Hücrenin Temel Yapı Taşları ve Kimyasal Bileşimi

+ Yorum Gönder
Öğretim ve Bilgiler Bölümünden Hücrenin Temel Yapı Taşları ve Kimyasal Bileşimi ile ilgili Kısaca Bilgi
  1. 1
    Ensar
    Özel Üye
    Reklam

    Hücrenin Temel Yapı Taşları ve Kimyasal Bileşimi

    Reklam



    Hücrenin Temel Yapı Taşları ve Kimyasal Bileşimi

    Forum Alev
    Hücrenin Temel Yapı Taşları ve Kimyasal Bileşimi


    Bir hücre içindeki bileşiklerin % 99’undan fazlası başlıca altı elementten meydana gelmiştir. Bu elementler karbon (C), hidrojen (H), nitrojen (N), oksijen (O), fosfor (P) ve kükürt (S)’dür. Karbon ile diğer elementler arasında kurulan kovalent bağlar sonucunda çok sayıda bileşik meydana gelebilir. Nitekim hücre içerisinde molekül ağırlıkları 100-1000 arasında değişen yaklaşık 1000 çeşit molekül bulunur. Bu moleküller stoplazmada çözünmüş olarak yer alırlar. Çeşit olarak çok sayıda olmakla beraber hücrenin kimyasal yapısında yer alan bu organik molekülleri dört ana grupta toplamak mümkündür. Bunlar: karbonhidratlar, yağlar, aminoasitler (proteinler) ve nükleotidlerdir. Bu dört gurup organik bileşiğe hücre ağırlığının % 70-80 kadarını kapsayan su ve dış ortamdan alınan elektrolitler de eklenince hücrenin kimyasal yapısı ortaya çıkar.
    Su: Hücrenin temel maddesi sudur diyebiliriz. Nitekim hücre ağırlığının % 70-80 kadarını su oluşturur. Hücre içi reaksiyorların büyük kısmı su ortamı içerisinde yer alır. Su ayrıca maddelerin difüzyonlarına veya bir yerden diğerine akışına olanak sağladığı için hücre içi taşımanın gerçekleştirilmesini sağlar. Su aynı zamanda diğer kimyasal maddelerin davranışını belirleyen çok önemli bazı fiziksel özellikler taşır. Su molekülü aynı sayıda elektron ve proton taşıdığı için nötr bir moleküldür. Su yüksüz olmakla birlikte taşıdığı elektronların dağılımı dengesizdir ve bu nedenle molekülde bir kutuplaşma ortaya çıkar. Oksijen atomunun çekirdeği 8 proton taşır ve hidrojen atomlarının elektronlarını kendine doğru çeker. Bu yüzden su molekülünde oksijen atomunun bulunduğu bölge, hidrojen atomlarının bulunduğu bölgeye oranla biraz daha negatiflik kazanır. Buna karşın hidrojen atomlarının bulunduğu bölge hafifçe elektropozitiftir. Su katı madde molekülleri ile zayıf elektiriksel bağlar kurar. Bu özelliği nedeniyle su birçok katı madde için çözücü görevi yapar. Bunun tipik bir örneği NaCl’ün su içerisinde çözünmesidir. Zıt yüklü olan Na ve Cl atomları arasındaki kuvvetli çekim nedeniyle katı NaCl kristalleri oluşur. Buna karşın su
    molekülleri Na+ ve Cl- iyonlarına doğru çekilirler ve bu iyonların çevresi su molekülleri ile kaplanır. Sonuçta iyonların etrafında su moleküllerinden oluşan bir tabaka oluşur. Buna iyonların “hidrasyon kabuğu” adı verilir. Etraflarında hidrasyon kabuğu olan Na+ ve Cl- iyonları arasındaki çekim gücü zayıflar ve iyonlar birbirlerinden ayrılırlar. Böylece NaCl su içinde eriyik halinde bulunur. İyonların çevresindeki bu hidrasyon kabuğu bazı iyonların hücre membranındaki porlardan geçişlerini etkileyen önemli bir faktördür. Yapısında iyonik ya da polar guruplar taşımayan moleküller ise suda çözünmezler. Su çözücü fonksiyonunun yanı sıra bazı reaksiyonlara girebilir veya bir reaksiyon sonucu açığa çıkabilir.
