Hücre’ye Genel Bakış (CELL)

1. Hücre’ye Genel Bakış (CELL)

2. Hücre’nin önemi? • Tüm canlılar hücre(lerden) oluşmuştur • Tüm yaşamsal faliyetlerin gerçekleştiği en küçük yapı

3. organizmalar iki tip hücre grubundan, birinin özelliklerini taşır • Prokaryotic • Eukaryotic • hücreler işlevlerini konpartmanlara ayıracak hücre içi zarlarına sahiptir

4. Prokaryotic & Eukaryotic Hücreler • Tüm hücrelerin sahip olduğu ortak özellikler • plazma membranı tarafından çevrili • sitozol (cytosol) denen semifluid madde içerir • kromozom (genetik materyal) • ribosome Soru: sitoplazma, sitozol ve protoplazma farkı???? Pro/Ökaryot temel fark nedir???

5. Prokaryotic cells • Nucleus yapısı yok • DNA nucleoid denen bölgede bulunur

6. Pili: attachment structures on the surface of some prokaryotes Nucleoid: region where the cell’s DNA is located (not enclosed by a membrane) Ribosomes: organelles that synthesize proteins Plasma membrane: membrane enclosing the cytoplasm Cell wall: rigid structure outside the plasma membrane Capsule: jelly-like outer coating of many prokaryotes Bacterialchromosome 0.5 µm Flagella: locomotion organelles of some bacteria (a) A typical rod-shaped bacterium (b) A thin section through the bacterium Bacillus coagulans (TEM) Figure 6.5 A, B

7. Eukaryotic cells • Gerçek nucleus yapısı, nukelus zarı ile çevrelenmiş • Organelleri oluşturan iç zar yapıları • Genelde prokaryotic hücrelerden daha büyük • Bitki ve hayvan hücreleri organelleri ???

8. Nuclear envelope ENDOPLASMIC RETICULUM (ER) NUCLEUS Nucleolus Rough ER Smooth ER Chromatin Flagelium Plasma membrane Centrosome CYTOSKELETON Microfilaments Intermediate filaments Ribosomes Microtubules Microvilli Golgi apparatus Peroxisome Sadece hayvan hücresinde Lysosomes Centrioles Flagella (in some plant sperm) Lysosome Mitochondrion • Hayvan hücresi Figure 6.8

9. Nuclear envelope Rough endoplasmic reticulum Nucleolus NUCLEUS Chromatin Smooth endoplasmic reticulum Centrosome Ribosomes (small brwon dots) Central vacuole Tonoplast Golgi apparatus Microfilaments Intermediate filaments Microtubules Mitochondrion Peroxisome Plasma membrane Chloroplast Cell wall Plasmodesmata Wall of adjacent cell • Bitki Hücresi CYTOSKELETON Sadece bitki hücresi Chloroplasts Central vacuole and tonoplast Cell wall Plasmodesmata Figure 6.8

10. Outside of cell Hydrophilic region TEM of a plasma membrane. The plasma membrane, here in a red blood cell, appears as a pair of dark bands separated by a light band. (a) Inside of cell 0.1 µm Hydrophobic region Hydrophilic region Phospholipid Proteins (b) Structure of the plasma membrane • plasma membranı (hücre zarı) • Hücreyi çevreler • Seçici bariyer olarak görev yapar (besin ve atıkların kontrollü geçişleri) Carbohydrate side chain Figure 6.8 A, B

12. Nukleus: Bilgi merkezi • Nukleus Ökaryotichücrelerin genetik talimatları nukleus içerisinde yer alır ve ribozomlar tarafından uygulanır • Nukleus zarı • Nukleusu çevreler, içeriği sitoplazmadan ayırır

13. Nucleus Nucleus 1 µm Nucleolus Chromatin Nuclear envelope: Inner membrane Outer membrane Nuclear pore Pore complex Rough ER Surface of nuclear envelope. 1 µm Ribosome 0.25 µm Close-up of nuclear envelope Nuclear lamina (TEM). Pore complexes (TEM). • Nukleus Nukleolus fonksiyon ?? Por Kompleksi ?? Figure 6.9

14. Ribosomes Cytosol Free ribosomes Bound ribosomes Large subunit Small subunit 0.5 µm TEM showing ER and ribosomes Diagram of a ribosome Ribosomlar: Protein fabrikaları • Ribosom • ribosomal RNA ve proteinden oluşmuş partiküller, protein sentezinden sorumlu Endoplasmic Reticulum

15. Büyük, küçük altbirim (70S;prokaryot, 80S;ökaryot) • Nukleus zarı üstünde • ER üstünde (salgı, hücre zarı, organellere) • Sitozolde (sitozelde kullanılır) • Pankreas hücrelerinde çok fazla sayıda, belirgin nukleolus

16. İç zar sistemi protein trafiğini düzenler ve hücre içindeki metabolik işlevleri yerine getirir İç zar (endomembrane)sistemi farklı yapılar içerir • Nukeus membranı • ER • Golgi • Lizozom • Koful Taşıma Salgı Depolama Metabolizma Zarasız hale getirme

17. Endoplasmik Retikulum: Biosentetik Fabrika • Endoplasmik retikulum (ER) • Çoğu ökaryotik hücrede toplam zarların yarısından fazlasını oluşturur • ER zarı, ER iç yapısını sitozolden ayırır • ER nukleus zarının devamıdır • İki farklı ER bölgesi • Düz (ribozomsuz) • Tanecikli (ribozomlu)

