerini ve atık ürünlerini, fitocidleri ve fitohormonları ve ayrıca pigmentleri biriktirir, su deposudur |
| Golgi kompleksi | is | is | proteinleri, lipidleri ve karbonhidratları salgılar ve biriktirir, hücreye giren besinleri değiştirir,lizozomların oluşumundan sorumludur |
| hücre merkezi | var, yüksek bitkiler hariç | is | hücre iskeletinin organizasyonunun merkezidir, hücre bölünmesi sırasında kromozomların tek tip ayrılmasını sağlar |
| miyofibriller | hayır | is | kas kasılmasını sağlayın |
Sonuç çıkarırsak, bir hayvan ve bir bitki hücresi arasında küçük farklılıklar olduğunu söyleyebiliriz. Aynı zamanda, organellerin işlevsel özellikleri ve yapısı (yukarıdaki tablo bunu doğrular) genel bir organizasyon ilkesine sahiptir. Hücre uyumlu ve bütünleyici bir sistem olarak işlev görür. Aynı zamanda, organellerin işlevleri birbirine bağlıdır ve hücrenin yaşamsal aktivitesinin optimal işleyişini ve sürdürülmesini amaçlar.