    Karbonhidratlar: Karbonhidratlar hücrede yapısal değil fonksiyonel olarak işlev görürler. Bazı karbonhidratlar hücredeki (özellikle plazma membranındaki) lipitlerin ve proteinlerin yapısına girerek glikolipit ve glikoproteinleri oluştururlar. Glikolipit ve glikoprotein molekülleri yapısal olarak çok genişbir çeşitlilik gösterirler ve bu möleküller hücrelerin birbirlerini tanıma olayında önemli roller oynarlar. Fonksiyonel olarak karbonhidratların hücre için önemi besin maddesi olarak enerji eldesinde kullanılmalarıdır. Bu açıdan glukoz pek çok hücrenin temel besin kaynağını oluşturur ve glukozun bir dizi oksidatif reaksiyonlar sonucu CO2 ve suya kadar yıkımı sonucunda hücrenin fonksiyonlarını yerine getirebilmesi için gerekli olan enerji (ATP) elde edilir. Bir kısım hücreler gerektiğinde kullanmak üzere glukozu bir glukoz polimeri olan glikojen halinde depo edebilirler.
    Yağlar: Yağların hücrede hem yapısal hem de fonksiyonel görevleri vardır. Yağlar toplam hücre kitlesinin % 15 kadarını oluştururlar. Fosfolipitler ve kollestrol gerek plazma membranının gerekse hücreiçi organalleri kuşatan membranların yapı taşlarıdır. Buna ek olarak trigliseritler (nötral yağlar) hücre için önemli bir yakıt kaynağıdır ve bunların
    3
    yıkımından enerji elde edilir. Trigliseritler bazı özel hücrelerde, örneğin yağ hücrelerinde, hücre kütlesinin % 95’ini oluşturacak derecede depo edilebilirler.
    Proteinler: Hücre kütlesinin %10-20’sini proteinler oluşturur. Hücrede yapısal ve globüler olmak olmak üzere iki tip protein bulunur. Genellikle ince flamentler halinde yeralan yapısal proteinlerin fonksiyonları arasında en önemlisi kas kasılmasını sağlamaktır. Buna ek olarak filament halindeki bu tip proteinler siller ve mitotik iğ iplikçikleri gibi organellerin yapısını oluşturan mikrotubuller halinde de organize olmuşlardır. Bu örneklere hücrelerarası haberleşme bölgelerinin (gap junctions) yapısını oluşturan proteinler de eklenebilir. Globuler proteinler ise filament değil, küresel yapıdadırlar ve bunlar esas olarak hücrenin enzimleridir. Bu tip proteinler hücre sıvısı içinde çözünmüş veya membranların yüzeylerine tutunmuş veya membranlara inkorpore olmuş durumda bulunurlar. Enzimler hücredeki diğer maddelerle doğrudan temas ederek kimyasal reaksiyonları kataliz ederler. Böylece enzim proteinleri hücrenin metabolik fonksiyonlarını da düzenler.
    Nükleotidler: Bir nükleotid bir baz, bir şeker ve bir fosfat molekülünden oluşur. Bazlar nitrojen taşıyan, halka yapısında moleküllerdir ve beş karbonlu bir şekere (riboz veya deoksiriboz) bağlanırlar. Bu şekere en az bir tane de fosfat grubununu bağlanması ile bir nükleotid oluşur. Bazlar pirimidinler ve pürinler olmak üzere iki grubu ayrılırlar. Pirimidinler sitozin, timin ve urasil, pürinler ise adenin ve guanindir. Nükleotidler hem kimyasal enerji taşıyıcıları, hem de genetik bilgi depoları olan nükleik asitlerin yapı taşlarıdır. Adeninin bir trifosfat esteri olan adenozintrifosfat (ATP) evrensel bir eneji kaynağı olarak hemen bütün biyokimyasal reaksiyonlar için gerekli enerjiyi sağlar. Özel bir nükleotit, siklikadenozinmonofosfat (cAMP) bir hücre içi haberci sistemi oluşturarak pekçok hücre içi aktiviteyi kontrol eder. Nükleotidlerin çok özel bir rolü de nükleik asitlerin yapıtaşlarını oluşturmalarıdır. Burada bir nükleotitin şeker molekülündeki 3’-hidroksil grubu diğer bir nükleotitin 5’-fosfat grubu ile bağ yaparak nükleik asit zincirlerini meydana getirirler Başlıca
    4
