Hücre, Canlılığın Temel Birimi Biyoloji Ders Notları Konu Özeti

Hücre canlıların temel yapı ve işlev birimidir. Hücreyle ilgili ilk bilimsel çalışmalar 17. Yüzyılda Robert Hooke ve Anton van Leeuwenhoek tarafından yapılmıştır. Daha sonraki dönemde pek çok bilim insanının çalışmaları ile Hücre Teorisi ortaya konmuştur. Bu teoriye göre;

1. Bütün canlılar bir ya da daha fazla hücreden oluşmuştur.
2. Hücre, canlılık özelliklerini gösteren en küçük yapı birimidir.
3. Yeni hücreler var olan hücrelerin bölünmesi ve büyümesi ile oluşur.
Bu teori hücre biyolojisinin (sitolojinin) geliştirilmesi için temel oluşturdu. Daha sonraki yıllarda hücrenin daha detaylı incelenmesini sağlayan araç, gereç, yöntem ve teknikler geliştirildi. Hücre ile ilgili detaylı bilgiler edinildi. Hücreyle ilgili çalışmalar ve elde edilen bilgiler hızla artmaya devam etmektedir. Ancak hücresel yapılar ve süreçlerle ilgili cevaplanmayı bekleyen daha pek çok soru vardır. Teknolojideki hızlı gelişim bu soruların da cevaplarını bulmalarında bilim insanlarına yardımcı olmaktadır.

Canlıların hücresel yapıları farklılık gösterebilir. Ancak bazı ortak özellikleri de vardır. Tüm hücreler hücre zarı ile çevrilidir. Tüm hücrelerin yaşamsal olaylarını gerçekleştirdiği sitoplazma adı verilen bir iç ortamları vardır. Tüm hücrelerde kalıtım maddesinin bulunduğu bir bölge vardır.

Hücreler kalıtım maddelerinin zarla çevrili olup olmamasına göre ikiye ayrılır. Kalıtım maddesi zarla çevrili olmayan hücrelere prokaryot hücre denir. Prokaryot hücrelerin sitoplazmasındaki tek organel ribozomlardır. Kalıtım maddesi zarla çevrili olup çekirdeği olan hücrelere ökaryot hücre denir. Ökaryot hücrelerde ribozomların yanı sıra endoplazmik retikulum, Golgi cisimciği, lizozom, kloroplast, mitokondri, koful gibi zarlı organeller, hücre iskeletini oluşturan yapılar, sentrozom, siller ve kamçılar bulunur. Bu organellerin ve özelleşmiş yapıların her biri hücrede farklı bir görev üstlenmiştir.

Hücre zarı fosfolipit, proteinler ve karbonhidratlardan oluşmuştur. Hücre zarının yapısı akıcı mozaik zar modeli ile açıklanır. Hücreye şekil veren, koruyan ve bütünlüğünü sağlayan hücre zarı seçici geçirgen özelliği ile hücrenin madde alış verişlerini de düzenler.

Hücre zarı;
Küçük molekülleri büyük moleküllere göre,
Nötr maddeleri iyonlara göre,
Negatif iyonları pozitif iyonlara göre,
Yağda çözünen maddeleri çözünmeyenlere göre,
Yağı çözen maddeleri çözmeyenlere göre daha kolay geçirir.

Hücre zarından küçük moleküllü maddelerin taşınması enerji harcanıp harcanmamasına göre aktif ve pasif taşıma olmak üzere iki şekilde gerçekleşir. Pasif taşıma maddelerin derişimlerinin fazla olduğu ortamdan az olduğu ortama doğru enerji harcanmadan taşınmasıdır. Basit difüzyon, kolaylaştırılmış difüzyon ve ozmoz olarak üç çeşit pasif taşımadan söz edilebilir. Maddelerin derişimlerinin az olduğu ortamdan fazla olduğu ortama enerji harcanarak taşınmasına ise aktif taşıma denir. Büyük moleküllü maddelerin zardan taşınması ise endositoz ve ekzositoz ile gerçekleştirilir. Büyük moleküllü maddelerin hücre içine alınmasını sağlayan endositoz; fagasitoz ve pinositoz olmak üzere iki şekilde gerçekleşir. Büyük moleküllü maddelerin hücre dışına verilmesi ise ekzositoz olarak adlandırılır.

Ökaryot hücrelerin temel kısımlarından olan çekirdek; çekirdek zarı, kromatin ve çekirdekçik ve çekirdek plazmasından oluşur. Kromatin DNA ve proteinlerden oluşmuştur. DNA canlının kalıtsal bilgilerini depo eder ve yeni hücrelere aktarılmasını sağlar. Ayrıca hücresel işlevleri de DNA kontrol eder.

Ökaryot hücrelerde mitokondri ve kloroplast oluşmuna ise endosimbiyosis hipotezi açıklık getirir. Endosimbiyosis hipotezine göre 1-2 milyar yıl önce oksijenli solunum yapabilen bir bakteri, ilkel ökaryot hücre tarafından fagasitozla alınmış ve bu iki canlı ortak yaşamaya başlamıştır. Her iki canlının da fayda sağladığı bu simbiyotik ilişki milyonlarca yıl sonra mitokondrinin oluşmasını sağlamıştır. Kloroplast oluşumu da bu hipoteze göre benzer şekilde açıklanmaktadır. Fotosentetik bir canlı olan siyanobakteri ökaryot hücre içine alındığında ona fotosentez yapabilme yeteneği kazandırmıştır ve zaman içinde ökaryot hücrenin parçası hâline gelip kloroplasta dönüşmüştür.

Yukarıda açıklandığı şekilde hücrenin çeşitli organellere sahip olması hücre içi organizasyonun artışını sağlamıştır. Çok hücreli canlıların gelişmesiyle daha yüksek organizayona sahip canlılar ortaya çıkmıştır.