Çekirdek - 9. Sınıf Biyoloji
 |
Hücre çekirdeği |
ÇEKİRDEK (Nukleus)
•Hücrenin tüm hayatsal olaylarını
kontrol eder genetik maddeyi taşır.
•İçerisindeki nükleik asitler metilen
mavisi, iyot, toluidin mavisi gibi boyalarla kolaylıkla boyanabildiğinden
mikroskopta çok kolay görülebilir. • Genellikle hücrenin ortasında bulunan oval
şekilde bir yapıdır.
• Şekli, büyüklüğü ve sayısı canlıdan
canlıya ve bir canlının farklı dokuların da farklılık gösterebilir. Örneğin,
düz kas hücrelerinde bir tane, çizgili kas hücrelerinde ikiden fazla ,
paramesyumda iki tane çekirdek bulunur.
• Memeli hayvanların olgun alyuvar
hücreleri, bitkilerin floemini oluşturan kalburlu hücreleri dışındaki tüm
ökaryot hücrelerde bulunur.
• Çekirdek içermeyen prokaryot
hücrelerde çekirdek materyali (DNA) hücrenin sitoplazmasında yoğunlaşmış olarak
bulunur.
Bir hücrenin çekirdeği dört kısımda
incelenebilir.
a) Çekirdek zarı (karyolemma)
• Çift katlı olup bu zar endoplazmik
retikulum ile bağlantılıdır. Hücre içindeki diğer zarlarda olduğu gibi birim
zar yapısındadır.
• İç zar düzdür, dıştaki zar üzerinde
genellikle ribozomlar bulunur.
• Çekirdek sıvısı ile sitoplazma
arasındaki madde geçişini sağlayan porlar (geçit, kanal) bulunur. Hücre zarındaki porlara göre daha büyüktür
ancak oldukça seçicidir. DNAaz, RNAaz ve histon proteinleri gibi moleküllere
geçirgen olduğu halde yumurta albümini ve glikojen çekirdeğe giremez.
• Hücre zarındaki porlardan geçemeyen
bazı maddeler (örneğin, RNA moleküleri veya çeşitli proteinler gibi)
çekirdekteki porlardan geçebilir
• Hücre bölünürken kaybolur ve bölünme sonunda yeniden oluşur.
b) Çekirdek plazması (karyoplazma)
• Çekirdeğin içini dolduran sıvı
kısımdır.
• Yarı akışkan olan bu kısım
sitoplazmanın sıvı kısmına benzer. Ancak içinde aha fazla nükleik asit
bulundurur.
• Mineral protein su ve enzim içerir.
• Kromatin iplik ve çekirdekçik bu sıvının
içinde yer alır.
c) Çekirdekçik (nukleoulus)
Çekirdekte koyu olarak görülen, bir yada
birden fazla olabilen yapılardır.
• Çekirdek sıvısından herhangi bir
zarla ayrılmazlar.
• Yapılarında RNA, protein ve rRNA'ların
yapıldığı kromatin kısmı bulunur.
• Çekirdekçik, rRNA'ların
sentezlendiği yerdir. rRNA'lar çekirdekçikte proteinlerle birleşerek
ribozomların alt birimlerini oluştururlar.
• Çekirdek zarındaki porlar aracılığı
ile sitoplazmaya geçen alt birimler protein sentezi sırasında birleşerek
ribozomları oluşturur.O halde çekirdekçik ribozom sentezinde aktif rol oynayan
kısımdır.
•Çekirdekçik hücre bölünmesi sırasında
kaybolur ve bölünme tamamlanınca tekrar oluşturulur.
d) Kromatin iplikler
• DNA molekülleri ökaryot hücrelerin
çekirdeğinde bulunur.
• Prokaryot hücrelerde DNA
çekirdekleri olmadığı için çekirdek
alanı (nük lear alan) denilen sitoplazma kısmında bulunur. DNA halkasal yapıdadır.
