HÜCRENİN YAPISI
Prof. Dr. Ali Demirsoy

 

Bütün canlıların yaşayan en küçük biriminin hücre olduğunu biliyoruz. Onu ilk defa 1665 yılında ingiliz bilim adamı Robert Hook, mantar dokusunda gözleyerek, boşluk anlamına gelen "hücre" sözcüğünü kullanmıştır. Görülen, esasında hücrenin yalnız ölü çeperiydi. Bohemyalı fizyolog Purkinje, hücrenin iç kapsamına protoplazma adını vermiştir. Hücre bilimine ilişkin ilk yayınlar, bitkilerde Schleiden (1838) ve hayvanlarda Schawann (1838) île başlar. Bu iki araştırıcı "Hücre Kuramı" nin kurucuları olarak kabul edilirler.

Hücreler ya tek başına (birhücreliler ya da protistler olarak bilinen bakteriler, protozoa, birhücreli mantarlar ve algler; keza yüksek bitki ve hayvanların sperma ve yumurtaları) ya da çok hücrelilerde olduğu gibi belirli bir görevi yapmak için farklılaşmış hücre grupları (= dokular) halinde bulunur. Tek bir hücre halinde yaşamım sürdüren canlılara l. düzendeki canlılar, belirli görevleri yüklenmek için farklılaşmış hücrelere sahip canlılara da II. düzendeki canlılar denir, ikinci düzendeki canlıların hücreleri organizma dışında ancak doku kültüründe yaşamını sürdürebilir ve çoğalabilir. ilk doku kültürünü Amerikalı Rass Harrison (1907) semender hücreleriyle yapmayı başarmıştır. Çok hücrelilerin hücreleri birbirine hücre arası madde ile bağlanmıştır (kemik ve kıkırdakta olduğu gibi) ya da bu madde aracılığıyla ilişkidedir (kan ve lenfte olduğu gibi).

Bazı organizmalar hücre arası maddeye ve hücre sınırına sahip değildirler. Bununla beraber bir canlı birimi olarak tanımlanırlar, örneğin amiplerden Pelomyxa palustris, güneşsilerden (Heliozoa) Actinosphaerium eichorni, birçok ışınlı (Radiolaria), delikli (Foraminifera), Opalinidae, bazı silliler (Ciliata), Myxosporidae ve bitkilerden Siphonales, keza mantarların hifleri bu durumdadır. Bu organizmalar "Ç o k Çekirdekliler" yada "H ü c r e s i z l e r" olarak adlandırılır.

Hücrenin Evrimsel Gelişimi:

Bundan yaklaşık 2-3 milyar yıl önce, bir gen-bir enzim şeklinde kendini eşleyebilen ilk molekül meydana gelmiş ve bir zaman sonra bu molekül lipit ve protenoid moleküllerinden oluşmuş bir koaservat keseciğinin içine girerek ilkin hücreyi yapmıştır. Başlangıçta oksijensiz ortamda yaşayan bu hücre, çevredeki birikmiş besin maddelerini kullanıyordu (heterotrof canlılar). Bir süre sonra besin maddesi azaldı ve bu arada anorganik yoldan sentezlenmiş porfirini bünyesine alarak (klorofil oluşumu) kademe kademe Su + CO+ güneş ışığından organik maddeleri sentezleyebilen canlılar (ototrof canlılar) ortaya çıktı. Bu sentezlemenin yan ürünü olan serbest oksijeni, metabolizmalarının etkili bir maddesi olarak kullanan hücrelerden bir kısmı, diğer hücrelerin içine girerek onlarla ortak yaşamaya başladı. Bu arada hücre içine giren simbiyont hücre, birçok hücresel yapısını yitirerek mitokondriye dönüştü. Yalnız, kendi başına (otonom) bölünme yeteneğini ve özel DNA'sını bugüne kadar saklayabildi. Keza bu arada ilkin denizde burgu gibi dönerek hareket eden bazı bakteriler (Spirochaeta benzeri) bu hücrelerin üzerine yapışarak onlara hareket olanağı vermiş ve bu arada onların yakaladığı besin maddelerine de ortak olmuştur. Bir zaman sonra aralarındaki ilişki ortak yaşama (simbiyozise) dönüşerek, yapışan hücreler kamçı ve silleri oluşturmuştur. Nitekim bu bakterilerin (bugün yaşayanlarının) yapısı, kamçıların ve sillerin yapısına benzemektedir. Lizo-zom, ribozom ve çekirdek zarının da simbiyotik ilişkilerle dışarıdan girdiğine ilişkin kanıtlar. Sonuç olarak modern hücre, birçok ilkin hücrenin ya da hücre benzeri varlığın simbiyotik ilişkiler içinde bir araya gelmiş karmaşık bir kombinasyonudur. Hücre inceleme yöntemleri

Canlılarda gözlem

Hayvanı ya da onun bir kısmım, doğal ortamda bulunduğu şekilde mikroskop altında incelemektir. Kimyasal maddeler kullanılmadığından, hücre yapısında ve şeklinde herhangi bir değişme olmamaktadır. Doku kültüründe de hücreleri in vitro olarak incelemek mümkündür, in Vitro Latince tüpte ya da cansız ortamda demektir.

