Hücre nedir ve yapısı nedir? Bitki ve hayvan hücreleri arasındaki önemli farklar

Hücre, tüm canlıların temel temel birimidir, bu nedenle canlı organizmaların tüm özelliklerine sahiptir: oldukça düzenli bir yapı, dışarıdan enerji elde etmek ve onu iş yapmak ve düzeni sağlamak için kullanmak, metabolizma, tahrişlere karşı aktif bir reaksiyon, büyüme, gelişme, üreme, biyolojik bilginin ikiye katlanması ve sonraki nesillere aktarılması, rejenerasyon (hasarlı yapıların restorasyonu), çevreye uyum.

19. yüzyılın ortalarında Alman bilim adamı T. Schwann, ana hükümleri tüm doku ve organların hücrelerden oluştuğunu gösteren bir hücresel teori yarattı; bitki ve hayvan hücreleri temelde birbirine benzer, hepsi aynı şekilde ortaya çıkar; Organizmaların aktivitesi, bireysel hücrelerin hayati aktivitesinin toplamıdır. Büyük etki Açık Daha fazla gelişme Büyük Alman bilim adamı R. Virchow, hücre teorisi ve genel olarak hücre teorisi üzerinde büyük bir etkiye sahipti. Birbirinden farklı birçok gerçeği bir araya getirmekle kalmadı, aynı zamanda hücrelerin kalıcı bir yapı olduğunu ve yalnızca üreme yoluyla ortaya çıktığını ikna edici bir şekilde gösterdi.

Modern yorumdaki hücresel teori, aşağıdaki ana hükümleri içerir: hücre, canlının evrensel temel birimidir; Tüm organizmaların hücreleri yapı, işlev ve yapı bakımından temelde benzerdir. kimyasal bileşim; hücreler yalnızca orijinal hücreyi bölerek çoğalırlar; çok hücreli organizmalar, ayrılmaz sistemler oluşturan karmaşık hücresel topluluklardır.

Modern araştırma yöntemleri sayesinde, iki ana hücre tipi: daha karmaşık bir şekilde organize edilmiş, oldukça farklılaşmış ökaryotik hücreler (bitkiler, hayvanlar ve bazı protozoalar, algler, mantarlar ve likenler) ve daha az karmaşık bir şekilde organize edilmiş prokaryotik hücreler (mavi-yeşil algler, aktinomisetler, bakteriler, spiroketler, mikoplazmalar, riketsiya, klamidya).

Prokaryotik hücreden farklı olarak ökaryotik hücre, çift nükleer zarla çevrili bir çekirdeğe ve çok sayıda zar organeline sahiptir.

DİKKAT!

Hücre, büyümeyi, gelişmeyi, metabolizmayı ve enerjiyi gerçekleştiren, genetik bilgiyi depolayan, işleyen ve uygulayan canlı organizmaların ana yapısal ve işlevsel birimidir. Morfoloji açısından hücre, birbirinden ayrılmış karmaşık bir biyopolimer sistemidir. dış ortam plazma zarı (plasmolemma) ve içinde organellerin ve inklüzyonların (granüllerin) bulunduğu bir çekirdek ve sitoplazmadan oluşur.

Hücreler nelerdir?

Hücreler şekilleri, yapıları, kimyasal bileşimleri ve metabolizmalarının doğası bakımından çeşitlidir.

Tüm hücreler homologdur, yani temel işlevlerin performansının bağlı olduğu bir dizi ortak yapısal özelliğe sahiptir. Hücreler, yapı, metabolizma (metabolizma) ve kimyasal bileşim birliği içinde doğaldır.

Bununla birlikte, farklı hücrelerin de belirli yapıları vardır. Bu, özel işlevlerinin performansından kaynaklanmaktadır.

hücre yapısı

Hücrenin ultramikroskopik yapısı:

1 - sitolemma (plazma zarı); 2 - pinositik veziküller; 3 - sentrozom hücre merkezi (sitomerkez); 4 - hyaloplazma; 5 - endoplazmik retikulum: a - granüler retikulumun zarı; b - ribozomlar; 6 - perinükleer boşluğun endoplazmik retikulumun boşlukları ile bağlantısı; 7 - çekirdek; 8 - nükleer gözenekler; 9 - granüler olmayan (pürüzsüz) endoplazmik retikulum; 10 - nükleol; 11 - iç ağ aparatı (Golgi kompleksi); 12 - salgı vakuolleri; 13 - mitokondri; 14 - lipozomlar; 15 - birbirini izleyen üç fagositoz aşaması; 16 - hücre zarının (sitolemma) endoplazmik retikulumun zarları ile bağlantısı.

Hücrenin kimyasal bileşimi

Hücre 100'den fazla içerir kimyasal elementler dördü kütlenin yaklaşık %98'ini oluşturur, bunlar organojenlerdir: oksijen (%65-75), karbon (%15-18), hidrojen (%8-10) ve nitrojen (%1.5-3.0). Geri kalan elementler üç gruba ayrılır: makrobesinler - vücuttaki içerikleri %0,01'i geçer; mikro elementler (%0,00001–0,01) ve ultramikro elementler (%0,00001'den az).

Makro elementler arasında kükürt, fosfor, klor, potasyum, sodyum, magnezyum, kalsiyum bulunur.

Mikro elementler arasında demir, çinko, bakır, iyot, flor, alüminyum, bakır, manganez, kobalt vb.

Ultramikro elementlere - selenyum, vanadyum, silikon, nikel, lityum, gümüş ve üstü. Çok düşük içeriğe rağmen, mikro elementler ve ultramikro elementler çok önemli rol. Esas olarak metabolizmayı etkilerler. Onlar olmadan imkansız normal yaşam aktivitesi her hücre ve organizma bir bütün olarak.

Hücre inorganik ve organik madde. inorganik arasında en büyük sayı su. Hücredeki bağıl su miktarı %70 ila %80 arasındadır. Su evrensel bir çözücüdür, hücredeki tüm biyokimyasal reaksiyonlar onun içinde gerçekleşir. Suyun katılımıyla ısı düzenlemesi yapılır. Suda çözünen maddelere (tuzlar, bazlar, asitler, proteinler, karbonhidratlar, alkoller vb.) hidrofilik denir. Hidrofobik maddeler (yağlar ve yağ benzeri) suda çözünmez. Diğer inorganik maddeler (tuzlar, asitler, bazlar, pozitif ve negatif iyonlar) %1,0 ila %1,5 aralığındadır.

Organik maddelere proteinler (%10-20), yağlar veya lipitler (%1-5), karbonhidratlar (%0,2-2,0) ve nükleik asitler (%1-2) hakimdir. Düşük moleküler ağırlıklı maddelerin içeriği %0,5'i geçmez.

Bir protein molekülü, çok sayıda tekrar eden monomer birimlerinden oluşan bir polimerdir. Amino asit protein monomerleri (20 tane vardır), peptit bağları ile birbirine bağlanır ve bir polipeptit zinciri (bir proteinin birincil yapısı) oluşturur. Sırasıyla proteinin ikincil yapısını oluşturan bir spirale bükülür. Polipeptit zincirinin belirli bir uzamsal yönelimi nedeniyle, protein molekülünün özgüllüğünü ve biyolojik aktivitesini belirleyen üçüncül bir protein yapısı ortaya çıkar. Birkaç üçüncül yapı, bir dörtlü yapı oluşturmak için birleşir.

Proteinler temel işlevleri yerine getirir. Enzimler, hızı artıran biyolojik katalizörlerdir. kimyasal reaksiyonlar Bir hücrede yüzbinlerce milyonlarca kez proteinler bulunur. Tüm hücresel yapıların bir parçası olan proteinler, plastik (bina) bir işlev görür. Hücre hareketleri de proteinler tarafından gerçekleştirilir. Maddelerin hücre içine, hücre dışına ve hücre içine taşınmasını sağlarlar. Proteinlerin (antikorların) koruyucu işlevi önemlidir. Proteinler enerji kaynaklarından biridir.Karbonhidratlar monosakkaritler ve polisakkaritler olarak ikiye ayrılır. İkincisi, amino asitler gibi monomer olan monosakkaritlerden yapılır. Hücredeki monosakkaritler arasında en önemlileri glikoz, fruktoz (altı karbon atomu içeren) ve pentozdur (beş karbon atomu). Pentozlar nükleik asitlerin bir parçasıdır. Monosakkaritler suda yüksek oranda çözünür. Polisakkaritler suda az çözünür (hayvan hücrelerinde glikojen, bitki hücrelerinde nişasta ve selüloz. Karbonhidratlar bir enerji kaynağıdır, proteinlerle (glikoproteinler), yağlarla (glikolipidler) birleşen kompleks karbonhidratlar oluşumunda yer alır. hücre yüzeyleri ve hücre etkileşimleri.

