Ökaryotik Hücre: Tanımı, Yapısı ve İşlevi (Analoji ve Diyagram ile)

Zaten öğrendiğin gibi, hücreler yaşamın temel birimidir.

Ve ortaokul veya lise biyoloji sınavlarınızda başarılı olmayı umuyor veya üniversite biyolojisinden önce bir tazeleme arıyorsanız, ökaryotik hücre yapısı bilgisi mutlaka sahip olunması gereken bir şeydir.

(Çoğu) ortaokul ve lise biyoloji dersleri için bilmeniz gereken her şeyi kapsayacak genel bir bakış için okumaya devam edin. Kurslarınızda başarılı olmak için her hücre organeli için ayrıntılı kılavuzlar için bağlantıları izleyin.

Ökaryotik hücreler tam olarak nedir? Hücrelerin iki ana sınıflandırmasından biridir - ökaryotik ve prokaryotik. Aynı zamanda ikisinin daha karmaşık olanlarıdır. Ökaryotik hücreler şunları içerir: hayvan hücreleri – insan hücreleri dahil – bitki hücreleri, mantar hücreleri ve algler.

Ökaryotik hücreler, zara bağlı bir çekirdek ile karakterize edilir. Bu, bir nükleoid (hücresel DNA ile yoğun bir bölge) olan, ancak aslında çekirdek gibi ayrı bir zara bağlı bölmeye sahip olmayan prokaryotik hücrelerden farklıdır.

Ökaryotik hücreler ayrıca hücre içinde bulunan zara bağlı yapılar olan organellere sahiptir. Ökaryotik hücrelere mikroskop altında bakarsanız, tüm şekil ve boyutlarda farklı yapılar görürsünüz. Öte yandan prokaryotik hücreler, hücreyi parçalayacak zara bağlı yapılara sahip olmadıkları için daha tekdüze görünecektir.

Peki organeller neden ökaryotik hücreleri özel kılar?

düşün organeller evinizdeki odalar gibi: oturma odanız, yatak odalarınız, banyolarınız vb. Hepsi duvarlarla ayrılmıştır – hücrede, bunlar hücre zarlarıdır – ve her oda tipi, genel olarak evinizi yaşamak için rahat bir yer haline getiren kendi farklı kullanımına sahiptir. Organeller de benzer şekilde çalışır; hepsinin hücrelerinizin çalışmasına yardımcı olan farklı rolleri vardır.

Tüm bu organeller ökaryotik hücrelerin daha karmaşık işlevleri yerine getirmesine yardımcı olur. Bu nedenle, ökaryotik hücreli organizmalar - insanlar gibi - bakteriler gibi prokaryotik organizmalardan daha karmaşıktır.

Biraz da hücrenin "beyni"nden bahsedelim: çekirdek, hücrenin genetik materyalinin çoğunu tutan. Hücrenizin DNA'sının çoğu, kromozomlar halinde düzenlenmiş çekirdekte bulunur. İnsanlarda bu, 23 çift iki kromozom veya 26 çift kromozom anlamına gelir. kromozomlar genel.

Çekirdek, hücrenizin hangi genlerin daha aktif (veya "ifade edilen") ve hangi genlerin daha az aktif (veya "bastırılmış") olacağına karar verdiği yerdir. Protein sentezine doğru ilk adım olan ve bir proteini ifade eden transkripsiyon bölgesidir. gen bir proteine ​​​​dönüştürülür.

Çekirdek, nükleer zarf adı verilen çift katmanlı bir nükleer zar ile çevrilidir. Zarf, genetik materyal ve haberci RNA veya mRNA, çekirdeğe girip çıkmak için.

Ve son olarak, çekirdek, çekirdekteki en büyük yapı olan nükleolü barındırır. Nükleol, hücrelerinizin ribozomlar üretmesine yardımcı olur – daha çok bir saniyede olanlar – ve ayrıca hücrenin stres tepkisinde rol oynar.