• Ökaryot hücrelerin çekirdeğinde
bulunan DNA molekülleri özel bazı proteinlerle (histon proteinler) bir araya
gelerek kromatin iplik adı verilen
yapıları oluşturur. Kromatinler ipliksi yapıda ve doğrusaldır.
• Hücre bölünme halinde değilken
kromatinler çekirdek içinde dağınık halde bulunur. Her kromatin ipliğin
çekirdekte belirli bir yeri vardır. Mikroskopta uzun, ağ ve yumak şeklinde
iplikler gibi görünürler.
• Hücre bölünmeye hazırlanırken
kromatin ipliklerin yapısındaki DNA molekülleri kendilerini eşleyerek iki
iplikli yapılara dönüşürler.Hücre bölünmesinin başında kromatin iplikler kendi
üzerlerinde katlanmalar yapıp kısalıp kalınlaşarak kromozom adı verilen yapıları oluştururlar.
• Hücre bölünmesinden sonra tekrar
kromatin iplikler haline dönüşürler.
•Gen,
belirli sayıda nükleotitten oluşan en az bir protein veya RNA'nın sentezinden
sorumlu DNA parçasıdır.
• Kromozomlar üzerinde genlerin
bulunduğu bölgelere lokus denir.
• Cinsiyetle ilgili bilgileri taşıyan kromozomlara
eşey kromozomu (gonozom) denir. Vücut özellikleri ile ilgili bilgiler bulunduran
kromozomlara ise vücut kromozomu (otozom) denir.
• Biri anneden diğeri babadan gelen,
şekil ve büyüklükleri birbirine eşit olan ve aynı karakterlerle ilgili genleri
taşıyan kromozom çiftlerine homolog
kromozomlar denir.
• Homolog kromozomları bulunduran bir
hücrede her bir kromozom çeşidinden ikişer tane bulunduran hücrelere diploit hücre (2n) denir ,her bir
kromozom çeşidinden birer tane bulunduranlara haploit(n) denir.
Vücut hücreleri diploit, üreme
hücreleri haploittir.
• Canlılarda kromozomlar türe özgü
sayıda bulunur. Örneğin nilüferde 160, köpekte 78, eğrelti otunda 500,
kurtbağrı bitkisinde 46, insanda ise 46 kromozom bulunur.
• İnsanda vücut hücreleri 46 kromozom
içerir ve bu kromozomlardan 44 tanesi otozom, iki tanesi ise (X ve Y kromozomları)
gonozomdur. İnsanlar da kromozom formülü dişilerde 44 + XX, erkeklerde ise 44 +
XY ‘dir.
• Üreme hücrelerinde ise 23 kromozomdan
22 tanesi otozom, bir tanesi ise gonozomdur. 22 + X veya 22 + Y şeklinde olabilir.
Çekirdeğin görevleri
• Çekirdek hücrenin yönetim ve kalıtım
birimidir.
• Protein sentezi için şifre
verdiğinden dolayı hücredeki hayatsal olayları kontrol eder.
• Çekirdek hücre bölünmesini kontrol
ederek kalıtımı (hücreye ait özelliklerin bölünme sonucu oluşan hücrelere
aktarımını) sağlar.
• Kalıtım maddesi kromatin halinde
iken protein sentezi için şifre verilebilir. Kalıtım maddesi kromozom halinde
iken şifre vermez. Dolayısıyla çekirdeğin yönetim işlevi DNA kromatin iplik
halinde iken, kalıtım işlevi ise DNA kromozom halinde iken gerçekleştirilir.
Hücre Duvarı
• Bitki, bakteri ve mantar
hücrelerinde hücre zarının üzerinde yer alan koruyucu tabakadır.
• Cansız olup üzerinde madde
alışverişini sağlayan geçitler bulunur. Geçitlerden tam geçirgendir. Ancak çok
büyük moleküller geçemez.
• Bitki hücrelerinde çeper selüloz
yapılıdır. Selüloz çepere odun özünün (lignin) ilavesiyle odunlaşma, mantar
özünün (süberin) birikmesiyle mantarlaşma yaşanır.
