Tüm yaşayan organizmaların yapısal ve fonksiyonel olarak en küçük temel birimine ”Hücre” denir.Hücreyi ilk gözlemleyen ve gördüğü şekillere ”Cell=Hücre=odacık” adını veren Robert hooke’dur.
Genel olarak değerlendirildiğinde bitki ve hayvanlardaki hücreler 10-30 mikron büyüklüğündedir.Çeşitli bakteri ve bazı tek hücreli canlılar ise 0.5 mikron gibi çok küçük boyutlara sahip hücrelerdir.Fakat bazı hücreler o kadar büyüktür ki çıplak gözle bile görülebilir.Örnek olarak tavuk,kaz,ördek,kuş ve deve kuşu yumurtaları tek başlarına birer hücredir ve boyutları cm olarak ölçülebilir.Tarih öncesi devirlerde yaşamış olan fosil bir tür olan ”Aepyonis” kuşunun 8 litrelik yumurtası deve kuşu yumurtası ile birlikte günümüzde bilinen en büyük hücrelerdir.
Hücrelerin şekil ve büyüklüğü 2 etkene bağlıdır.
1)Hücrenin hacimi ve yüzey alan ilişkisi
2)Hücre nükleusunun(Çekirdek) hücreyi kontrol edebilme kapasitesi.
Hücre yaşamsal aktiviteleri için(solunum,beslenme,boşaltım) için madde alışverişini hücreyi çevreleyen ”Hücre Zarı”(Plazmalemma) aracılığı ile gerçekleştirir.Hücre zarı seçici-geçirgen bir yapıya sahiptir.Hücre madde alışverişi için hücrenin yüzeyini kuşatan hücre zarının,ihtiyacını karşılayabilmesi için hücre yüzey alanını optimum büyüklükte tutmak zorundadır.Hücre büyüyüp biyokütlesi arttıkça hücre yüzey alanı yeterli gelmez ve mevcut hücre zarı madde alışverişi için yetersiz kalır.Büyüyen hücre bölünerek bu olumsuz durumdan kurtulur.
Hücrenin nükleusu hücre metabolizmasını,büyümesini kontrol eden merkezdir.Nükleusta saklı tutulan genetik kodlar hücrenin hacminin ne kadar artacağını,ne zaman bölüneceğini,olumsuz koşullarda hücreyi nasıl regüle edeceğini bilen hücrenin tüm aktivitelerini konrol eden ana birimdir.
Hücre temel olarak 3 kısımdan meydana gelir.
1)Hücre Zarı(Plazmalemma=Plazma zarı)
2)Stoplazma
3)Nükleus (Çekirdek)
1-)HÜCRE ZARI(PLAZMALEMMA,PLAZMA ZARI)
Hücre zarı ışık mikroskopları ile yapılan gözlemlerde varlığından haberdar olunan fakat elektron mikroskoplarının kullanılmaya başlamasıyla ayrıntıları günışığına çıkmıştır.Hücre zarı hücreyi dış ortamdan ayırır ve hücrenin yaşamsal faaliyetleri için madde alışverişini sağlar.Hücre zarının kalınlığı ortalama 75-120 A0(Angstrom) kadardır.
Hücre zarının yapısını ilk olarak Danielli ve Dawson adındaki iki bilimadamı açıklamış ve açıkladıkları hücre zarı yapısı Danielli-Dawson Zar modeli olarak bilinir.Danielli ve Dawson modeline göre hücre zarı lipid(fosfolipid) ve proteinlerden oluşur.İki kattan oluşan fosfolipidler zarın iç tarafında,protein tabakası ise dış tabakada bulunur.
Zaman içinde Danielli ve Dawson’un hücre zarı modeli hücre zarının fonksiyonlarını ve yapısını açıklamada yetersiz kalmış ve güncelliğini kaybetmiştir.1966 yılında Singer ve Lenard isimli bilimadmaları tarafından oluşturulan ”Akıcı Mozaik Zar Modeli” günümüzdede kabul gören ve hücre zarının yapısı ve fonksiyonlarını açıklayan güncel hücre zarı modeldir.
Yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi,hücre zarı(Plazmalemma) orta kısımda iki adet fosfolipid tabakası,protein,lipid,karbonhidrat,kolestrol,glikolipid ve glikoprotein moleküllerinden oluşmuştur.Fosfolipidlerin çubuk şeklindeki hidrofobik(Lipofil=apolar=suyu sevmeyen) kısımları birbirine dönük şekilde karşılıklı olarak dizilmişlerdir.Fosfolipidlerin hidrofilik(Hidrofil=polar=suyu seven) kısımları ise hücre zarının iç ve dış bölgelerine bakacak şekilde yerleşmiştir.Yine yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi zar yapısında proteinler zar içinde gömülü şekilde lokalize olmuştur.Bu proteinler lokalizasyonlarına göre iki ayrılırlar.
Fosfolipid tabakasının iç ve dış yüzeyine sınırı olan yada bakan proteinlere ”Ekstrinsik Proteinler” fosfolipid tabaksının tabakasının sadece bir tarafına(iç yada dış) bakan proteinlere de ”İntrinsik Proteinler” adı verilir.
Hücre zarı (Plazmalemma) hücreyi iç ve dış ortamdan ayrıdığı gibi,hücrenin madde alışverişini sağladığına değinmiştik.Hücre zarı yapısında proteinler ve lipidler sabit değildir ve belli sınırlar içinde kalarak yanal hareketlenmeler gösterirler.
Bilimadamları yapmış oldukları gözlemlerde zarın dış kısımında hücre içine doğru kanallar görmüşler ve çalışmalar sonucunda hücre zarının Golgi Aygıtı tarafından sentezlendiğini keşfetmişlerdir.Golgi aygıtı olası zarar görmesi sonrası onarımında ve hücre bölünmesi safhasında zar oluşumu görevlerini üstlenir.
2-)STOPLAZMA
Stoplazma %60-90’ı sudan oluşan hücre zarı ve nükleus arasını dolduran kolloidal(Yarı sıvı) bir ortamdır.Bitkilerde stoplazmadaki su oranı % 98’e kadar çıkar.Sporlarda % 15 ,tohumlarda ise su oranı % 5 ‘e kadar iner.İnsan hücrelerinde stoplazmadaki su oranı ise % 60-65 kadardır ve insan yaşlandıkça su oranıda azalır.Stoplazma içerisinde hücrenin canlılık faaliyetlerinde kullandığı organik ve inorganik maddeler,enzimler,aminoasitler,karbonhidratlar,iyonlar(Na,K,Cl) içerir.
Stoplazma sabit değildir ve hücre içerisinde Sol<=>gel adı verilen stoplazmik bir akıntıya sahiptir.Cıvık mantarlarda hücre zarı yoktur ve bu stoplazma hareketi mantarın yönelim yapmasını sağlar.
Yüksek yapılı gerçek bitki hücresinde ise iki tip stoplazma hareketi vardır.1)Rotasyon 2)Sirkülasyon
Rotasyon harektinde stoplazma içerisinde hücre zarına paralele olan bir stoplazma akıntısı gözlemlenir.Sirkülasyon hareketi ise; hücre merkezinden hücre zarına ve hücre zarından hücre merkezine doğru olan akıntı şeklidir.
3-)NUCLEUS(ÇEKİRDEK)
Bakterilerde ve mavi-yeşil alglerde nükleus bulunmaz ve genel olarak nükleer maddeler (Dna,kromozomlar vs..) stoplazma içerisinde dağınık halde bulunur.Nucleus’un genellikle 25-40 mikrometre boyutlarındadır.Nükleusu (Çekirdek) çeviren membrana(zar) karyolemma=karyoteka,nükleus içini dolduran kolloidal yapıyada karyoplazma adı verilir.Nükleus(çekirdek) hücrenin tüm yaşamsal faaliyetleri için olmazsa olmaz olan,kalıtsal materyali taşıyan,hücrenin merkezi yönetim birimidir.Laboratuvar koşullarında yapılan deneylerde bir hücrede nükleusu çıkarıldıktan sonra hücrenin yaşamsal fonksiyonlarını yerine getiremediği ve hücrenin öldüğü gözlemlenmiştir.