Hücre biyolojisinde, her ökaryotik hücre iki kategoriye ayrılır: yukarıda tanımladığımız çekirdek ve diğer her şey olan sitoplazma.

sitoplazma ökaryotik hücrelerde, aşağıda tartışacağımız diğer zara bağlı organelleri içerir. Ayrıca, hücre hacminin yaklaşık yüzde 70'ini oluşturan sitozol adı verilen jel benzeri bir madde (su, çözünmüş maddeler ve yapısal proteinler karışımı) içerir.

Her ökaryotik hücre – hayvan hücreleri, bitki hücreleri, adını siz koyun – bir plazma zarı ile çevrilidir. plazma zarı yapısı baktığınız hücrenin türüne bağlı olarak birkaç bileşenden oluşur, ancak hepsi tek bir ana bileşeni paylaşır: bir fosfolipid çift tabakası.

Her fosfolipid molekülü bir hidrofilik (veya su seven) fosfat başlığı, artı iki hidrofobik (veya sudan nefret eden) yağ asitleri. Çift zar, iki fosfolipit tabakasının, zarın iç tabakasını oluşturan yağ asitleri ve dıştaki fosfat grupları ile kuyruktan kuyruğa sıralandığında oluşur.

Bu düzenleme, hücre için farklı sınırlar oluşturarak her ökaryotik hücreyi kendi ayrı birimi haline getirir.

Plazma zarının başka bileşenleri de vardır. Plazma zarı içindeki proteinler, malzemelerin hücre içine ve dışına taşınmasına yardımcı olur ve ayrıca hücrelerinizin tepki gösterebileceği ortamdan kimyasal sinyaller alırlar.

Plazma zarındaki bazı proteinler (bir grup glikoproteinler) ayrıca bağlı karbonhidratlar var. Glikoproteinler, hücreleriniz için "tanımlama" görevi görür ve bağışıklıkta önemli bir rol oynarlar.

Hücre zarı ses vermiyorsa herşey o kadar güçlü ve güvenli, haklısın – değil! Bu nedenle, hücrenizin şeklini korumaya yardımcı olmak için hücrelerinizin altında bir hücre iskeletine ihtiyacı vardır. Hücre iskeleti, hücreyi destekleyecek kadar güçlü ve hatta hücrenin büyümesine ve hareket etmesine yardımcı olabilecek yapısal proteinlerden oluşur.

Ökaryotik hücre hücre iskeletini oluşturan üç ana filament türü vardır:

• mikrotübüller: Bunlar hücre iskeletindeki en büyük filamentlerdir ve tubulin adı verilen bir proteinden yapılmıştır. Son derece güçlü ve sıkıştırmaya karşı dirençlidirler, bu nedenle hücrelerinizi doğru şekilde tutmanın anahtarıdır. Onlar da rol oynuyor hücre hareketliliği veya hareketliliğive ayrıca hücre içinde materyalin taşınmasına yardımcı olurlar.

• Ara filamentler: Bu orta boy filamentler keratinden yapılmıştır (bilginize, aynı zamanda cildinizde, tırnaklarınızda ve saçınızda bulunan ana proteindir). Hücrenin şeklini korumaya yardımcı olmak için mikrotübüllerle birlikte çalışırlar.

• Mikrofilamentler: Hücre iskeletindeki en küçük filament sınıfı olan mikrofilamentler, adı verilen bir proteinden yapılır. aktin. Aktin oldukça dinamiktir - aktin lifleri, hücrenizin neye ihtiyacı olduğuna bağlı olarak kolayca kısalabilir veya uzayabilir. Aktin filamentleri özellikle sitokinez için önemlidir (mitozun sonunda bir hücre ikiye bölündüğünde) ve ayrıca hücre taşınması ve hareketliliğinde önemli bir rol oynar.

Hücre iskeleti, ökaryotik hücrelerin çok karmaşık şekiller alabilmesinin nedenidir (bu çılgın sinir şekline bakın!) kendi üzerlerine çökmeden.

Mikroskopta bir hayvan hücresine bakın ve başka bir organel bulacaksınız. sentrozom, bu hücre iskeleti ile yakından ilgilidir.

