HÜCRE VE DOKU

1. HÜCRE VE DOKU

2. Amaçlar • Bu üniteyi çalıştıktan sonra, • ■ Hücre ve özelliklerini, • ■ Ve dokuları öğrenmiş olacaksınız.

3. SUNUM PLANI • Hücre • ■ Uyarılabilme • ■ Metabolizma ve Enerji Değişimi • ■ Hücre Hareketliliği • ■ Hücre Çoğalması • ■ Hücre gelişimi ve Ölümü (Yıkımı) • ■ Doku • ■ Epitel doku • ■ Bağ ve Destek Doku • ■ Kas Dokusu • ■ Sinir Dokusu • ■ Özet • ■ Değerlendirme soruları

4. GİRİŞ • Bakteriler ve virüsler gibi tek hücreli canlıların dışındaki bütün canlılar, küçük yapı taşları kabul edilen hücrelerden meydana gelmişlerdir. • İleri derecede bir yapıya sahip olan insan, hayvan ve bitkiler pek çok sayıda hücrenin bir araya gelmesi ile oluşmuşlardır. • Buna göre, canlı organizmanın en küçük yapı taşı hücredir.

5. Biçimlerinin değişik olmasının yanısıra, en küçük hücre yaklaşık olarak 2-5 mikronluk bir çapa sahiptir. (lenfositler ve mikroglia hücreleri). • İnsan vücudunun en büyük hücresi olan yumurta hücresinin çapı ise yaklaşık 120 mikrondur. • Herhangi bir yardım olmaksızın doğrudan görülebilir. • Hücrelerin uzunluğu da çok çeşitlilik gösterir. • Bazılarının boyları birkaç mikrometre iken, sinir hücreleri uzantıları ile birlikte 100 cm.yi bulmaktadır.

6. Bütün hücreler beslenme, büyüme, uyarılara cevap verme ve üreme özelliklerine sahiptirler. • İçlerinde hayati faaliyetlerin devam ettiği hücreler, çeşitli görevleri yerine getirecek şekilde düzenlenmişlerdir. • Bu nedenle hücreler, fonksiyonları ve görevleri bakımından oldukça çeşitli yapılar gösterirler. • Basık, iğ şekilli ve polimorf olabilirler.

8. Bütün hücreler aynı yapı planına sahiptirler. Basit olarak nucleus (çekirdek) ve stoplazmadan oluşmaktadırlar. • Ancak; olgun eritrositlerde nucleus yoktur. • Herbir hücre tipinde nucleus ve stoplazma, birbirlerine göre belirli bir büyüklük ilişkisi içindedirler. • Yukarıda belirtilen özellikleri ile hücre ancak ışık mikroskopu düzeyinde görülebilir. • Elektron mikroskopu düzeyinde olmak üzere bir hücrenin yapısına bakıldığında, hücreler de bazı tamamlayıcı hayati organellerinin varlığı da görülür.

10. Hücrenin esas yapısını oluşturan stoplazma, dıştan ince bir örtü ile çevrilmiştir. • Buna hücre membranı denir. • Aynı şekilde hücre çekirdeği de yine bir memranöz yapı ile kuşatılmıştır. • Hücre çekirdeğinin membran içindeki bütün yapısal elemanlarına nucleoplazma adı verilir. • Hücre çekirdeğinin önemli ve hayati bölümlerinden birisi de Desoxyribonucleinasit (DNA)dir. • Ayrıca hücre çekirdeğinde bir veya birkaç partikül halinde Ribonucleinasit (RNA) de bulunur.

13. Bütün hücreler canlılığın tipik ve belirli özelliklerini ortaya koyarlar. Buna göre hücreler : • ■ Uyarılabilirler • ■ Metabolizma ve enerji değişimi yapabilirler • ■ Hareket edebilirler • ■ Çoğalabilirler • ■ Gelişebilirler (büyüyebilirler)

14. Bütün hücreler hangi özelliklere sahiptirler?

15. Uyarılabilme • Herbir hücre hormonal, kimyasal, elektriki ve termik (ısı) etkenler ile uyarılabilir. • Bunlar hücreler için dış etkendir. • Bir de glikojen yapımı ve yıkımı gibi iç etkenler vardır. Kısaca hücreler dış ve iç etkenlerle uyarılabilir.

16. Metabolizma ve Enerji Değişimi • Hücreler, oksijen (O2) ve basit moleküllü yapı taşları ve gıda maddeleri alırlar. • Bunları bir dizi işlemlerden geçirirler. Sonuç ürünü olarak karbondioksit (CO2), su (H2 O) ve metabolizma artıklarını dışarıya verirler. • Hücrelerin bu özel faaliyetleri enerji sarfiyatları ile ilgilidir ve faaliyetlerini buna göre düzenlerler.