• Mantarlarda çeper kitin,
bakterilerde peptidoglikan yapılıdır.
Arkelerde peptidoglikana benzeyen farklı bir molekül bulunur.
BİTKİ VE
HAYVAN HÜCRESİ ARASINDAKİ FARKLAR
•Bitki hücrelerinde hücre duvarı vardır,
hayvan hücrelerinde yoktur
•Bitki hücresinin olgunlaşmayla
merkezi kofulun oluşur. Hayvan hücrelerinde bu derece özelleşmiş ve büyük bir
merkezi koful bulunmaz. Hayvan hücrelerindeki kofullar genellikle küçük ve çok
sayıdadır.
•Bitki hücrelerinde sentrozom
bulunmaz. Hayvan hücrelerinde bulunur.
•Bitki hücrelerinde sitoplazma
bölünmesi orta lamel denilen bir yapının oluşmasıyla hayvan hücrelerinde
boğumlanma ile gerçekleşir.
•Bitki hücrelerinde plastitler
bulunur, hayvan hücrelerinde bulunmaz.
• Hayvan hücrelerindekine benzer bir
lizozom bitki hücrelerinde bulun maz, lizozom benzeri, sindirim enzimleri
taşıyan kofullar bulunmaktadır.
PROKARYOT VE ÖKARYOT HÜCRELERİN
KARŞILAŞTIRILMASI
Benzer özellikleri: Her iki hücre
yapısında da hücre zarı, sitoplazma sıvısı, ribozom organeli ve kalıtım
materyali bulunur.
Farklı özellikler:
•
Prokaryotlarda hücre zarının üzerinde hücre duvarı bulunur. Bu yapı
hücreye şekil verir, fiziksel olarak korur ve hücrenin hipotonik ortamda
patlamasını engeller. Prokaryot hücre duvarları, moleküler yapı ve bileşimleri
açısından bitki ve mantarlarınkinden farklıdır.
•
Prokaryot hücrelerin çoğunda, hücre duvarının dışında kapsül adı verilen
yapışkan bir tabaka daha bulunur. Kapsül organizmanın yüzeye yapışmasını ayrıca
patojen prokaryotların, konakçının savunma mekanizmalarına karşı daha fazla
dirençli olmalarını sağlar.
•
Birçok prokaryot hareketlidir. Hareketleri çoğunlukla kamçılarla
sağlanır. Prokaryot kamçıları, ökaryot kamçısının 1/10'i genişlikte ve hücre
zarı ile kuşatılmamıştır. Ayrıca prokaryot kamçıları mikrotübül içermezler;
bunun yerine flagellin denilen tek bir çeşit protein bulunur.
•
Prokaryot hücrelerde DNA'yı sitoplazmadan ayıran zar yoktur. Ökaryot
hücrelerde ise DNA çekirdekte yer alır. Ayrıca prokaryotlardaki DNA miktarı
ökaryotlardakinin yaklaşık 4/1000'i kadardır.
Prokaryot DNA'ları proteinlerle sıkı
bir bağlantı kurmamış halkasal yapıda dır. Ökaryot DNA'ları proteinlerle
birlikte kromozom şeklinde doğrusaldır.
• Ökaryot hücrelerde zarlı organeller
bulunurken, prokaryot hücrelerde zarlı organeller yoktur. Bu nedenle hücre içindeki
yaşamsal olaylar sitoplazmaya dağılmış enzimler tarafından yürütülür.
• Prokaryot populasyonları hızlı üreme
ve adaptasyon yeteneğine sahiptirler. Ökaryot canlıların yaşaması için uygun
olmayan aşırı soğuk, aşırı sıcak, kuvvetli asidik ya da bazik ortamlarda
yaşayabilirler.
• Prokaryotlardaki çeşitlilik tüm
ökaryotların toplam çeşitliliğinden daha fazladır, ökaryotlarda bulunan her
çeşit beslenme prokaryotlarda bulunduğu gibi, kemosentetik beslenme gibi sadece
prokaryotlara özgü beslenme tipleri de vardır.