Lipitler, yağları ve yağ benzeri maddeleri içerir. Yağ molekülleri gliserol ve yağ asitlerinden yapılır. Yağ benzeri maddeler arasında kolesterol, bazı hormonlar ve lesitin bulunur. Hücre zarlarının ana bileşeni olan lipidler bu sayede yapı işlevi görürler. lipidler - anahtar kaynaklar enerji. Bu nedenle, 1 g protein veya karbonhidratın tamamen oksidasyonu ile 17,6 kJ enerji açığa çıkarsa, o zaman 1 g yağın tamamen oksidasyonu ile - 38,9 kJ. Lipitler termoregülasyon yapar, organları korur (yağ kapsülleri).

DNA ve RNA

Nükleik asitler, nükleotidlerin monomerlerinden oluşan polimerik moleküllerdir. Bir nükleotit, bir pürin veya pirimidin bazı, bir şeker (pentoz) ve bir kalıntıdan oluşur. fosforik asit. Tüm hücrelerde, bazların ve şekerlerin bileşiminde farklılık gösteren iki tür nükleik asit vardır: deoksiribonükleik (DNA) ve ribonükleik (RNA).

Nükleik asitlerin mekansal yapısı:

(tadil edilmiş B. Alberts ve arkadaşlarına göre) I - RNA; II - DNA; şeritler - şeker-fosfat omurgaları; A, C, G, T, U - azotlu bazlar, aralarındaki kafesler hidrojen bağlarıdır.

DNA molekülü

DNA molekülü, çift sarmal şeklinde birbiri etrafında bükülmüş iki polinükleotid zincirinden oluşur. Her iki zincirin azotlu bazları, tamamlayıcı hidrojen bağları ile birbirine bağlanır. Adenin sadece timinle ve sitozin guaninle (A - T, G - C) birleşir. DNA, hücre tarafından sentezlenen proteinlerin özgüllüğünü, yani polipeptit zincirindeki amino asitlerin dizisini belirleyen genetik bilgiyi içerir. DNA, bir hücrenin tüm özelliklerini miras alır. DNA çekirdekte ve mitokondride bulunur.

RNA molekülü

Bir RNA molekülü, bir polinükleotit zinciri tarafından oluşturulur. Hücrelerde üç tip RNA vardır. DNA nükleotit dizisi hakkında ribozomlara bilgi taşıyan bilgi veya haberci RNA tRNA (İngilizce haberciden - “aracı”) (aşağıya bakın). Amino asitleri ribozomlara taşıyan transfer RNA (tRNA). Ribozomların oluşumunda yer alan ribozomal RNA (rRNA). RNA çekirdekte, ribozomlarda, sitoplazmada, mitokondride, kloroplastlarda bulunur.

Nükleik asitlerin bileşimi:

Yeryüzündeki tüm hücresel yaşam formları, kendilerini oluşturan hücrelerin yapısına göre iki krallığa ayrılabilir - prokaryotlar (nükleer öncesi) ve ökaryotlar (nükleer). Prokaryotik hücreler yapı olarak daha basittir, görünüşe göre evrim sürecinde daha erken ortaya çıkmışlardır. Ökaryotik hücreler - daha karmaşık, daha sonra ortaya çıktı. İnsan vücudunu oluşturan hücreler ökaryotiktir.

Çeşitli formlara rağmen, tüm canlı organizmaların hücrelerinin organizasyonu, tek tip yapısal ilkelere tabidir.

prokaryotik hücre

ökaryotik hücre

Ökaryotik bir hücrenin yapısı

Hayvan hücresi yüzey kompleksi

oluşur glikokaliks, plazmalemma ve sitoplazmanın altta yatan kortikal tabakası. Plazma zarı aynı zamanda dış hücre zarı olan plazmalemma olarak da adlandırılır. Yaklaşık 10 nanometre kalınlığında biyolojik bir zardır. Öncelikle hücre dışındaki ortamla ilgili olarak sınırlayıcı bir işlev sağlar. Ayrıca performans sergiliyor taşıma işlevi. Hücre, zarının bütünlüğünü korumak için enerji israf etmez: moleküller, yağ moleküllerinin bir arada tutulmasıyla aynı prensibe göre tutulur - moleküllerin hidrofobik kısımlarının hücreye yakın olması termodinamik olarak daha avantajlıdır. birbirine göre. Glikokaliks, plazmalemmaya "bağlanmış" oligosakkaritler, polisakkaritler, glikoproteinler ve glikolipid moleküllerinden oluşur. Glikokaliks, reseptör ve işaretleyici işlevleri yerine getirir. Hayvan hücrelerinin plazma zarı esas olarak protein molekülleri, özellikle yüzey antijenleri ve reseptörleri ile serpiştirilmiş fosfolipitlerden ve lipoproteinlerden oluşur. Sitoplazmanın kortikal (plazma zarına bitişik) tabakasında, hücre iskeletinin belirli elemanları vardır - belirli bir şekilde sıralanan aktin mikrofilamentleri. Kortikal tabakanın (korteks) ana ve en önemli işlevi psödopodiyal reaksiyonlardır: psödopodinin fırlatılması, bağlanması ve azaltılması. Bu durumda mikrofilamentler yeniden düzenlenir, uzar veya kısalır. Hücrenin şekli (örneğin, mikrovillus varlığı) ayrıca kortikal tabakanın hücre iskeletinin yapısına da bağlıdır.

Sitoplazmanın yapısı

Sitoplazmanın sıvı bileşenine sitozol de denir. Işık mikroskobu altında, hücrenin, içinde çekirdeğin ve diğer organellerin "yüzdüğü" sıvı bir plazma veya sol gibi bir şeyle dolu olduğu görülüyordu. Aslında öyle değil. Ökaryotik bir hücrenin iç alanı kesin olarak sıralanmıştır. Organellerin hareketi, hücre içi "yollar" görevi gören sözde mikrotübüller ve "motor" rolünü oynayan özel proteinler dineinler ve kinesinler olan özel taşıma sistemleri yardımıyla koordine edilir. Ayrı protein molekülleri ayrıca tüm hücre içi boşlukta serbestçe dağılmazlar, ancak yüzeylerinde hücrenin taşıma sistemleri tarafından tanınan özel sinyaller kullanılarak gerekli bölmelere yönlendirilirler.

Endoplazmik retikulum

Ökaryotik bir hücrede, endoplazmik retikulum (veya endoplazmik retikulum, EPR veya EPS) adı verilen, birbirine geçen bir zar bölmeleri (tüpler ve tanklar) sistemi vardır. ER'nin ribozomların zarlarına bağlı olduğu kısmına denir. tanecikli(veya kaba) endoplazmik retikuluma, zarlarında protein sentezi gerçekleşir. Duvarlarında ribozom bulunmayan bölmeler, düz(veya tanecikli) Lipitlerin sentezinde yer alan EPR. Pürüzsüz ve granüler ER'nin iç boşlukları izole değildir, birbirine geçer ve nükleer zarın lümeni ile iletişim kurar.

golgi aparatı

Çekirdek

hücre iskeleti

merkezciller

mitokondri

Pro- ve ökaryotik hücrelerin karşılaştırılması

En önemli farkÖkaryotlardan prokaryotlara geçiş uzun süre iyi biçimlenmiş bir çekirdek ve zar organellerinin varlığı olarak kabul edildi. Ancak 1970'ler ve 1980'lerde bunun yalnızca hücre iskeletinin organizasyonundaki daha derin farklılıkların bir sonucu olduğu anlaşıldı. Bir süredir hücre iskeletinin yalnızca ökaryotlara özgü olduğuna inanılıyordu, ancak 1990'ların ortalarında. ökaryotik hücre iskeletinin ana proteinlerine homolog proteinler de bakterilerde bulunmuştur.