18. Hücre Hareketliliği • İleri derecede gelişmiş organizmalardaki bazı hücreler yalancı ayaklar (uzantılar) oluşturarak hareketlilik sağlayabilirler. • Bir tür çıkıntı olan bu ayaklar ile zararlı (yabancı) maddeleri fagosite ederler. • Hareketleri sırasında yer değiştirmeleri de mümkündür ve bu hareketlere ameboid hareketler adı verilir. • Spermiumlarda, hareket kuyruk kısımlarındadır ve kırbaçımsı hareketler ile yer değiştirme mümkün olur. • Aynı zamanda hücre stoplazmalarında dalgalanmalar şeklinde hareketler de meydana gelebilir. • Hücre yüzeylerindeki transport hareketleri ve kontraktilite de bu konu içersinde bir örnek olarak verilebilir.

20. Hücre Çoğalması-1 • Bir organizmanın büyümesi ve gelişmesi, bu organizmayı oluşturan hücrelerin bölünmeleri sonucu çoğalmaları ile mümkün olur. • Daha sonra her iki kısım, ana hücrenin büyüklüğüne erişir. Bölünme, stoplazma ve çekirdekte beraberce meydana gelir. • Bu bölünme mikroskop aracılığı ile kolayca izlenebilir. • Hücrenin çoğalması, hücrenin büyümesine bağlı olarak ortaya çıkar.

21. Hücre Çoğalması-2 • Gerek hücre stoplazması gerekse hücre çekirdeği ancak belli bir büyüklüğe kadar gelişirler. • Bundan sonra ikiye ayrılarak hücre çoğalması mümkün olur. Buna hücre bölünmesi adı verilir. • Hücre bölünmesi amitoz (direkt) ve mitoz (indirekt) bölünme biçiminde ve iki ana esasta oluşur. • Amitoz bölünme, mitoz bölünmeye göre daha az görülür. • Mitoz bölünmenin de kendi içerisinde profaz, metafaz, anafaz ve telofaz olmak üzere aşamaları vardır.

23. Hücre Gelişmesi ve Ölümü (Yıkımı)-1 • Canlı organizmanın yapı taşları olan hücreler, belirli miktarlara kadar gelişim gösterirler ve belirli bir büyüklüğe eriştikten sonra da bölünme yolu ile çoğalmaya uğrarlar. • Hücrelerin canlılık süreleri çok değişiktir. • Bu süre eritrositler için 100-120 gündür. • Granulositlerin canlı kalma süreleri ise daha azdır. Barsak epitel hücrelerinin canlılık süreleri de 36-48 saattir.

24. Hücre Gelişmesi ve Ölümü (Yıkımı)-2 • Bunlara karşılık, organizmada immüniteyi sağlayan hücrelerin canlılık süreleri, birkaç yıldan on yıla kadar uzayabilir. • Uzun süre canlı kalabilen sinir hücreleri de organizmanın yaşlı hücrelerindendir. • Yüzeyel deri hücreleri gibi, bazı hücrelerde fizyolojik yenilenme (rejenerasyon) söz konusu iken, kalp kası ve sinir hücrelerinin yenilenebilme yetenekleri yoktur.

25. Hücrelerin tipik ve belirli özelliklerini açıklayınız.

26. Bütün hücreler canlılığın tipik ve belirli özelliklerini ortaya koyarlar. Buna göre hücreler : • ■ Uyarılabilirler • ■ Metabolizma ve enerji değişimi yapabilirler • ■ Hareket edebilirler • ■ Çoğalabilirler • ■ Gelişebilirler (büyüyebilirler)

27. DOKU • Aynı fonksiyon ve yapı biçimini gösteren hücreler, hücreler arası madde ile bir araya gelip • bütünleşerek dokuyu oluştururlar. İnsan vücudunda dört çeşit esas doku vardır: • ■ Epitel doku • ■ Bağ ve destek doku • ■ Kas doku • ■ Sinir doku

28. Bu dokular, bütün organların yapı materyallerini oluştururlar. • Belirli iş ve görevler ile değişik dokuların bir araya gelişi sonunda "organlar" oluşur. • Her bir organı oluşturan doku, bu organın fonksiyonuna göre ve bu organa özgü olabildiği gibi, bir çok doku türlerini de beraberce taşıyabilirler. • Birden fazla doku türünün birlikte yer almasına şu örnekler verilebilir : • Kas lifleri, bağ dokusu, damarlar ve sinirler bir araya gelerek "kas doku"yu oluştururlar. • Bez epiteli kanalcıkları, bağ doku, damarlar ve sinirlerin bir araya gelmeleri ile de "böbrek“ oluşur.