Prokaryottan Ökaryota "Endosimbiyozis
Hipotezi"
Bu hipotez bugünkü mitokondri ve kloroplast organellerine
farklılaşarak ökaryot hücre
içinde simbiyotik olarak yaşadığını kabul eder.Karşılıklı yarar ilişkisine
dayanan bu yaşam daha sonra sıkı bir şekilde birbirine bağımlı olmaya başlayan
konakçı ve endosimbiyotların, birbirinden ayrılmayan tek bir ökaryot organizma
haline geldiğini savunur.
Mitokondri organeli için önerilen ata,
oksijenli solunum yapan heterotrof mor bakteridir (prokaryot canlı). Bu canlı
çekirdeği gelişen ilkel ökaryot hücreye girerek karşılıklı yarara dayanan ortak
bir yaşam birliği oluşturur. Bakteri hücre için gerekli enerjiyi sentezlerken,
hücre de bakteriye besin sağlar. Kloroplast organeli için önerilen ata ise
fotosentetik ilkel siyanobakteridir. Bu bakteri de benzer bir biçimde yutularak
ilkel ökaryot hücereye fotosentez yapabilme yeteneği kazandırmıştır.
Bu hipoteze ilişkin merak edilen bir
konu ise çekirdek ve endoplazmik retikulum gibi zarlı organellerin nasıl
oluştuğudur. Bu oluşuma ilişkin görüşlerden biri hücre zarının içeri doğru
katlanmalar yaparak bu yapıları oluşturduğu yönündedir. Bunu düşündüren durum
ise bakteri kromozo munun hücre zarına tutunmuş olmasıdır. İleri sürülen
düşünce bu bölgedeki zarın kromozomu da içine alacak biçimde katlanması ve
hücre zarından ayrılarak çekirdeği oluşturmasıdır.
Endosimbiyosiz hipotezini destekleyen
bazı bulgular şunlardır:
• Mitokondri ve kloroplast
ribozomları, prokaryot ribozomlarına benzer.
• Mitokondri ve kloroplast bakteri
gibi bölünerek çoğalır. iğ iplikleri yok.
• Kloroplast ve mitokondri organelleri
bakteriye uygun büyüklüktedir.
• Kloroplast ve mitokondri iç zarları,
prokaryotların hücre zarı üzerinde bulunanlara benzeyen taşıma sistemlerine ve
bazı enzimlere sahiptir.
• Hem kloroplast hem de mitokondri,
prokaryotta olduğu gibi protein lerle bağlantı kurmamış halka şeklinde bir DNA
molekülüne sahiptir.
Bir Hücreden Çok Hücreye
Prokaryot canlıların hepsi bir
hücrelidir.
Ökaryot canlılardan bazıları bir
hücreli, bazıları çok hücreli küme halinde (koloni), bazıları da gelişmiş çok
hücrelidir.
®
Prokaryot
hücreli canlılar -Bakteriler
®
Ökaryot
bir hücreli canlılar -Bira mayası, amip, Öglena
®
Ökaryot
hücreli koloniler -Pandorina, Eudorina, Volvoks
®
Ökaryot
çok hücreli canlılar -Şapkalı mantar, bitkiler, hayvanlar
Koloni
• Koloniler tek hücreli yeşil alglerin
oluşturduğu bir hücreli yaşamdan çok hücreli yaşama geçişin gözlendiği hücre
kümeleridir.
• Hücreler ikiye bölündükten sonra
sitoplazma bağlantılarını kaybetme den yan yana bitişik durumda yaşamlarını sürdürürler. Koloni
oluşturma hayatta kalma şanslarını artırır.
• Koloniyi oluşturan hücreler özel
jelatinimsi bir kılıf içindedirler.
• Koloniler kamçı ile hareket eden ve
klorofil taşıyan üreticilerdir.
• Eşeyli ya da eşeysiz çoğalabilrler.
•Kolonilere örnek olarak yeşil
alglerin oluşturduğu Gonium, Pandorina, Eudorina ve Volvox verilebilir.