Ökaryotların hareketli iç zar organellerinden oluşan bir sistem oluşturmasına izin veren, özel olarak düzenlenmiş bir hücre iskeletinin varlığıdır. Ek olarak, hücre iskeleti endo ve ekzositoza izin verir (ökaryotik hücrelerde mitokondri ve plastidler dahil hücre içi ortakyaşamların endositoz nedeniyle ortaya çıktığı varsayılmaktadır). Ökaryotik hücre iskeletinin bir diğer önemli işlevi de ökaryotik hücrenin çekirdeğinin (mitoz ve mayoz) ve gövdesinin (sitotomi) bölünmesini (prokaryotik hücrelerin bölünmesi daha basit organize edilir) sağlamaktır. Hücre iskeletinin yapısındaki farklılıklar aynı zamanda pro- ve ökaryotlar arasındaki diğer farklılıkları da açıklar - örneğin, prokaryotik hücrelerin formlarının sabitliği ve basitliği ve formun önemli çeşitliliği ve onu ökaryotikte değiştirme yeteneğinin yanı sıra ikincisinin nispeten büyük boyutu. Bu nedenle, prokaryotik hücrelerin boyutu ortalama 0,5-5 mikron, ökaryotik hücrelerin boyutları - ortalama olarak 10 ila 50 mikron arasındadır. Ek olarak, yalnızca ökaryotlar arasında, köpekbalıklarının veya devekuşlarının büyük yumurtaları (bir kuş yumurtasında, tüm yumurta sarısı büyük bir yumurtadır), süreçleri hücre iskeleti tarafından güçlendirilmiş büyük memelilerin nöronları gibi gerçekten devasa hücreler vardır. uzunlukları onlarca santimetreye ulaşabilir.

anaplazi

Hücre yapısının bozulmasına (örneğin kötü huylu tümörlerde) anaplazi denir.

Hücre keşfinin tarihi

Hücreleri ilk gören İngiliz bilim adamı Robert Hooke'du (Hooke yasası sayesinde bizim için bilinir). Yıl içinde mantar ağacının neden bu kadar iyi yüzdüğünü anlamaya çalışan Hooke, geliştirdiği mikroskop yardımıyla mantarın ince kesitlerini incelemeye başladı. Mantarın kendisine manastır hücrelerini hatırlatan birçok küçük hücreye bölündüğünü buldu ve bu hücrelere hücreler adını verdi (İngilizce'de hücre "hücre, hücre, hücre" anlamına gelir). Yılda, Hollandalı usta Antony van Leeuwenhoek (Anton van Leeuwenhoek, -) ilk kez bir mikroskop kullanarak bir damla suda hareket eden canlı organizmalarda "hayvanlar" gördü. Böylece, zaten erken XVIII Yüzyıllar boyunca bilim adamları, yüksek büyütme altında bitkilerin hücresel bir yapıya sahip olduğunu biliyorlar ve daha sonra tek hücreli organizmalar olarak bilinen bazı organizmalar gördüler. Bununla birlikte, organizmaların yapısının hücresel teorisi, daha güçlü mikroskoplar ortaya çıktıktan ve hücreleri sabitleme ve boyama yöntemleri geliştirildikten sonra ancak 19. yüzyılın ortalarında oluşturuldu. Kurucularından biri Rudolf Virchow'du, ancak fikirlerinde bazı hatalar vardı: örneğin, hücrelerin birbirine zayıf bir şekilde bağlı olduğunu ve her birinin "kendi kendine" var olduğunu varsaydı. Ancak daha sonra hücresel sistemin bütünlüğünü kanıtlamak mümkün oldu.

Hücreler, tüm canlı organizmaların inşa edildiği temel birimlerdir. Böyle bir ifadeyi önemsiz bulan modern bir okuyucuya, tüm canlıların hücresel yapısının evrenselliğinin kabulünün sadece 100 küsur yıl önce gerçekleşmiş olması şaşırtıcı gelebilir.

Birinci hücre teorisi 1839'da botanikçi Matthias Jakob Schleiden ve zoolog Theodor Schwann tarafından formüle edildi; bu araştırmacılar, bitki ve hayvan dokularının incelenmesi sonucunda birbirlerinden bağımsız olarak geldiler. Kısa bir süre sonra, 1859'da Rudolf Virchow, tüm hücrelerin yalnızca önceden var olan hücrelerden geldiğini göstererek, hücrenin "canlı madde" kabı olarak münhasır rolünü doğruladı: "Omnis cellula e cellula" (bir hücreden her hücre). Hücreler, gözlemlenmesi kolay olan çok özel nesneler olduğundan, tüm bu keşiflerden sonra, hücrenin deneysel çalışması, "yaşam" ve şüpheli teorik argümanların yerini aldı. Bilimsel araştırma"protoplazma" kavramı gibi belirsiz kavramlara dayanmaktadır.

Sonraki yüz yıl boyunca, hücre bilimcileri bu nesneye tamamen farklı iki pozisyondan yaklaştılar. Sitologlar, sürekli olarak geliştirilmiş mikroskoplar kullanarak, bozulmamış tüm hücrenin mikroskobik ve mikroskobik altı anatomisini geliştirmeye devam ettiler. İçinde hiçbir şeyin ayırt edilemediği jöle benzeri bir madde yığını olarak hücre kavramından yola çıkarak,

kabuğun dışında onu kaplayan ve çekirdeğin merkezinde bulunan jelatinimsi sitoplazmaya ek olarak, hücrenin, her biri bir veya diğerini gerçekleştirmek üzere uyarlanmış çeşitli organellere farklılaşmış karmaşık bir yapı olduğunu gösterebildiler. hayati fonksiyon. yardım ile elektron mikroskobu sitologlar, bu işlevlerde yer alan bireysel yapılar arasında ayrım yapmaya başladılar. Moleküler seviye. Bu nedenle son zamanlarda sitologların araştırmaları, hücrenin hassas yapılarının acımasızca yok edilmesiyle başlayan biyokimyacıların çalışmalarıyla kapandı; Biyokimyacılar, bu tür bir yıkım sonucu elde edilen maddenin kimyasal aktivitesini inceleyerek, hücrede meydana gelen ve temelinde yatan bazı biyokimyasal reaksiyonları deşifre edebildiler. hayat süreçleri, hücrenin özünü yaratma süreçleri dahil.

Scientific American'ın tüm bir sayısını canlı hücreye ayırmayı gerekli kılan, bu iki hücre araştırması dizisinin mevcut kesişimidir. Şimdi sitolog çeşitli mikroskoplarıyla gördüklerini moleküler düzeyde açıklamaya çalışıyor; böylece sitolog "moleküler biyolog" olur. Biyokimyacı ise araştıran bir "biyokimyasal sitolog"a dönüşür. eşit olarak hücrenin hem yapısı hem de biyokimyasal aktivitesi. Okuyucu, yalnızca morfolojik veya yalnızca biyokimyasal araştırma yöntemlerinin bize hücrenin yapısının ve işlevinin sırlarına girme fırsatı vermediğini görebilecek. Başarılı olmak için her iki araştırma yöntemini birleştirmek gerekir. Bununla birlikte, hücrenin incelenmesi yoluyla elde edilen yaşam fenomeninin anlaşılması, 19. yüzyıl biyologlarının görüşlerini tam olarak doğruladı. yaşam meselesi tıpkı moleküllerin atomlardan oluşması gibi hücresel bir yapıya sahiptir.