29. Dokular, özel görevlerdeki aşırı yüklenmelere (çalışmalara) hipertrofi (hypertrophie) ve/veya • hiperplazi (hyperplasie) ile cevap verirler. • Azalan faaliyetler ise atrofiye (atrophie) yol açar. • Dokuların diğer bir özelliği de "rejenerasyon" dur. • Bu sayede, herhangi bir nedenle doku kaybı ortaya çıktığında, yeni doku oluşumu ile bu kayıplar karşılanır.

30. Örneğin, normal olarak yaşlanan ve fonksiyon dışı kalan hücreler, yeni yapılan hücreler ile dengelenir. • Bu duruma "fizyolojik" rejenerasyon adı verilir. • Ancak, şunu belirtmek gerekir ki, dokuların rejenerasyon yeteneği de farklı derecelerdedir. • Ayrıca yaralanmalar sonucu iyileşen yara yerinde ortaya çıkan yeni doku, bağ dokusu olup, gözle görülebilen bir iz bırakır. Burada bir rejenerasyondan söz edilemez.

31. "Dejenerasyon" ise dokunun bozulması, bir başka deyişle kendine has özelliğini kaybetmesidir. • Bu duruma bağlı olarak kendine has özelliği olan hücreler görev yapamaz duruma düşerler.

32. Yüklenmiş oldukları iş ve bu işin özelliğine göre, bazı organlar bir araya gelerek sistemleri oluştururlar. • Sistemlerin oluşturulmasına şu örnekler verilebilir :Burun, gırtlak (larynx), trachea ve daha küçük hava yolları (bronchus ve bronchiolus), akciğerlerle birlikte "solunum sistemi"ni oluşturur. • Kemikler, eklemler ve bağlar da beraberce "iskelet sistemini" (pasif hareket apereyini) oluşturur.

33. İnsan vücudunda kaç çeşit doku vardır? Birden fazla doku türünün birlikte yer almasına örnekler veriniz. Sistemlerin oluşmasına örnekler veriniz.

34. CEVAP • Aynı fonksiyon ve yapı biçimini gösteren hücreler, hücreler arası madde ile bir araya gelip • bütünleşerek dokuyu oluştururlar. İnsan vücudunda dört çeşit esas doku vardır: • ■ Epitel doku • ■ Bağ ve destek doku • ■ Kas doku • ■ Sinir doku

35. Hücrenin esas yapısını oluşturan stoplazma, dıştan ince bir örtü ile çevrilmiştir. Buna hücre membranı denir.

36. HÜCRE ZARI YAPISI VE FONKSİYONLARI • Hücre zarı çift katlı fosfolipid molekülleri (fosfat içeren yağ molekülleri) arasında düzensiz bir şekilde dağılmış protein moleküllerinden oluşmakta ve kalınlığı 75-100 angstrom (7,5-10 nm) arasında değişmektedir • Fosfolipid moleküllerinin suyu seven (hidrofilik) kısımları zarın dışa bakan ve sitoplazmik yönünde yerleşmiş iken suyu sevmeyen (hidrofobik) kuyruk kısımları ise orta bölgeye yöneliktir. • Protein molekülleri ise; çift katlı fosfolipid yapının ya dışında, ya bu yapıyı bir baştan bir başa kateder durumda, ya da bu yapının içine gömülü şekilde yerleşmiştir.

38. Hücre zarının en önemli görevi hücreyi dış ortamdan ayırmak ve hücreye madde giriş ve çıkışını kontrol etmektir. • Böylece maddelerin, özellikle hücre içine kolayca girişine izin verilmemektedir. • Hücre zarının bu özelliği "seçici geçirgenlik" olarak tanımlanmaktadır. • Hücrelere madde giriş çıkışının kontrolü hücre zarının en önemli görevi olması nedeniyle, zardan madde taşınması yollarından burada kısaca söz edilecektir.

39. HÜCRE ZARINDA MADDE TAŞINMA YOLLARI • Hücre zarından madde taşınma yolları temelde ikiye ayrılır. • Moleküllerin kinetik enerjilerine bağlı taşınma sistemi (Pasif taşınma) ve • Hücresel enerjiye bağlı taşınma sistemi.