Centrozom, hücrenin ana mikrotübül düzenleme merkezi (veya MTOC) olarak işlev görür. Centrozom, mitozda çok önemli bir rol oynar - o kadar ki, sentrozomdaki kusurlar kanser gibi hücre büyüme hastalıklarıyla bağlantılıdır.

Sentrozomu sadece hayvan hücrelerinde bulacaksınız. Bitki ve mantar hücreleri, mikrotübüllerini düzenlemek için farklı mekanizmalar kullanır.

Tüm ökaryotik hücreler bir hücre iskeleti içerirken, bazı hücre türleri - bitki hücreleri gibi - daha fazla koruma için bir hücre duvarına sahiptir. Nispeten akışkan olan hücre zarından farklı olarak, hücre çeperi hücrenin şeklini korumaya yardımcı olan katı bir yapıdır.

Hücre duvarının tam yapısı, baktığınız organizmanın türüne bağlıdır (yosun, mantar ve bitki hücrelerinin hepsinin farklı hücre duvarları vardır). Ama genellikle yapılırlar polisakkaritlerKarmaşık karbonhidratlar ve destek için yapısal proteinler.

Bitki hücre duvarı, bitkilerin dik durmasına (en azından, sudan mahrum kalana ve solmaya başlayana kadar) ve rüzgar gibi çevresel faktörlere karşı koymaya yardımcı olan şeyin bir parçasıdır. Aynı zamanda yarı geçirgen bir zar görevi görerek bazı maddelerin hücreye girip çıkmasını sağlar.

Çekirdekçikte üretilen ribozomlar mı?

İçinde bir demet bulacaksınız endoplazmik retikulum veya ER. Özellikle onları bulacaksınız kaba endoplazmik retikulum (veya RER), adını tüm bu ribozomlar sayesinde sahip olduğu "kaba" görünümden alır.

Genel olarak ER, hücrenin üretim tesisidir ve hücrelerinizin büyümesi için ihtiyaç duyduğu maddeleri üretmekten sorumludur. RER'de ribozomlar, hücrelerinizin hayatta kalmak için ihtiyaç duyduğu binlerce ve binlerce farklı proteini üretmenize yardımcı olmak için çok çalışır.

Acil servisin bir kısmı da var değil adı verilen ribozomlarla kaplıdır. pürüzsüz endoplazmik retikulum (veya SER). SER, hücrelerinizin plazma zarını ve organel zarlarını oluşturan lipidler de dahil olmak üzere lipid üretmesine yardımcı olur. Ayrıca östrojen ve testosteron gibi belirli hormonların üretilmesine de yardımcı olur.

ER, hücrenin üretim tesisi iken, golgi aygıtıbazen Golgi gövdesi olarak adlandırılan, hücrenin paketleme bitkisidir.

Golgi aygıtı, ER'de yeni üretilen proteinleri alır ve bunları hücrede düzgün çalışabilmeleri için "paketler". Ayrıca maddeleri vezikül adı verilen küçük zara bağlı birimlere paketler ve daha sonra hücredeki uygun yerlerine gönderilir.

Golgi aygıtı adı verilen küçük keselerden oluşur. sarnıç (mikroskop altında bir yığın krep gibi görünürler) malzemelerin işlenmesine yardımcı olur. cis golgi aygıtının yüzü, yeni malzemeleri kabul eden gelen taraftır ve trans yüz, onları serbest bırakan giden taraftır.

lizozomlar proteinlerin, yağların ve diğer maddelerin işlenmesinde de önemli bir rol oynar. Küçük, zara bağlı organellerdirler ve oldukça asidiktirler, bu da hücrenizin "midesi" gibi işlev görmelerine yardımcı olur.

Lizozomların görevi maddeleri sindirmek, istenmeyen proteinleri, karbonhidratları ve lipidleri parçalayarak hücreden uzaklaştırmaktır. Lizozomlar, patojenleri sindirebildikleri ve genel olarak size zarar vermelerini engelledikleri için bağışıklık hücrelerinizin özellikle önemli bir parçasıdır.