Tartışma fonksiyonel anatomi Canlı bir hücre hakkında, belki de doğada tipik bir hücre olmadığı gerçeğiyle başlamak gerekir. Çok çeşitli tek hücreli organizmalar biliyoruz ve beyin hücreleri veya kas hücreleri, işlevleri kadar yapılarında da birbirinden farklı. Bununla birlikte, tüm çeşitliliklerine rağmen, hepsi hücredir - hepsinin bir hücre zarı, çeşitli organelleri içeren bir sitoplazması vardır ve her birinin merkezinde bir çekirdek vardır. Belirli bir yapıya ek olarak, tüm hücrelerde bir dizi ilginç ortak nokta vardır. işlevsel özellikler. Her şeyden önce, tüm hücreler enerjiyi kullanma ve dönüştürme yeteneğine sahiptir, bu da nihayetinde güneş enerjisinin yeşil bitkilerin hücreleri tarafından kullanılmasına ve bunun kimyasal bağların enerjisine dönüştürülmesine dayanmaktadır. Çeşitli uzmanlaşmış hücreler, kimyasal bağların içerdiği enerjiyi elektrik ve mekanik enerjiye ve hatta tekrar görünür ışık enerjisine dönüştürebilir. Enerjiyi dönüştürme yeteneği çok önem tüm hücreler için, iç ortamlarının sabitliğini ve yapılarının bütünlüğünü korumalarını sağladığı için.

Canlı hücre çevresinden farklıdır cansız doğaçünkü çok büyük ve son derece karmaşık moleküller içerir. Bu moleküller o kadar tuhaftır ki, onlarla cansızlar dünyasında karşılaştığımızda, bunların ölü hücre kalıntıları olduğundan her zaman emin olabiliriz. İÇİNDE erken dönemler Dünyanın gelişimi sırasında, üzerinde yaşam ilk doğduğunda, görünüşe göre daha küçük moleküllerden karmaşık makromoleküllerin kendiliğinden bir sentezi vardı. Modern koşullarda, büyük molekülleri daha basit maddelerden sentezleme yeteneği, ana ayırt edici özellikleri yaşayan hücreler.

Proteinler bu tür makromoleküller arasındadır. Proteinlerin hücrenin "katı" maddesinin büyük bölümünü oluşturmasına ek olarak, birçoğu (enzimler) katalitik özelliklere sahiptir; bu, hücrede meydana gelen kimyasal reaksiyonların oranını, özellikle de enerjinin dönüşümü ile bağlantılı reaksiyonların oranını büyük ölçüde artırabilecekleri anlamına gelir. Proteinlerin daha basit birimlerden sentezi - sayıları 20'den fazla olan amino asitler, deoksiribonükleik ve ribonükleik asitler (DNA ve RNA) tarafından düzenlenir; DNA ve RNA neredeyse tüm hücre makromoleküllerinin en karmaşıklarıdır. Arka son yıllar hatta aylar önce hücre çekirdeğinde yer alan DNA'nın hem çekirdekte hem de sitoplazmada bulunan RNA'nın sentezini yönettiği tespit edilmiştir. Buna karşılık RNA, protein moleküllerinde belirli bir amino asit dizisini sağlar. DNA ve RNA'nın rolü, bir tuğla, taş ve kiremit yığınından güzel bir evin büyüdüğü ortak çabaların bir sonucu olarak, bir mimar ve bir inşaat mühendisinin rolüne benzetilebilir.

Yaşamın şu ya da bu aşamasında, her hücre bölünür: ana hücre büyür ve çok büyük bir olayın sonucu olarak iki yavru hücreye yol açar. ince süreç D. Maziy tarafından yazılan makalede anlatılmıştır. 20. yüzyılın eşiğinde bile. biyologlar, bu sürecin en önemli özelliğinin, ana hücrenin çekirdeğinde bulunan özel cisimlerin yavru hücreler arasındaki tekdüze dağılımı olduğunu anladılar; bu cisimlere belirli boyalarla boyandıkları ortaya çıktığı için kromozom adı verildi. Kromozomların kalıtımın taşıyıcıları olarak hizmet ettiği ileri sürülmüştür; kendi kendini çoğaltma ve dağıtmadaki doğruluk nedeniyle, ana hücrenin tüm özelliklerini yavru hücrelere aktarırlar. Modern biyokimya, kromozomların esas olarak DNA'dan oluştuğunu ve bunlardan birinin önemli görevler moleküler biyoloji, genetik bilginin bu makromolekülün yapısında nasıl kodlandığını bulmaktır.

Kendi kendine üreme ve bölünme yoluyla enerji, biyosentez ve üremeyi dönüştürme yeteneğine ek olarak, yüksek düzeyde organize olmuş hayvan ve bitkilerin hücrelerinin, bir organizmanın hayatı olan o karmaşık ve koordineli faaliyete uyarlanmış olmalarından dolayı başka özellikleri de vardır. Tek bir hücre olan döllenmiş yumurtadan gelişme, çok hücreli organizma sadece hücre bölünmesinin bir sonucu olarak değil, aynı zamanda yavru hücrelerin farklı dokuların oluştuğu çeşitli özel tiplere farklılaşmasının bir sonucu olarak da ortaya çıkar. Pek çok durumda, farklılaşma ve uzmanlaşmadan sonra hücreler bölünmeyi durdurur; farklılaşma ile hücre bölünmesiyle büyüme arasında bir tür karşıtlık vardır.

Yetişkin bir organizmada, bir türün popülasyonunu belirli bir düzeyde çoğaltma ve sürdürme yeteneği, yumurta ve spermlere bağlıdır. Gamet adı verilen bu hücreler, vücudun diğer tüm hücreleri gibi döllenmiş bir yumurtanın parçalanması ve ardından farklılaşma sürecinde ortaya çıkar. Bununla birlikte, yetişkin organizmanın hücrelerin aşınma ve yıpranmasının sürekli olarak meydana geldiği tüm kısımlarında (deri, bağırsaklar vb.) kemik iliği nerede üretilirler şekilli elemanlar kan), hücre bölünmesi çok sık görülen bir olay olmaya devam etmektedir.

Sırasında embriyonik gelişme aynı türden farklılaşan hücrelerde, sanki birbirini tanıma yeteneği kendini gösterir. Aynı türe ait ve birbirine benzeyen hücreler birleşerek diğer tüm türlerdeki hücrelerin erişemeyeceği bir doku oluşturur. Hücrelerin bu karşılıklı çekimi ve itilmesinde, görünüşe göre ana rol hücre zarına aittir. Bu zar ayrıca kas hücrelerinin işlevinin ilişkili olduğu (vücudun hareket kabiliyetini sağlayan) ana hücresel bileşenlerden biridir. sinir hücreleri(vücudun koordineli çalışması için gerekli bağlantıları oluşturmak) ve duyu hücreleri (dış ve iç tahrişleri algılamak).

Doğada bunu yapabilecek hücre olmamasına rağmen? tipik olarak kabul edildiğinde, onun belirli bir modelini, tabiri caizse, tüm hücrelerde bir dereceye kadar ifade edilen morfolojik özellikleri birleştirecek bir "kolektif" hücre oluşturmak bize yararlı görünüyor.

Sıradan bir mikroskop altında sadece bir sınır çizgisi gibi görünen yaklaşık 100 angstrom kalınlığındaki (1 angstrom milimetrenin on milyonda birine eşittir) bir hücre zarında bile, elektron mikroskobu ile belirli bir yapı ortaya çıkar. Doğru, bu yapı hakkında hâlâ neredeyse hiçbir şey bilmiyoruz, ancak hücre zarı karmaşık yapı işlevsel özellikleri hakkında bildiğimiz her şeyle uyumludur. Örneğin, eritrositlerin ve sinir hücrelerinin zarları, sodyum iyonlarını potasyum iyonlarından ayırabilir, ancak bu iyonlar benzer boyutlara ve aynı özelliklere sahiptir. elektrik şarjı. Bu hücrelerin zarı, potasyum iyonlarının hücreye girmesine yardımcı olur, ancak sodyum iyonlarına "karşı çıkar" ve bu, yalnızca geçirgenliğe bağlı değildir; başka bir deyişle, zar "aktif iyon taşıma" yeteneğine sahiptir. Ek olarak, hücre zarı mekanik olarak büyük molekülleri ve makroskobik parçacıkları hücreye çeker. Elektron mikroskobu ayrıca sitoplazmada bulunan ve geleneksel bir mikroskopta taneler gibi görünen organellerin ince yapısına nüfuz etmeyi mümkün kıldı. En önemli organeller, hem hayvan hem de bitki hücrelerinde bulunan yeşil bitki hücrelerinin ve mitokondrilerin kloroplastlarıdır. Bu organeller, dünyadaki tüm yaşamın "güç istasyonları" dır. İnce yapıları belirli bir işleve uyarlanmıştır: kloroplastlarda, fotosentez sürecinde güneş ışığının enerjisini bağlamak ve mitokondride, oksidasyon sürecinde (hücreye giren besinlerin kimyasal bağlarında bulunan) enerjiyi çıkarmak ve solunum. Bu "güç istasyonları", hücrede meydana gelen çeşitli işlemler için gerekli enerjiyi, tabiri caizse, "uygun bir pakette" - birinin fosfat bağlarının enerjisi şeklinde sağlar. kimyasal bileşik, adenosin trifosfat (ATP).

