Sitoplazma nedir?
Sitoplazma, hücrenin iç içeriğidir. Ana maddeden (hyaloplazma) ve içinde bulunan çeşitli hücre içi yapılardan (inklüzyonlar ve organeller) oluşmaktadır.
Hyaloplazma (matris), viskozitesini değiştirebilen ve sürekli hareket halinde olan inorganik ve organik maddelerin sulu bir çözeltisidir.
Hücrenin sitoplazmik yapıları, kapanımlar ve organeller ile temsil edilmektedir. İnklüzyonlar, granüller (nişasta, glikojen, proteinler) ve damlalar (yağlar) şeklinde sitoplazmanın kalıcı olmayan yapılarıdır. Organeller, belirli bir yapıya sahip olan ve hayati işlevleri yerine getiren çoğu hücrenin kalıcı ve vazgeçilmez bileşenleridir.
Tek zarlı hücre organeller: endoplazmik retikulum, Golgi aygıtı, lizozomlar’dır.
Endoplazmik Retikulum, Golgi aygıtı, Lizozomlar
Endoplazmik retikulum
Sitoplazmadan bir zar tabakası ile sınırlandırılmış ve hücrelerin sitoplazmasını izole alanlara bölen birbirine bağlı boşluklar, tübüller ve kanallardan oluşan bir sistemdir. Bu nedenle, birçok paralel reaksiyonu ayırmak için gereklidir. Kaba bir endoplazmik retikulum (yüzeyinde proteinin sentezlendiği ribozomlar vardır) ve pürüzsüz bir endoplazmik retikulum (yüzeyde ribozom yoktur) (yüzeyinde lipitler ve karbonhidratlar sentezlenir) ile ayırt edilmektedir.
Golgi aygıtı
Golgi aygıtı (kompleks) (lamel kompleksi), 5-20 düzleştirilmiş disk şeklinde zar boşluklarından oluşmaktadır. Ayrıca bunlardan bağlanmış mikro kabarcıklarından oluşan bir yığın olarak da bilinmektedir. İşlevi, içine giren maddelerin birikmesini, çeşitli hücre içi yapılarına veya hücre dışına taşınmasıdır. Golgi aygıtının zarları lizozom oluşturma yeteneğine sahiptir.
Lizozomlar
Lizozomlar, litik enzimler içeren membranöz veziküllerdir. Lizozomlarda hem endositoz yoluyla hücreye giren ürünler, hem de hücre bileşenleri veya tüm hücre de (otoliz) sindirilmektedir. Birincil ve ikincil lizozomlar vardır. Birincil lizozomlar, aparatın boşluklarından ayrılmaktadır.
Tek bir zar tabakasıyla çevrili ve bir dizi enzim içeren Golgi mikrovezikülleri, birincil lizozomların bölünecek substrat ile füzyonundan sonra, ikincil lizozomları oluşturmaktadır. Örnek olarak, protozoanın sindirim vakuolleri verilebilmektedir.
Vakuoller
Vakuoller sıvı dolu zar keseleridir. Zar, tonoppast olarak adlandırılmaktadır. İçeriğe göre, hücre özsuyu da denmektedir. Hücre özsuyu yedek besinler, pigment çözeltileri, atık ürünler, hidrolitik enzimler içerebilmektedir. Vakuoller, su-tuz metabolizmasının düzenlenmesinde, turgor basıncının oluşturulmasında, rezerv maddelerin birikmesinde ve toksik bileşiklerin değişimden uzaklaştırılmasında rol oynamaktadır.
Endoplazmik retikulum, Golgi kompleksi, lizozomlar ve vakuoller tek zarlı yapılardır. Ayrıca tek hücre zar sistemi oluşturmaktadırlar.
İki zarlı hücre organelleri: mitokondri ve plastidler’dir.
Mitokondri ve plastidler
Ökaryot hücrelerde sitoplazmadan iki zarla izole edilmiş organeller de vardır. Bunlar mitokondri ve plastidlerdir. Kendi dairesel DNA, RNA, küçük ribozom moleküllerine sahiplerdir. Ayrıca bölünebilmektedirler. Bu, ökaryotların kökenine ilişkin simbiyotik hipotezin ortaya çıkmasının temeli olara bilinmektedir. Bu hipoteze göre, geçmişte mitokondri ve plastidler bağımsız prokaryotlardır. Daha sonra ise, diğer hücresel organizmalarla endosimbiyoz’a geçmişlerdir.
Mitokondri
Çubuk şeklinde, oval veya yuvarlak organellerdir. Mitokondri (matris) içeriği sitoplazmadan iki zar ile sınırlıdır. Bunlar; dış pürüzsüz ve iç, kıvrımlar (cristae) oluşturmaktadır. ATP molekülleri mitokondride oluşmaktadır.
Plastidler, içinde homojen bir madde (stroma) bulunan iki zardan oluşan bir zarla çevrili organellerdir. Plastidler sadece fotosentetik ökaryotik organizmaların hücreleri için karakteristiktir. Renge bağlı olarak, kloroplastlar, kromoplastlar ve lökoplastlar ayırt edilmektedir.
Kloroplastlar, fotosentez sürecinin gerçekleştiği yeşil plastidlerdir. Dış membran pürüzsüzdür. İç ve bir yığında (granas) toplanan düz veziküller (tilakoidler) sistemini oluşturmaktadır. Thylakoid membranlar yeşil pigmentler, klorofiller ve ayrıca karotenoidler ve ksantofiller içermektedir.