Peki hücreniz tüm bu üretim ve nakliye için enerjiyi nereden alıyor? mitokondri, bazen hücrenin güç merkezi veya pili olarak adlandırılır. Mitokondrinin tekil hali mitokondridir.

Muhtemelen tahmin ettiğiniz gibi, mitokondri, enerji üretiminin ana bölgeleridir. Spesifik olarak, son iki aşamasının olduğu yerlerdir. hücresel solunum gerçekleşir - ve hücrenin kullanılabilir enerjisinin çoğunu şu şekilde ürettiği yer ATP.

Çoğu organel gibi, bir lipid çift tabakası ile çevrilidirler. Ancak mitokondri aslında iki zara sahiptir (bir iç ve dış zar). İç zar, daha fazla yüzey alanı için kendi üzerine sıkıca katlanır, bu da her bir mitokondriye kimyasal reaksiyonları yürütmek ve hücre için daha fazla yakıt üretmek için daha fazla alan sağlar.

Farklı hücre tipleri, farklı sayıda mitokondriye sahiptir. Örneğin karaciğer ve kas hücreleri bunlardan özellikle zengindir.

Mitokondri hücrenin güç merkezi olsa da, peroksizom hücre metabolizmasının merkezi bir parçasıdır.

Bunun nedeni, peroksizomların hücrelerinizdeki besinleri emmeye yardımcı olması ve onları parçalamak için sindirim enzimleriyle dolu olmasıdır. Peroksizomlar ayrıca hücrelerinizin uzun vadeli sağlığını desteklemek için DNA'nıza veya hücre zarlarına zarar verebilecek hidrojen peroksiti de içerir ve nötralize eder.

Her hücre kloroplast içermez - bitki veya mantar hücrelerinde bulunmazlar, ancak bitki hücrelerinde ve bazı alglerde bulunurlar - ancak onları iyi kullananlarda bulunur. kloroplastlar fotosentez, bazı organizmaların güneş ışığından kullanılabilir enerji üretmesine yardımcı olan ve aynı zamanda atmosferden karbondioksiti uzaklaştırmaya yardımcı olan kimyasal reaksiyonlar dizisidir.

Kloroplastlar, ışığın belirli dalga boylarını yakalayan ve fotosentezi oluşturan kimyasal reaksiyonları başlatan klorofil adı verilen yeşil pigmentlerle doludur. Bir kloroplastın içine baktığınız zaman gözleme benzeri malzeme yığınları bulacaksınız. tilakoidler, açık alanla çevrili ( stroma).

Her tilakoidin kendi zarı da vardır - tilakoid zarı da.

Mikroskop altında bir bitki hücresine bakın ve muhtemelen bir bitki hücresini göreceksiniz. büyük balon çok yer kaplıyor. Bu merkezi vakuol.

Bitkilerde, merkezi koful su ve çözünmüş maddelerle dolar ve hücrenin dörtte üçünü kaplayacak kadar büyüyebilir. Bitkinin dik durabilmesi için hücrenin "şişmesine" yardımcı olmak için hücre duvarına turgor basıncı uygular.

Hayvan hücreleri gibi diğer ökaryotik hücre türleri daha küçük vakuollere sahiptir. Farklı vakuoller, besin maddelerinin ve atık ürünlerin depolanmasına yardımcı olur, böylece hücre içinde organize kalırlar.

En büyüğünde tazelemeye ihtiyacınız var bitki ve hayvan hücreleri arasındaki farklar? Sizi koruduk:

• boşluk: Bitki hücreleri, hücrenin şeklini korumak için en az bir büyük koful içerirken, hayvan vakuolleri daha küçüktür.
• merkezcil: Hayvan hücrelerinde bir tane bulunur; bitki hücreleri yapmaz.
• kloroplastlar: Bitki hücreleri bunlara sahiptir; hayvan hücreleri yapmaz.
  
• hücre duvarı: Bitki hücrelerinin bir dış hücre duvarı vardır; hayvan hücreleri sadece plazma zarına sahiptir.