40. Pasif Taşınma Sistemi • Bu yolla madde taşınması sırasında hücre enerji harcamaz. Moleküller veya atomlar konsantrasyonlarının yüksek olduğu taraftan düşük olduğu tarafa doğru sahip oldukları kinetik enerji ile difüzyona (yayılma) uğrarlar. • Maddeleri zarın bir tarafından diğer tarafına yönlendiren en büyük etken konsantrasyon farkıdır. • Örneğin; bir X maddesinin konsantrasyonu hücre dışında yüksek hücre içinde sıfır ise ve madde zarı kolayca geçebilme özelliklerine sahipse X maddesi hücre içine difüzyona uğrar.

42. Difüzyon her iki taraftaki konsantrasyon eşitleninceye kadar devam eder. Bu şekildeki pasif taşınma sistemine, basit difüzyon da denilmektedir. • Pasif taşınmanın diğer önemli iki tipi, kolaylaştırılmış difüzyon ve ozmozdur.

43. Kolaylaştırılmış difüzyon • Bu sistemde de maddeler zardan konsantrasyon farkı doğrultusunda taşınırlar. • Ancak basit difüzyondan farkı maddelerin zarı geçebilmelerinde bir taşıyıcı molekülün aracılık etmesidir. • Bazı moleküller gerek kimyasal özellikleri gerekse büyüklükleri nedeni ile zarı kolayca geçemezler.

44. Bu nedenle zarın yapısında bulunan protein molekülleri taşıyıcılık görevini üstlenerek, bu özellikteki maddeleri konsantrasyonlarının yüksek olduğu taraftan düşük olduğu tarafa doğru taşımaktadır. • Hücrelerin önemli enerji kaynağı olan glukoz molekülleri hücre içine bu yolla taşınmaktadır.

45. Ozmoz • Pasif taşımadaki kurallar doğrultusunda hücre zarından su moleküllerinin geçişine ozmoz adı verilmektedir. • Ancak ozmoz olayına suda çözünmüş olan maddelerin çok önemli etkisi vardır. • Suda çözünmüş olan madde konsantrasyonunun artması, su konsantrasyonunun azalmasına neden olmaktadır.

46. Bunu bir örnekle açıklayacak olursak: Biri %1'lik, diğeri • %10'luk iki tuz çözeltisi ele alalım. %1'lik tuz çözeltisi 1 gr NaCl 99 gr su, % 10'luk ise 10 gr NaCl 90 gr su şeklinde hazırlanmaktadır. • %1'lik tuz çözeltisinde su konsantrasyonu %10'luğa göre daha yüksektir. Bu iki çözelti Şekilde gösterildiği gibi Na ve Cl iyonlarına karşı geçirgen olmayan fakat su moleküllerine geçirgen özellikte "seçici geçirgen" bir zar ile ayrılacak olursa, su molekülleri %1'lik taraftan %10'luk bölgeye doğru difüzyon gösterir. • Buradan anlaşılacağı üzere su moleküllerinin net difüzyonu çözülmüş partikül sayısının fazla olduğu bölge yönündedir.

48. Çözünmüş madde miktarının, su moleküllerinin difüzyon yönünü belirlemesi nedeni ile, çözeltilerin ozmotik aktivitelerini tanımlıyabilmek için özel terimler kullanılmaktadır. • Bunlar izotonik, hipertonik ve hipotonik terimleridir. İzotonik iki çözeltide çözünmüş parçacık sayısı ve su konsantrasyonu birbirlerine eşittir.

49. Hipertonik çözelti, bir diğer çözeltiye göre daha fazla çözünmüş parçacık sayısına, daha düşük su konsantrasyonuna sahiptir. • Hipotonik çözelti ise bir diğer çözeltiye göre daha az çözünmüş parçacık, daha yüksek su konsantrasyonuna sahiptir. • Su molekülleri hipotonik çözeltilerden hipertonik çözeltilere doğru hareket ederler. • %1'lik ve %10'luk tuz çözeltileri bu tanımlamalara göre kıyaslanacak olursa; %10'luk tuz çözeltisi %1'lik çözeltiye göre hipertonik, %1'lik ise hipotoniktir.

50. Organizmada da hücrelerin dışını çevreleyen sıvı ortamı ile hücre içi sıvı ortamı ozmotik aktivite yönünden izotoniktir. • Hücrelerin dışını çevreleyen sıvının hücre içi sıvıya göre hipertonik veya hipotonik olması hücrelerin su kaybederek büzülmesine veya su alarak şişmesine neden olur