Vital boyama

İncelenecek kısım, zehiri az olan bir boyanın çok fazla sulandırılmış çözeltisi içine konur. Vital boyamada kullanılan boyalar, asidik ve bazik olmak üzere ikiye ayrılır. Çeşitli organeller çeşitli boyaları emerek görünür duruma geçerler. En çok kullanılanlar nötr kırmızı, metilen mavisi, yanus yeşili vs. (1/10.000 veya 1/30.000 defa seyreltilmiş)'dir. Hücre, bu yöntemle canlı olarak daha ayrıntılı incelenebilmektedir. Bu yolla 5-10 mikron, en fazla 30-60 mikron kalınlığında kesilmiş doku preparatları cansız olarak incelenebilir.

Elektron mikroskobu ile inceleme

En iyi ışık mikroskobunda obje 2.000 defa büyültülebilir. Bu durumda 0.2 mikrondan büyük olan cisimler mikroskop altında görülebilir. Çünkü görünür ışığın dalga boyu en kısa olanı, mor ışındır (0.4 mikron kadar). En uzun dalga boyu da 0.8 mikronla kırmızı ışındır. Kullanılmakta olan ışının dalga boyunun ancak yansı kadar büyük olan cisimleri görmek mümkündür. Bu da mor ışının en fazla yarısı kadar olabilir.

Elektron mikroskobunda ışık dalgaları yerine hızlı elektronlardan yararlanılmış, mercek yerine de manyetik alanlar kullanılmıştır. Bu suretle 200.000'den daha fazla büyültme elde etmek mümkün olmuştur (yani 0.001 mikron = 10 A°'lük ayrıntıyı saptayabilecek güçte). Ancak insan gözü elektronları göremediğinden, elektronların floresan bir ekrana yansıtılması ya da fotoğrafının çekilmesi gerekir. Bu yolla hücrenin ayrıntılı yapışı ve virüsler incelenebilmektedir. Elektron mikroskobunda ultramik-rotomlarla hazırlanmış 0.2 mikron kalınlığındaki preparatlar incelenebilir. Bu prepa-ratlara kontras (gölge) vermek için altın gibi ağır atomlar kullanılır. Elektron mikroskobunda yüksek vakum ve sıcaklıktan dolayı, bugüne kadar canlı herhangi birşey incelenememiştir.

Diğer Yöntemler

Hücre, su kıvamında olduğundan, genellikle kontraslar görülmez. Bunun için hücre bir tesbit edici (fiksatif) içerisinde süratle öldürülür ve çeşitli boyalar kullanıla-rak organeller arasındaki kontraslar çok belirgin olarak ortaya çıkarılır. Bu yöntemle incelemede birçok kolaylıklar varsa da hücre öldüğünden yapısının değiştiği açıktır. Son zamanlarda bulunan "Faz Kontrast" mikroskobu ile bu sorun bir derece çözülmüştür. Çünkü hücrenin farklı kısımlarının, ışığı farklı kırmaları, bir renk ayırımına dönüştürülür; yani kontrastı sağlanır. Enterfrens mikroskobu da hücrenin farklı yoğunlukta olan kısımlarım (bir prizma gibi ışığı farklı kırdığından) renkli görüntü olarak verir. Bu yolla inceleme aynı zamanda hücrenin farklı kısımlannın kimyasal anaJizlerinin yapılmasına da olanak sağlamaktadır.

Hücrenin şekli ve büyüklüğü

Serbest kalan bir hücre kendini korumak amacıyla genellikle, yüzey geriliminin etkisi altında, küre şeklini alır. Çünkü hacmi en büyük; fakat yüzeyi en küçük olan geometrik şekil küredir. Hücreler, türden türe, dokudan dokuya ve yaptıkları işe göre şekil bakımından büyük değişiklikler gösterirler.

En küçük boylu hücreler gametler, bakteriler ve parazit bir hücrelilerdir. Bu hücreler 0.2-0.5 mikron (1 mikron = 0.001 mm.) çapındadır. Bazı silliler ve delikliler gözle görülebilir {Gregarin'\w 1.5 cm. kadar olabilir). En büyük hücre, kuş yumur-tasıdır. Bugün yaşayanlardan devekuşunun yumurtası ile 100 sene önce Madagaskar'da yaşayan Aepyornis kuşunun 8 litrelik yumurtası bilinen en büyük hücrelerdir. Bilinen en uzun hücreler ise aksonlarıyla beraber 1 m. kadar uzunluktaki bazı sinir hücreleridir.

 

Geri       -        Anasayfa