Bir elektron mikroskobu, karmaşık ince yapılarıyla mitokondriyi yaklaşık olarak aynı büyüklükteki diğer cisimlerden - lizozomlardan açıkça ayırt etmeyi mümkün kılar. De Duve'nin gösterdiği gibi, lizozomlar, yağlar, proteinler ve nükleik asitler gibi büyük molekülleri mitokondriyal enzimler tarafından oksitlenebilen daha küçük bileşenlere parçalayan sindirim enzimleri içerir. Lizozomların zarı, bu cisimlerde bulunan sindirici enzimleri sitoplazmanın geri kalanından izole eder. Zarın yırtılması ve lizozomlarda bulunan enzimlerin hızla salınması hücrelerin lizise (çözünmesine) yol açar.

Sitoplazma, hücrelerde daha az yaygın olarak dağıtılan birçok başka inklüzyon içerir. çeşitli tipler. Bunlar arasında sentrozomlar ve kinetozomlar özellikle ilgi çekicidir. Sentrozomlar, hücre bölünmesi sırasında yalnızca geleneksel bir mikroskopla görülebilir; çok önemli bir rol oynarlar, iğin kutuplarını oluştururlar - kromozomları iki kardeş hücreye ayıran aparat. Kinetozomlara gelince, sadece özel kirpikler veya kamçı yardımıyla hareket eden hücrelerde bulunabilirler; her silium veya flagellum'un tabanında bir kinetozom bulunur. Hem sentrozomlar hem de kinetozomlar kendi kendini yeniden üretebilir: hücre bölünmesi sırasında her bir sentrozom çifti, bu cisimlerin başka bir çiftine yol açar; Bir hücrenin yüzeyinde her yeni silyum göründüğünde, halihazırda var olan kinetozomlardan birinin kendi kendini kopyalamasından kaynaklanan bir kinetozom alır. Geçmişte bazı sitologlar, bu iki organelin işlevlerinin tamamen farklı olmasına rağmen yapılarının büyük ölçüde benzer olduğunu öne sürmüşlerdir. Elektron mikroskobik çalışmalar bu varsayımı doğruladı. Her organel 11 lif içerir; ikisi merkezde, kalan dokuzu - çevrede. Tüm kirpikler ve tüm flagella da bu şekilde düzenlenir. Böyle bir yapının kesin amacı bilinmemekle birlikte, şüphesiz kirpikler ve kamçıların kasılması ile ilişkilidir. Tamamen farklı işlevlere sahip olan kinetozom ve sentrozomun hareketinin altında aynı "monomoleküler kas" ilkesi yatıyor olabilir.

Elektron mikroskobu, geçmiş yılların sitologlarının başka bir varsayımını, yani sitoplazmanın görünmez bir yapısı olan bir "hücre iskeletinin" var olduğu varsayımını doğrulamayı mümkün kıldı. Çoğu hücrede, bir elektron mikroskobu kullanarak, geleneksel bir mikroskopla gözlemlendiğinde görünmeyen karmaşık bir iç zar sistemini tespit edebilirsiniz. Bu zarların bir kısmı pürüzsüz bir yüzeye sahipken, bir kısmı da üzerini kaplayan minik granüller nedeniyle pürüzlü bir yüzeye sahiptir. İÇİNDE farklı hücreler bu membran sistemleri geliştirilmiştir. değişen dereceler; amipte çok basittirler ve yoğun bir protein sentezinin olduğu özel hücrelerde (örneğin, karaciğer veya pankreas hücrelerinde), çok güçlü bir şekilde dallanmışlardır ve önemli ölçüde tanecikler halinde farklılık gösterirler.

Elektron mikroskobu uzmanları tüm bu gözlemleri farklı şekillerde değerlendirir. Bu zar sistemi için "endoplazmik retikulum" adını öneren K. Porter'ın bakış açısı en yaygın şekilde kullanıldı; ona göre hareket, zarların oluşturduğu tübüller ağı boyunca gerçekleşir. çeşitli maddeler dış hücre zarından çekirdek zarına. Bazı araştırmacılar, iç zarın dış zarın devamı olduğunu düşünürler; bu yazarlara göre iç zardaki derin çöküntüler nedeniyle hücrenin kendisini çevreleyen sıvı ile temas yüzeyi büyük ölçüde artar. Eğer zarın rolü gerçekten bu kadar önemliyse, o zaman hücrenin sürekli olarak yeni bir zar yaratmasına izin veren bir mekanizmaya sahip olmasını beklemeliyiz. J. Palad, ilk kez geçen yüzyılın sonunda İtalyan sitolog K. Golgi tarafından keşfedilen gizemli Golgi aparatının böyle bir mekanizma görevi gördüğünü öne sürdü. Bir elektron mikroskobu, Golgi aparatının, genellikle endoplazmik retikulumun devamı olarak hizmet eden pürüzsüz bir zardan oluştuğunu belirlemeyi mümkün kıldı.

Membranın "iç" yüzeyini kaplayan granüllerin doğası şüphesizdir. Bu granüller, özellikle büyük miktarlarda protein sentezleyen hücrelerde iyi ifade edilir. T. Kaspersson ve bu makalenin yazarının 20 yıl önce gösterdiği gibi, bu tür hücreler farklıdır yüksek içerik RNA. Son çalışmalar, bu granüllerin RNA açısından son derece zengin olduğunu ve bu nedenle protein sentezinde oldukça aktif olduğunu göstermiştir. Bu nedenle ribozom olarak adlandırılırlar.

Sitoplazmanın iç sınırı, hücre çekirdeğini çevreleyen bir zar tarafından oluşturulur. Elektron mikroskobunda gözlemlediğimiz bu zarın nasıl bir yapıya sahip olduğu konusunda şimdiye kadar pek çok anlaşmazlık ortaya çıkıyor. Dış tabakasında sitoplazmaya doğru açılan halkalar veya delikler bulunan çift bir filme benziyor. Bazı araştırmacılar bu halkaları, büyük moleküllerin sitoplazmadan çekirdeğe veya çekirdekten sitoplazmaya geçtiği gözenekler olarak kabul eder. Membranın dış tabakası genellikle endoplazmik retikulum ile yakın temas halinde olduğundan, bu ağın zarlarının oluşumunda nükleer zarfın rol oynadığı da öne sürülmüştür. Endoplazmik retikulumun tübüllerinden akan sıvıların, nükleer zarın iki tabakası arasındaki boşlukta birikmesi de mümkündür.

Çekirdekte hücrenin en önemli yapıları vardır - hücrede bulunan tüm DNA'yı içeren kromatin iplikleri. Hücre "dinlenme" durumundayken (yani, iki bölünme arasındaki büyüme döneminde), kromatin çekirdek boyunca dağılır. Bundan dolayı DNA, muhtemelen RNA molekülleri oluşturmak ve kendi kendini çoğaltmak için malzemesi olarak hizmet eden çekirdeğin diğer maddeleriyle maksimum temas yüzeyini elde eder. Bölünmeye bir hücre hazırlama sürecinde, kromatin toplanır ve sıkıştırılır, kromozomlar oluşturulur ve ardından her iki yavru hücre arasında eşit olarak dağıtılır.

Çekirdekçik, kromatin kadar yakalanması zor değildir; bu küresel cisimler, geleneksel bir mikroskop altında gözlemlendiğinde çekirdekte açıkça görülebilir. Bir elektron mikroskobu, nükleolusun sitoplazmanın ribozomlarına benzer küçük granüllerle dolu olduğunu görmenizi sağlar. Nükleoller, RNA açısından zengindir ve protein ve RNA sentezi için aktif yerler gibi görünmektedir. Hücrenin işlevsel anatomisinin açıklamasını tamamlamak için, kromatin ve nükleollerin amorf protein benzeri bir maddede - nükleer sıvıda yüzdüğünü not ediyoruz.