Kromoplastlar
Kromoplastlar, onlara kırmızı, sarı ve turuncu renk veren karotenoid pigmentleri içeren plastidlerdir. Bunun dışında çiçeklere ve meyvelere parlak renkler verirler.
Lökoplastlar pigmentsiz, renksiz plastidlerdir. Bitkilerin yeraltı veya boyanmamış kısımlarının (kökler, rizomlar, yumrular) hücrelerinde bulunmaktadır. Başta nişasta, lipidler ve proteinler olmak üzere yedek besinleri biriktirebilmektedir. Lökoplastlar kloroplastlara dönüşebilmektedir. Örneğin patates yumruları çiçek açtığında kloroplastlar, kromoplastlara dönüşebilmektedir. Örnek olarak meyveler olgunlaştığında da bu durum görülmektedir.
Zar yapısına sahip olmayan organeller: ribozomlar, mikrofilamentler, mikrotübüller, hücre merkezleridir.
Ribozomlar, Mikrofilamentler, Mikrotübüller, Hücre merkezleri
Ribozomlar
Proteinler ve rRNA’dan oluşan küresel şekilli küçük organellerdir. Ribozomlar iki alt birimle temsil edilmektedir. Bunlar; büyük ve küçük olmaktadır. Sitoplazmada serbest veya endoplazmik retikuluma bağlı olabilmektedir. Protein sentezi ribozomlarda gerçekleşmektedir. Ribozomlar, mRNA ile birbirine bağlı bir grup ribozom olan polisomlar oluşturabilmektedir.
Mikrotübüller ve Mikrofilamentler
Kasılma proteinlerinden oluşan ve hücrenin motor fonksiyonlarını belirleyen filamentli yapılardır.
Mikrotübüller, duvarları proteinlerden ve tübüllerden oluşan uzun içi boş silindirlere benzemektedir. Mikrofilamentler, aktin ve miyozinden oluşan daha ince, uzun, filamentli yapılardır. Mikrotübüller ve mikrofilamentler, hücrenin tüm sitoplazmasına nüfuz ederek hücre iskeletini oluşturmaktadır. Ayrıca sikloza (sitoplazmik akış), organellerin hücre içi hareketlerine ve bir bölünme mili oluşturmaktadır. Belirli bir şekilde organize edilmiş mikrotübüller, hücre merkezinin merkezcillerini, bazal gövdeleri, kirpikleri ve kamçıları oluşturmaktadır.
Hücre merkezi (sentrozom)
Hücre merkezi (sentrozom) genellikle çekirdeğin yakınında bulunmaktadır. Aynı şekilde birbirine dik yerleştirilmiş iki merkezden oluşmaktadır. Her bir merkezcil, duvarı 9 üçlü mikrotübülden oluşan içi boş bir silindir şeklindedir. Centrioles, iğ oluşturarak hücre bölünmesinde önemli bir rol oynamaktadır.
Flagella ve kirpikler, hücre sitoplazmasının kendine özgü büyümeleri olan hareket organelleridir. Flagellum veya siliyerin çekirdeği, çevresi boyunca 9 çift mikrotübül ve merkezde 2 tek mikrotübül bulunan bir silindir şeklindedir.
Çekirdek
Çoğu hücre tek bir çekirdeğe sahiptir. Ancak çok çekirdekli hücreler de vardır. Bir dizi protozoada ve omurgalıların iskelet kaslarında bulunmaktadır. Bazı yüksek düzeyde özelleşmiş hücreler çekirdeklerini kaybetmektedir. Angiospermlerdeki memeli eritrositler ve elek tüp hücreleri bunlara örnek olarak verilebilmektedir.
Çekirdek, genel olarak, küresel veya oval bir şekle sahiptir. Ayrıca nükleer zar ve kromatin (kromozomlar) ve nükleol içeren karyoplazmadan oluşmaktadır.
Nükleer zarf iki zardan (dış ve iç) oluşmakadır. Nükleer zarftaki deliklere nükleer gözenekler de denmektedir. Onlar aracılığıyla, çekirdek ve sitoplazma arasındaki madde alışverişi gerçekleştirilmektedir.
Karyoplazma – çekirdeğin iç içeriğidir.
Kromatin
Kromatin, proteinlerle ilişkili sarmal olmayan bir DNA molekülüdür. Bu formda, DNA bölünmeyen hücrelerde bulunmaktadır. Bu durumda DNA duplikasyonu (replikasyon) ve DNA’nın içerdiği bilgilerin gerçekleşmesi mümkündür. Bir kromozom, proteinlere bağlı sarmal bir DNA molekülüdür. DNA, hücre bölünmesi sırasında genetik materyali daha doğru bir şekilde dağıtmak için hücre bölünmesinden önce sarmallaştırılmıştır. Metafaz aşamasında her kromozom, DNA duplikasyonunun sonucu olan iki kromatitten oluşmaktadır. Kromatitler, birincil daralma veya sentromer bölgesinde birbirine bağlanmaktadır. Sentromer kromozomu iki kola ayrılmaktadır. Bazı kromozomların ikincil daralmaları vardır.
Nükleol
Nükleol, işlevi rRNA’nın sentezi olan küresel bir yapıdır.
Çekirdeğin işlevleri;
- Genetik bilginin depolanması ve bölünme sürecinde yavru hücrelere aktarılması
- Hücre yaşamsal aktivitesinin kontrolü.