Gonium kolonisi
ü En basit kolonidir.
ü 4, 8,16 hücreden oluşur.
ü Sitoplazmik iplikler kolonin hücreleri
arasında ilişki ve koordinasyon sağlar.
ü Tüm hücrelerde bulunan kamçılar ile hareket
ederler
Pandorina kolonisi:
ü 16 yada 32 hücreden oluşur.
ü Bu koloniye ait her hücre bireysel
yeteneklerini korur.
ü Koloni hücreleri arasında özelleşme ve
iş bölümü yoktur.
ü Koloni dağılırsa yaşamlarına bağımsız
olarak devam ederler.
Eudorina kolonisi:
ü 32 kamçılı hücreden oluşan bir
kolonidir.
ü Koloni öne doğru hareket eder. Ön ve
arka kavramları vardır, öndeki hücreler arkadakilerden daha küçüktür.
Volvox kolonisi,
ü En gelişmiş hücre kolonisidir.
ü Bir hücreden çok hücreli organizmalara
geçişi simgeleyen bu koloni 8000 - 40.000 hücreden oluşan düzenli bir kümedir.
ü Büyüklüğü 1mm.’ye kadar
ulaşabileceğinden gözle görülebilir.
ü Hücrelerin arasında özelleşme ve iş
bölümü vardır. Dokulaşma görülmez.
ü İçteki büyük hücreler üremeyi
yürütülür. Fotosentezden ve hareketten sorumlu özelleşmiş hücreler de bulunur.
• Kolonilerde giderek artan hücre
özelleşmeleri koloni topluluğundan gerçek çok hücrelilere geçişi sağlar.
• Özelleşme ve farklılaşma çok
hücrelilerde doku-organ-sistem düzeyinde bir organizasyona doğru gelişmiştir.
Kolonilerde doku, organ ve sistem oluşumu görülmez.
Hücrelerin özelleşerek bir arada
yaşamalarının faydaları
• Enerjinin daha verimli
kullanılmasını sağlar
• Organizmaya birçok işi bir arada
yapma yeteneği kazandırır
• Vücudun büyümesi ile kompleks besinlerden
yararlanma, besin depolama ve avcı türlerden etkin korunma
•Uygun olmayan durumlarda hayatta
kalma şansında artma sağlar.
Hücre özelleşmesinin canlı için bazı
sakıncaları şunlardır:
• Fazla özelleşmiş hücreler dayanıksız
olur.
• Özelleşmiş hücre gruplarından
bazılarının ölmesi organizmanın ölmesine neden olabilir. Örneğin beyin
hücreleri ölen bir hayvan diğer hücreleri sağlam olsa da ölmektedir.
KÖK HÜCRE
Mitoz bölünmeyle özelleşmiş hücre
tiplerine farklılaşabilen ve daha fazla kök hücre üretmek için kendini yenileme
yeteneğine sahip olan, bütün çok hücreli canlıların doku ve organlarını
oluşturan ana hücre türleridir.
Embriyonik kök hücre: Embriyonun erken dönemindeki farklılaşması henüz gerçekleşmemiş
hücrelere denir. Bu hücreler sınırsız bölünme doku ve organlara dönüşme
yeteneğindedir. Embriyonik hücreler olgun bir bireyde ulunmaz.
Yetişkin kök hücre: Yetişkin bir insanda bulunan kırmızı kemik iliği gibi bazı doku ve
organların içinde bütünüyle farklılaşmadan kalan farklılaşma yeteneği sınırlı
olan kök hücrelere denir. Bu hücreler sınırlı hücrelere dönüşebilir.
HÜCRE KÜLTÜRÜ
Canlılardan alınan hücrelerin
laboratuvar ortamında uygun şartlarda yetiştirilip çoğaltılmasına hücre kültürü denir.
CANLILARIN SINIFLANDIRILMASI
• Canlıların benzer özelliklerine göre
gruplandırılmasına sınıflandırma, biyoloji alt bilim dalına ise taksonomi (sistematik) adı verilir.