Hücrenin yapısının modern bir resminin oluşturulması, sofistike ekipmanların ve daha ileri araştırma yöntemlerinin geliştirilmesini gerektiriyordu. Sıradan ışık mikroskobu, zamanımızda önemli bir araç olmaya devam ediyor. Ancak araştırma için iç yapı Bu mikroskobu kullanan hücreler genellikle hücreyi öldürmek ve ana yapılarını seçici olarak ortaya çıkaran çeşitli boyalarla boyamak zorundadır. Bu yapıları canlı bir hücrede aktif halde görmek için faz kontrastı, girişim, polarizasyon ve floresans dahil olmak üzere çeşitli mikroskoplar oluşturulmuştur; tüm bu mikroskoplar ışık kullanımına dayanmaktadır. İÇİNDE Son zamanlarda Elektron mikroskobu, sitologlar için ana araştırma aracı haline gelir. Bununla birlikte, bir elektron mikroskobunun kullanımı "incelenen nesneleri açığa çıkarma ihtiyacı nedeniyle karmaşıktır. karmaşık süreçler kaçınılmaz olarak çeşitli bozulmalar ve eserler ile ilişkili gerçek resimlerin ihlal edilmesini gerektiren işleme ve sabitleme. Yine de ilerleme kaydediyoruz ve canlı hücreyi yüksek büyütmede incelemeye yaklaşıyoruz.

Biyokimyanın teknik donanımının gelişim tarihi daha az dikkat çekici değildir. Sürekli artan dönüş hızlarına sahip santrifüjlerin geliştirilmesi, hücre içeriğinin daha büyük ve daha büyük parçalara ayrılmasını mümkün kılmaktadır. Daha bireysel hizipler. Bu fraksiyonlar ayrıca kromatografi ve elektroforez ile ayrılır ve ayrılır. Klasik Yöntemler analiz artık daha önce belirlenebilenlerden 1000 kat daha küçük miktarların ve hacimlerin incelenmesine uyarlanmıştır. Bilim adamları, birkaç amipin veya birkaç yumurtanın solunum hızını ölçme yeteneğini elde ettiler. deniz kestanesi veya içlerindeki enzimlerin içeriğini belirlemek için. Son olarak, radyoaktif izleyiciler kullanan bir yöntem olan otoradyografi, bozulmamış bir canlı hücrede meydana gelen dinamik süreçleri hücre altı düzeyde gözlemlemeyi mümkün kılar.

Bu koleksiyondaki diğer tüm makaleler, hücrenin incelenmesinde bu en önemli iki alanın yakınsaması nedeniyle elde edilen başarılara ve biyoloji için açılan diğer olasılıklara ayrılmıştır. Sonuç olarak, bir sorunu çözmek için sitolojik ve biyokimyasal yaklaşımların bir kombinasyonunun nasıl kullanıldığını göstermek bana yararlı olacak - çekirdeğin hücrenin yaşamındaki rolü sorunu. Çekirdeğin tek hücreli bir organizmadan çıkarılması, sitoplazmanın ani ölümünü gerektirmez. Bir amipin çekirdeğini birinde bırakarak ikiye bölerseniz ve her iki yarıyı da aç bırakırsanız, her ikisi de yaklaşık iki hafta yaşar; tek hücreli bir protozoada - ayakkabılarda - çekirdeğin çıkarılmasından birkaç gün sonra kirpiklerin atması gözlemlenebilir; Devasa tek hücreli alg acetabularia'nın nükleer içermeyen parçaları birkaç ay yaşar ve hatta oldukça belirgin bir şekilde yenilenme yeteneğine sahiptir. Bu nedenle, hücrenin temel yaşam süreçlerinin çoğu, (asetabularya durumunda) büyüme ve farklılaşma süreçleri de dahil olmak üzere, sırasında meydana gelebilir. toplam yokluk genler ve DNA. Örneğin, protein sentezinin genler tarafından düzenlendiği bilinmesine rağmen, asetabularyanın nükleer içermeyen fragmanları, proteinleri ve hatta spesifik enzimleri sentezleme yeteneğine sahiptir. Bununla birlikte, bu fragmanların sentezleme yeteneği yavaş yavaş kaybolur. Bu verilere dayanarak, yavaş yavaş kullanıldığı sitoplazmaya salınan DNA'nın etkisi altında çekirdekte bir miktar madde oluştuğu sonucuna varılabilir. Sitolojik ve biyokimyasal yöntemlerin eşzamanlı kullanımıyla gerçekleştirilen bu tür deneylerden, bir dizi önemli sonuç çıkar.

İlk olarak, çekirdek, nükleik asitlerin (hem DNA hem de RNA) sentezi için ana merkez olarak düşünülmelidir. İkincisi, nükleer RNA (veya bir kısmı), genetik bilgiyi DNA'dan sitoplazmaya aktaran bir aracı rolünü oynadığı sitoplazmaya girer. Son olarak, deneyler, sitoplazmanın ve özellikle ribozomların, enzimler gibi özel proteinlerin sentezi için ana alan olarak hizmet ettiğini göstermektedir. Sitoplazmada bağımsız RNA sentezi olasılığının göz ardı edilemeyeceği ve bu tür bir sentezin uygun koşullar altında çekirdeksiz asetabularya parçalarında saptanabileceği eklenmelidir.

Modern verilerin bu kısa özeti, hücrenin sadece morfolojik değil aynı zamanda fizyolojik bir birim olduğunu da açıkça göstermektedir.

Bir insanın sahip olduğu en değerli şey onun Kendi hayatı ve sevdiklerinin hayatı. Dünyadaki en değerli şey genel olarak hayattır. Ve hayatın temeli, tüm canlı organizmaların temeli hücrelerdir. Yeryüzündeki yaşamın hücresel bir yapıya sahip olduğunu söyleyebiliriz. Bu yüzden bilmek çok önemli hücreler nasıl düzenlenir. Hücrelerin yapısı, hücre bilimi olan sitoloji tarafından incelenir. Ancak hücre kavramı tüm biyolojik disiplinler için gereklidir.

hücre nedir?

Konsept tanımı

Hücre tüm canlıların kalıtsal bilgileri içeren, zar, sitoplazma ve organellerden oluşan, bakım, değişim, üreme ve gelişme yeteneğine sahip yapısal, işlevsel ve genetik bir birimdir. © Sazonov V.F., 2015. © kineziolog.bodhy.ru, 2015..

Bir hücrenin bu tanımı, kısa olmasına rağmen oldukça eksiksizdir. Hücre evrenselliğinin 3 yönünü yansıtır: 1) yapısal, yani. bir yapı birimi olarak, 2) işlevsel, yani. bir aktivite birimi olarak, 3) genetik, yani. bir kalıtım ve kuşak değişimi birimi olarak. Bir hücrenin önemli bir özelliği, içinde kalıtsal bilginin nükleik asit - DNA şeklinde bulunmasıdır. Tanım aynı zamanda hücre yapısının en önemli özelliğini de yansıtır: hücreyi ve çevresini sınırlayan bir dış zarın (plazmolemma) varlığı. VE, son olarak, yaşamın en önemli 4 belirtisi: 1) homeostazın sürdürülmesi, yani; iç ortamın sürekli yenilenme koşullarında sabitliği, 2) dış çevre ile madde, enerji ve bilgi alışverişi, 3) üreme yeteneği, yani. kendini yeniden üretme, üreme, 4) geliştirme yeteneği, yani. büyüme, farklılaşma ve şekillenme.

Daha kısa ama eksik bir tanım: Hücre yaşamın temel (en küçük ve en basit) birimidir.

Bir hücrenin daha eksiksiz bir tanımı:

Hücre - sitoplazmayı, çekirdeği ve organelleri oluşturan aktif bir zarla sınırlı, düzenli, yapılandırılmış bir biyopolimer sistemidir. Bu biyopolimer sistem, tüm sistemi bir bütün olarak koruyan ve yeniden üreten tek bir metabolik, enerji ve bilgi süreçleri setinde yer alır.