    iki tip nükleik asit vardır Bunlardan ribonükleik asit (RNA) de şeker grubu bir ribozdur. Deoksiribonükleik asit (DNA) de ise ribozun 2’ pozisyonundaki hidroksil grubu yerini bir hidrojene bırakmıştır (deoksiriboz). RNA’da yer alan bazlar adenin, urasil, guanin, ve sitozindir. DNA da ise urasilin yerine timin bazı da yer alır. Bu iki nükleik asitin baz dizilişleri hücrenin genetik bilgisini temsil eder.
    Elektrolitler: En önemli hücre içi elektrolitleri potasyum (K+), magnezyum (Mg+2), fosfat, sülfat ve bikarbonattır. Bunlara ek olarak, az miktarlarda olmak üzere, sodyum (Na+), klor (Cl-) ve kalsiyim (Ca+2) de sayılabilir. Elektrolitler hücre suyunda çözünürler ve hücresel reaksiyonlara katılan inorganik kimyasal maddeleri de meydana getiriler. Bazı hücresel kontrol mekanızmalarının işlemesinde de elektrolitler rol oynarlar. Örneğin, Na+ ve K+ sinir ve kas hücresi gibi uyarılabilen hücrelerde elektrokimyasal impulsların iletimini sağlar. Birçok hücre içi elektroliti kofaktör görevi görerek enzimatik kataliz reaksiyonlarında rol
    HAYVAN HÜCRESİ: GENEL YAPI VE ORGANELLERİ
    Hayvan vücudunda yer alan organlar hücrelerarası destek sistemleri aracılığı ile birarada tutulan çok sayıda hücredenoluşmuşlardır. Farklı organların yapısını meydana getiren hücreler farklı görevler yapmak üzere özelleşmeşlerdir. Bu hücreler birbirlerinden yapısal ve fonksiyonel olarak farklı iseler de hepsinin ortak bazı temel karakteristikleri vardır. Örneğin her hücre yaşamını sürdürebilmek için beslenmek zorundadır ve bütün hücreler hemen tamamen aynı tip besinleri kullanırlar. Bütün hücreler enerji eldesi için oksijene bağımladırlar. Besin maddelerini enerjiye çevirme mekanizması tüm hücrelerde temelde aynıdır ve tüm hücreler metabolizmaları sonucunda oluşan artık maddeleri kendilerini çevreleyen sıvılara bırakırlar. Görüldüğü gibi hücre sadece hücre sıvısı, enzimler ve diğer kimyasal maddelerden oluşan bir yapı olmayıp ileri düzeyde organize olmuş, organel adı verilen fiziksel yapılar da taşımaktadır. Bu organellerin herbiri farklı bir fonksiyonu yerine getirmek üzere özgülleşmişleridir. Örneğin, lizozom hücre içi sindirim, mitokondri solunum, endoplazmik retikulum ve golgi aparatı sekresyon, çekirdek nükleik asit sentezi fonksiyonlarından sorulmudur. Bir membranla çevrilmiş olan bu organellerin varlığı bir okaryotu prokaryottan ayıran en önemli farklılıktır. Bu derste bir ökaryotik hücredeki organellerin yapı ve fonksiyonlarını inceleyeceğiz.
    Hücre (plazma) membranı
    Bütün hücreler, genellikle plazma membranı olarak anılan bir sitoplazmik membran ile karakterizedir. Esas olarak protein ve lipidlerden oluşan bu membranın, hücrenin yapısal bütünlüğünü koruyan fiziksel bir bariyer olma görevine ek olarak, hücrenin yaşamını sürdürebilmesi için gerekli olan bir takım fonksiyonları da vardır. Bu fonksiyonlar arasında, zararlı atık maddelerin hücre dışına atılması, besin maddeleri ve enerji kaynaklarının hücre içine alınması, çoğalma haraket etme ve çevredeki bileşenlerle etkileşim kurma gibi olaylar sayılabilir. Biyolojik
    membranların taşıdıkları pompalar ve geçitlerden ileri geler yüksek düzeyde bir seçici geçirgenlik özellikleri vardır. Bu tarnsport sistemleri hücre içi ortamın moleküler ve iyonik bileşimini üzenler.
    Membranlar hücreler ile çevreleri arasındaki bilgi akışını da kontrol ederler. Dışarıdan gelen uyarımları alabilmek için özgül reseptörler taşırlar. Bakterilerin besinlerine doğru haraket etmeleri, hedef hücrelerin hormonlara karşı verdikleri cevap, ışığın algılanması gibi olaylarda ilk meydana gelen işlem sinyalin membrandaki özgül bir reseptör tarafından alınmasıdır. Bazı membranlar ise kimyasal ve elektriksel olabilen sinyaller üretirler. Böylece membranlar biyolojik bilgi alış-verişinde önemli bir rol oynarlar. Biyolojik sistemlerde iki önemli enerji