• Sistematik ile canlılar arasındaki
akrabalıklar araştırılarak, canlıların tanımlanması, adlandırılması ve
sınıflandırılmasını kapsar.
Sınıflandırma Çeşitleri
1.Ampirik (Suni) Sınıflandırma
•Canlıların sadece dış görünüşlerine
ve yaşadıkları yere göre sınıflandırılmasına ampirik sınıflandırma denir.
•İlk çalışmaları yapan kişi Aristo'dur
(M.Ö 384-322).
•Bu sınıflandırmada analog organlar dikkate alınır.
Kökenleri farklı, görevleri aynı olan
organlara analog organlar denir.
Örneğin böceğin kanadı ve kuşun kanadı analog organlardır.
•Bilimsel olmadığından dolayı
günümüzde geçerliliğini kaybetmiştir.
2.Fİlogenetik (Doğal) Sınıflandırma
•Canlıların köken benzerlikleri,
akrabalık dereceleri, protein benzerlikleri (DNA benzerliği), embriyolojik
gelişimleri, fizyolojik benzerlikleri, üreme şekilleri, anatomik yapıları,
hücre yapısı, beslenme şekli ve sahip oldukları homolog organlara bakılarak
yapılan sınıflandırmadır.
•Dikkate alınmayanlar: Kromozom sayısı, canlının dış
görünüşü, yaşadığı ortam, analog organ dikkate alınmaz.
•Aynı hücre gruplarından kökenlenen , yapıları
birbirine çok benzeyen , görevleri
farklı yada aynı olan organlara homolog
organ denir.
Örneğin; İnsanın kolu, yarasanın
kanadı ve yunusların yüzgeci kas ve kemik dokudan oluşmuşlardır fakat farklı
görevleri üstlenmişlerdir.
•John Ray (1627–1705) tür kavramını ortaya
çıkararak Doğal sınıflandır mayı başlatmış, Carolus Linnaeus bugün
kullandığımız hale getirmiştir.
• Sınıflandırılmada en küçük kategori tür olarak kabul edilir.
Tür; Ortak bir
atadan gelen yapısal ve işlevsel özellikleri bakımından birbirine benzeyen,
aynı dış ve iç çevresel koşullara benzer şekilde tepki gösteren, doğal
koşullarda birbiriyle çiftleşip verimli yavrular meydana getirebilen bireyler
topluluğudur.
Aynı türdeki bireylerin
ü kromozom sayıları aynı iken,
kromozomlarındaki genetik bilgiler farklılık gösterebilir (varyasyon).
ü protein yapıları tamamen aynı
olmamakla birlikte birbirine, diğer türlere göre daha çok benzerlik gösterir.
ü beslenme, üreme, boşaltım, solunum
şekilleri ve hücre yapıları aynıdır.
ü Yaşadıkları ortam ve üreme
potansiyelleri farklılık gösterebilir.
İkili Adlandırma
•Linnaeus (Linne), her türe latince
iki kelimeden oluşan bir ad vermiştir. Buna ikili adlandırma denir.
Birinci kelime, türün ait olduğu cins adıdır ve
büyük harfle başlar.
İkinci kelime ise tanımlayıcı ad olarak kullanılır
ve küçük harfle başlar. İkisi birden tür adı olarak geçer.
Sınıflandırma Basamakları
Canlılar sınıflandırılırken yedi tane
sınıflandırma basamağı kullanılır.
Sınıflandırma birimleri arasında
alemden türe doğru gidildikçe ;
ü Birey sayısı azalır.
ü Ortak özellik, gen benzerliği ve akrabalık derecesi artar.
ü Embriyoların gelişim evrelerindeki
benzerlik artar.
ü Çeşitlilik azalır.
• Canlının embriyolojik gelişimi
sırasında önce şube, en son tür özellikleri ortaya çıkar.
• Herhangi bir sistematik birimde
beraber bulunan canlılar, daha büyük birimlerde de beraber bulunurlar. Örneğin
aynı takımda bulunan iki canlının sınıf, şube ve âlemleri de aynıdır.