Tekstil ortak işlevleri ortaklaşa gerçekleştiren, yapı, işlev ve köken bakımından benzer hücreler topluluğudur. İnsanlarda, dört ana doku grubunun (epitel, bağ, kas ve sinir) bir parçası olarak yaklaşık 200 tane vardır. Çeşitli türlerözelleşmiş hücreler [Faler DM, Shields D. Moleküler hücre biyolojisi: Hekimler için bir rehber. / Per. İngilizceden. - M.: BİNOM-Press, 2004. - 272 s.].

Dokular sırayla organları, organlar da organ sistemlerini oluşturur.

Canlı bir organizma bir hücreden başlar. Hücre dışında yaşam yoktur, yalnızca yaşam moleküllerinin örneğin virüsler biçiminde hücre dışında geçici olarak var olmaları mümkündür. Ancak aktif varoluş ve üreme için virüslerin bile hücrelere, hatta yabancılara ihtiyacı vardır.

hücre yapısı

Aşağıdaki şekil 6 biyolojik nesnenin yapı diyagramlarını göstermektedir. "Hücre" kavramını tanımlamak için iki seçeneğe göre hangilerinin hücre olarak kabul edilebileceğini ve hangilerinin kabul edilemeyeceğini analiz edin. Cevabınızı bir tablo şeklinde sunun:

Elektron mikroskobu altında hücrenin yapısı

Zar

Hücrenin en önemli evrensel yapısı hücre zarı (eş anlamlı: plazma zarı), ince bir film şeklinde hücreyi kaplar. Zar, hücre ile çevresi arasındaki ilişkiyi düzenler, yani: 1) hücrenin içeriğini dış ortamdan kısmen ayırır, 2) hücrenin içeriğini dış ortama bağlar.

Çekirdek

İkinci en önemli ve evrensel hücresel yapı çekirdektir. Hücre zarının aksine tüm hücrelerde bulunmaz, bu yüzden onu ikinci sıraya koyarız. Çekirdek, çift DNA sarmalı (deoksiribonükleik asit) içeren kromozomlar içerir. DNA bölümleri, sırayla sitoplazmada tüm hücre proteinlerini oluşturmak için şablonlar olarak hizmet eden haberci RNA oluşturmak için şablonlardır. Böylece çekirdek, olduğu gibi, tüm hücre proteinlerinin yapısının "çizimlerini" içerir.

sitoplazma

yarı sıvı İç ortam hücreler hücre içi zarlarla bölmelere ayrılır. Genellikle belirli bir şekli korumak için bir hücre iskeletine sahiptir ve sürekli hareket halindedir. Sitoplazma organelleri ve inklüzyonları içerir.

Üçüncü olarak, kendi zarına sahip olabilen ve organel olarak adlandırılan diğer tüm hücresel yapıları koyabilirsiniz.

Organeller kalıcıdır, belirli işlevleri yerine getiren ve belirli bir yapıya sahip olmaları zorunlu olan hücre yapılarıdır. Yapılarına göre, organeller iki gruba ayrılabilir: zorunlu olarak zarları içeren zarlı ve zarsız. Buna karşılık, zar organelleri tek zarlı olabilir - eğer bir zar ve iki zardan oluşuyorlarsa - organellerin kabuğu çift ise ve iki zardan oluşuyorsa.

Dahil olanlar

Kapsama alınanlar, içinde görünen ve metabolizma sürecinde kaybolan kalıcı olmayan hücre yapılarıdır. 4 tür kapanım vardır: trofik (bir besin kaynağı ile), salgılayıcı (bir sır içeren), boşaltım ("salınmak için" maddeler içeren) ve pigment (pigmentler içeren - renklendirici maddeler).

Organeller dahil olmak üzere hücre yapıları ( )

Dahil olanlar . Organel değillerdir. Kapsama alınanlar, içinde görünen ve metabolizma sürecinde kaybolan kalıcı olmayan hücre yapılarıdır. 4 tür kapanım vardır: trofik (bir besin kaynağı ile), salgılayıcı (bir sır içeren), boşaltım ("salınmak için" maddeler içeren) ve pigment (pigmentler içeren - renklendirici maddeler).

1. (plazmolemma).
2. Çekirdekçik ile çekirdek .
3. Endoplazmik retikulum : pürüzlü (granüler) ve pürüzsüz (agranüler).
4. Golgi kompleksi (aparat) .
5. mitokondri .
6. ribozomlar .
7. lizozomlar . Lizozomlar (Gr. lizis - “ayrışma, çözünme, çürüme” ve soma - “vücut”) 200-400 mikron çapında veziküllerdir.
8. Peroksizomlar . Peroksizomlar, bir zarla çevrili, 0.1-1.5 mikron çapındaki mikro gövdelerdir (veziküller).
9. proteazomlar . Proteazomlar, proteinleri parçalamak için özelleşmiş organellerdir.
10. fagozomlar .
11. Mikrofilamentler . Her bir mikrofilament, globüler aktin protein moleküllerinden oluşan bir çift sarmaldır. Bu nedenle aktin içeriği kas dışı hücrelerde bile tüm proteinlerin %10'una ulaşır.
12. Ara filamentler . Hücre iskeletinin bir bileşenidirler. Mikrofilamentlerden daha kalındırlar ve dokuya özgü bir yapıları vardır:
13. mikrotübüller . Mikrotübüller hücrede yoğun bir ağ oluşturur. Mikrotübül duvarı, tubulin proteininin küresel alt birimlerinin tek bir katmanından oluşur. Bir enine kesit, bir halka oluşturan bu tür 13 alt birimi göstermektedir.
14. Çağrı Merkezi .
15. plastidler .
16. kofullar . Kofullar tek zarlı organellerdir. Bunlar, organik ve inorganik maddelerin sulu çözeltileriyle dolu baloncuklar olan membran "tanklardır".
17. Kirpikler ve flagella (özel organeller) . 2 bölümden oluşurlar: sitoplazmada bulunan bir bazal gövde ve bir aksonem - dışarıdan bir zarla kaplı hücre yüzeyinin üzerinde bir büyüme. Hücrenin hareketini veya ortamın hücre üzerinde hareketini sağlarlar.

Hücre, virüsler dışındaki tüm canlı organizmaların temel yapısal ve işlevsel birimidir. Belirli işlevleri yerine getiren birçok bileşeni içeren belirli bir yapıya sahiptir.

Hangi bilim hücreyi inceler?

Canlı organizma biliminin biyoloji olduğunu herkes bilir. Hücrenin yapısı, şubesi - sitolojisi tarafından incelenir.

Hücre neyden yapılmıştır?

Bu yapı bir zar, sitoplazma, organeller veya organellerden ve bir çekirdekten (prokaryotik hücrelerde yoktur) oluşur. Farklı sınıflara ait organizmaların hücrelerinin yapısı biraz farklıdır. Ökaryotik ve prokaryotik hücrelerin yapısı arasında önemli farklılıklar gözlenir.

hücre zarı

Zar çok önemli bir rol oynar - hücrenin içeriğini dış ortamdan ayırır ve korur. Üç katmandan oluşur: iki protein ve orta fosfolipid.

hücre çeperi

Hücreyi maruz kalmaktan koruyan başka bir yapı dış etkenler, üstte bulunan hücre zarı. Bitki, bakteri ve mantar hücrelerinde bulunur. İlkinde selüloz, ikincisinde murein, üçüncüsünde kitinden oluşur. Hayvan hücrelerinde, zarın üstünde glikoproteinler ve polisakkaritlerden oluşan bir glikokaliks bulunur.

sitoplazma

Çekirdek hariç, zarla sınırlanan hücrenin tüm alanını temsil eder. Sitoplazma, hücrenin yaşamından sorumlu ana işlevleri yerine getiren organelleri içerir.

Organeller ve görevleri

Canlı bir organizmanın hücresinin yapısı, her biri belirli bir işlevi yerine getiren bir dizi yapıyı ifade eder. Bunlara organel veya organel denir.

mitokondri

En önemli organellerden biri olarak adlandırılabilirler. Mitokondri, yaşam için gerekli enerjinin sentezinden sorumludur. Ek olarak, belirli hormonların ve amino asitlerin sentezinde yer alırlar.