    5
    dönüşüm olayı, yüksek düzeyde organize olmuş enzimleri ve diğer proteinleri taşıyan membranlarda meydana gelir.
    Membranların ortak özellikleri: Membranlar fonksiyonları bakamından olduğu gibi yapları bakımından da birbirlerinden farkılılık gösterirler. Bununla birlikte bazı önemli ortak özellikler de taşırlar. Bu ortak özellikler şu şekilde sıralanabilir:
    1. Membranlar birkaç molekül kalanlığında ince tabaka yapısındadır. Birçok membranın kalınlığı, 60-100 A arasındadır.
    2. Esas yapılarını protein ve lipidler oluşturur. Membranlarda ayrıca protein ve liptlere bağlı karbonhidratlar da bulunur.
    3. Membran lipitleri, hem hidrofilikhem de hedrofobik kısımları bulunan nispetin küçük moleküllerdir. Bu lipitler sulu bir ortamda kendiliklerinden kapalı iki tabakalı yapılar oluştururlar. Bu lipit tabakaları yüklü moleküllerin geçişi için bariyer görevi görürler.
    4. Özgül proteinler membranın belirli fonksiyonlarına aracalık ederler. Membran proteinleri, pompa, geçit, reseptör, enerji transdüseri ve enzim olarak fonksiyon görürler. Bu proteinler lipit tabakaları arasında yer alırlar ki, bu liptler proteinlerin görev yapabilmeleri için uygun ortamı sağlarlar.
    5. Membranlar nonkovalent yapılardır. Membranların yapısını oluşturan protein ve lipit molekülleri birçok nonkovalent bağlantılar kurmuşlardır.
    6. Membranlar asimetriktir. Membranların iç ve dış yüzeyleri birbirlerinden farklıdır.
    7. Membranlar sıvı yapıdadır. Lipit yapılar membranın yüzeyine difüze olmuşlardır. Özgül birtakım bağlantılar yapmadıkları zaman proteinler de bu şekilde yerleşmişlerdir. Membranlar “proteinlerin ve liptlerin iki, boyutlu çözeltileri olarak tanımlanabilir.
    Sıvı Mozaik Modeli
    Biyolojik membranların yapıları ile ilgili olarak buraya kadar yazdıklarımızı toparlayacak olursak ortaya yeni bir membran modeli çıkar. Bu modeli ilk defa 1972 yılında Singer ve Nicolson ortaya koyarak adına “sıvı mozaik modeli” dediler ve membranları globuler proteinlerin ve lipitlerin iki-boyutlu çözeltileri olarak tanımladılar ( şekil 4. 22.). Sıvı mozaik modelin en belli başlı özelliklerini şöyle özetleyebiliriz:
    1. Membrandaki fosfolipitler ve glikolipitler bir çift-tabaka ( bi-layer) oluştururlar. Bu çift tabaka hem bir geçirgenlik seddi, hemde integral proteinler için çözücü ortam fonksiyonu görür.
    2. Membran lipitlerinin küçük bir kısmı membrandaki proteinler ile özgül bağlantılar kurmuşlardır ve bu bağlantılar proteinlerin fonksiyonları için gereklidir.
    3. Membran lipitleri ve proteinleri membran içinde lateral difüzyon yapabilirler: fakat proteinler membranın bir yüzeyinden diğerine geçemezler.
    4. Membranlar asimetriktir. Bu asimetriyi sağlayan başlıca faktörler membran proteinleri ve karbohidratlarıdır.



  2. 2
    İLKİN
    Bayan Üye

    Cevap: Hücrenin Temel Yapı Taşları ve Kimyasal Bileşimi

    Reklam



    uzayda yaşam kaynağı olarak karbon aranmaktadır canlı formunun olduğu her yerde karbon vardır yada karbonlu bileşikler vardır hücre yapısında carbon azot oksijen fosfor kükürt % 99 oranında vardır







+ Yorum Gönder
5 üzerinden 5.00 | Toplam : 2 kişi