Mitokondrideki enerji, ATP sentaz adı verilen özel bir enzimin yardımıyla gerçekleşen ATP moleküllerinin oksidasyonu ile üretilir. Mitokondri yuvarlak veya çubuk şeklinde yapılardır. Bir hayvan hücresindeki sayıları ortalama olarak 150-1500 adettir (amacına bağlı olarak). İki zar ve organelin içini dolduran yarı sıvı bir kütle olan bir matristen oluşurlar. Kabukların ana bileşeni proteinlerdir ve yapılarında fosfolipidler de bulunur. Zarlar arasındaki boşluk sıvı ile doludur. Mitokondriyal matris içinde, enerji üretimi için gerekli olan magnezyum ve kalsiyum iyonları ve polisakkaritler gibi belirli maddeleri depolayan taneler bulunur. Ayrıca bu organellerin prokaryotlardakine benzer şekilde kendi protein biyosentez düzenekleri vardır. Mitokondriyal DNA, bir dizi enzim, ribozom ve RNA'dan oluşur. Bir prokaryotik hücrenin yapısının kendine has özellikleri vardır: içinde mitokondri yoktur.

ribozomlar

Bu organeller ribozomal RNA (rRNA) ve proteinlerden oluşur. Onlar sayesinde çeviri gerçekleştirilir - mRNA matrisi (haberci RNA) üzerindeki protein sentezi süreci. Bir hücre bu organellerden on bine kadar içerebilir. Ribozomlar, doğrudan mRNA varlığında birleşen küçük ve büyük olmak üzere iki kısımdan oluşur.

Hücrenin kendisi için gerekli olan proteinlerin sentezinde yer alan ribozomlar, sitoplazmada yoğunlaşmıştır. Ve hücre dışına taşınan proteinlerin yardımı ile üretilenler, plazma zarı üzerinde bulunur.

Golgi kompleksi

Sadece ökaryotik hücrelerde bulunur. Bu organel, sayıları genellikle 20 kadar olan, ancak birkaç yüze kadar çıkabilen diktozomlardan oluşur. Golgi aygıtı, yalnızca ökaryotik organizmalarda hücrenin yapısında bulunur. Çekirdeğin yakınında bulunur ve polisakkaritler gibi belirli maddeleri sentezleme ve depolama işlevini yerine getirir. İçinde aşağıda tartışılacak olan lizozomlar oluşur. Bu organel aynı zamanda boşaltım sistemi hücreler. Diktozomlar, düzleştirilmiş disk şeklindeki sarnıç yığınları şeklinde sunulur. Hücreden uzaklaştırılması gereken maddelerin bulunduğu bu yapıların kenarlarında kabarcıklar oluşur.

lizozomlar

Bu organeller, bir dizi enzim içeren küçük keseciklerdir. Yapıları, bir protein tabakası ile kaplı tek bir zara sahiptir. Lizozomların gerçekleştirdiği işlev, maddelerin hücre içi sindirimidir. Hidrolaz enzimi sayesinde yağlar, proteinler, karbonhidratlar ve nükleik asitler bu organeller yardımıyla parçalanır.

Endoplazmik retikulum (retikulum)

Tüm ökaryotik hücrelerin hücre yapısı ayrıca EPS'nin (endoplazmik retikulum) varlığına işaret eder. Endoplazmik retikulum, bir zarı olan tübüllerden ve düzleştirilmiş boşluklardan oluşur. Bu organoid iki türdendir: kaba ve pürüzsüz ağ. Birincisi, ribozomların zarına yapışık olması bakımından farklılık gösterir, ikincisi ise böyle bir özelliğe sahip değildir. Kaba endoplazmik retikulum, hücre zarı oluşumu veya başka amaçlar için gerekli olan proteinleri ve lipitleri sentezleme işlevini yerine getirir. Pürüzsüz, proteinler dışında yağların, karbonhidratların, hormonların ve diğer maddelerin üretiminde yer alır. Ayrıca, endoplazmik retikulum, maddelerin hücre içinden taşınması işlevini yerine getirir.

hücre iskeleti

Mikrotübüllerden ve mikrofilamentlerden (aktin ve ara madde) oluşur. Hücre iskeletinin bileşenleri, başlıca aktin, tübülin veya keratin olmak üzere protein polimerleridir. Mikrotübüller hücrenin şeklini korumaya yararlar, siliatlar, klamidomonas, öglena vb. gibi en basit organizmalarda hareket organlarını oluştururlar. Aktin mikrofilamentleri ayrıca bir yapı iskelesi görevi görür. Ek olarak, organellerin taşınması sürecinde yer alırlar. Farklı hücrelerdeki ara maddeler farklı proteinlerden yapılır. Hücrenin şeklini korurlar ve ayrıca çekirdeği ve diğer organelleri kalıcı bir konumda sabitlerler.

Çağrı Merkezi

İçi boş bir silindir şeklindeki merkezcillerden oluşur. Duvarları mikrotübüllerden oluşur. Bu yapı, kromozomların yavru hücreler arasında dağılımını sağlayarak bölünme sürecine dahil olur.

Çekirdek

Ökaryotik hücrelerde en önemli organellerden biridir. Tüm organizma, özellikleri, hücre tarafından sentezlenmesi gereken proteinler vb. Hakkında bilgileri kodlayan DNA'yı depolar. Genetik materyali, nükleer sıvıyı (matris), kromatini ve nükleolleri koruyan bir kabuktan oluşur. Kabuk, birbirinden belirli bir mesafede bulunan iki gözenekli zardan oluşur. Matris, proteinler tarafından temsil edilir, kalıtsal bilgilerin depolanması için çekirdeğin içinde uygun bir ortam oluşturur. Çekirdek özü, RNA'nın yanı sıra bir destek görevi gören filamentli proteinler içerir. Kromatin de burada mevcuttur - kromozomların varlığının fazlar arası formu. Hücre bölünmesi sırasında topaklardan çubuk şeklindeki yapılara dönüşür.

çekirdekçik

Bu, ribozomal RNA'nın oluşumundan sorumlu çekirdeğin ayrı bir parçasıdır.

Sadece bitki hücrelerinde bulunan organeller

Bitki hücrelerinde artık hiçbir organizmanın özelliği olmayan bazı organelleri vardır. Bunlara vakuoller ve plastidler dahildir.

koful

Bu, yedek besinlerin ve yoğun hücre duvarı nedeniyle dışarı çıkarılamayan atık ürünlerin depolandığı bir rezervuar türüdür. Tonoplast adı verilen özel bir zar ile sitoplazmadan ayrılır. Hücre fonksiyonları olarak, tek tek küçük vakuoller bir büyük vakuol - merkezi olan - birleşir.

plastidler

Bu organeller üç gruba ayrılır: kloroplastlar, lökoplastlar ve kromoplastlar.

Kloroplastlar

Bunlar bitki hücresinin en önemli organelleridir. Onlar sayesinde hücrenin ihtiyaç duyduğu besinleri aldığı fotosentez gerçekleştirilir. besinler. Kloroplastların iki zarı vardır: dış ve iç; matris - iç boşluğu dolduran bir madde; kendi DNA'sı ve ribozomları; nişasta taneleri; taneler. İkincisi, bir zarla çevrili klorofil içeren tilakoid yığınlarından oluşur. İçlerinde fotosentez süreci gerçekleşir.

lökoplastlar

Bu yapılar iki zardan, bir matristen, DNA'dan, ribozomlardan ve tilakoidlerden oluşur, ancak tilakoidler klorofil içermez. Lökoplastlar, besinleri biriktirerek bir rezerv işlevi görür. Aslında bir yedek madde görevi gören glikozdan nişasta elde etmeyi mümkün kılan özel enzimler içerirler.

kromoplastlar

Bu organeller yukarıda açıklananlarla aynı yapıya sahiptir, ancak tilakoid içermezler, ancak belirli bir renge sahip olan ve doğrudan zarın yakınında bulunan karotenoidler vardır. Bu yapılar sayesinde çiçek taçyaprakları belirli bir renkte renklenir ve bu da tozlaşan böcekleri çekmelerini sağlar.