18. Smooth ER Nuclear envelope Rough ER ER lumen Cisternae Ribosomes Transitional ER Transport vesicle 200 µm Smooth ER Rough ER Figure 6.11

19. Düz ER fonksiyonları • Düz (granülsüz) ER • Lipid sentezi (testis ve yumurtalıkta bulunan hücrelerde düz ER fazla) • Karbohidrat metabolizması • Kalsiyum depo • İlaç yada zehirlerin detoksifikasyonu (karaciğer hücreleri)

20. Tanecikli ER fonksiyonları • Tanecikli (granüllü) ER • Tutunmuş ribozomlar • Protein ve membran üretir, bu maddeler küçük veziküller halinde transport edilir • Üretilen protein ER lümenine geçer, KH eklenir (glikoprotein) ve taşıma vezikülleri ile Golgiye taşınır

21. Golgi Aygıtı: Gönderme ve Teslim Alma Merkezi • Golgi Aygıtı • Tanecikli ER den çıkan transport veziküllerinin çoğu Golgi’ye gelir • Yassılaşmış ve üstüste yığılmış zarsı keseciklerden (sisterne) den oluşur • Fonksiyonları • ER ürünlerini modifiye eder • Bazi Makromolekül üretimi

22. cis face (“receiving” side of Golgi apparatus) 5 3 4 6 2 1 Vesicles coalesce to form new cis Golgi cisternae Vesicles move from ER to Golgi 0.1 0 µm Vesicles also transport certain proteins back to ER Cisternae Cisternal maturation: Golgi cisternae move in a cis- to-trans direction Vesicles form and leave Golgi, carrying specific proteins to other locations or to the plasma mem- brane for secretion trans face (“shipping” side of Golgi apparatus) Vesicles transport specific proteins backward to newer Golgi cisternae • Golgi aygıtı fonksiyonları Golgi apparatus Figure 6.12 TEM of Golgi apparatus

23. Lizozomlar: Sindirim Kompartmanları • Lizozom • Sadece hayvan hücrelerinde • Hidrolitik enzimleri içeren (makromolekül sindirimi) zarla çevrili kese • Hidrolitik enzim ve Lizozom zarı ER’de üretilir, Golgiye geçer ve buradan tomurcuklanır • Her türlü makromolekülü sindirir • Enzimleri asidik ortamda aktif • Lizozom parçalanırsa aktivite az, çünki sitozol pH nötraldir

24. 1 µm Nucleus Lysosome Hydrolytic enzymes digest food particles Food vacuole fuses with lysosome Lysosome contains active hydrolytic enzymes Digestive enzymes Lysosome Plasma membrane Digestion Food vacuole (a) Phagocytosis: lysosome digesting food • Lizozomlar hücreiçi sindirimi yapar • Fagositoz Besin kofulu, Bakteri Figure 6.13 A

25. Lysosome containing two damaged organelles 1 µ m Mitochondrion fragment Peroxisome fragment Lysosome fuses with vesicle containing damaged organelle Hydrolytic enzymes digest organelle components Lysosome Digestion Vesicle containing damaged mitochondrion (b) Autophagy: lysosome breaking down damaged organelle • Otofaji Figure 6.13 B

26. Koful (Vakuol): Çeşitli Bakım Bölümleri • ER ve golgiden kaynaklanan büyük kesecikler • Lizozom görevi (hidrolitik enzim) • Depo, pigment maddeleri • Boyut, sayı ve fonksiyonları farklıdır • Besin kofulları • Fagositozla oluşur • Kontraktil koful • Protistalarda hücre içinde bulunan fazla suyu dışarı pompalar

27. Central vacuole Cytosol Tonoplast Nucleus Central vacuole Cell wall Chloroplast 5 µm • Merkezi vakuol • Bitki hücrelerinde bulunur • Su ve organik maddeleri depolar • İyon içerir, hücrenin büyümesini sağlar Figure 6.14

28. 1 Nuclear envelope is connected to rough ER, which is also continuous with smooth ER Nucleus Rough ER 2 Membranes and proteins produced by the ER flow in the form of transport vesicles to the Golgi Smooth ER cis Golgi Nuclear envelop 3 Golgi pinches off transport Vesicles and other vesicles that give rise to lysosomes and Vacuoles Plasma membrane trans Golgi 4 5 6 Lysosome available for fusion with another vesicle for digestion Transport vesicle carries proteins to plasma membrane for secretion Plasma membrane expands by fusion of vesicles; proteins are secreted from cell • Endomembran sistemdeki organellerin ilişkisi Figure 6.15

29. Mitokondri ve kloroplastlar enerjiyi bir formdan diğerine dönüştürür • Mitokondri • Hücresel solunumun yapıldığı yer • Kloroplast • sadece bitkilerde bulunur, fotosentezden sorumludur • Endosimbiyotik teori???

30. Mitokondri: Kimyasal Enerji Dönüşümü • Mitokondri • Hemen hemen tüm ökaryotik hücrede bulunurlar • İki zarla çevrelenmiştir • Dış zar, düz • İç zar, kıvrımlı (krista)

31. Mitochondrion Intermembrane space Outer membrane Free ribosomes in the mitochondrial matrix Inner membrane Cristae Matrix Mitochondrial DNA 100 µm Figure 6.16

32. Kloroplast: Işık Enerjinin Yakalanması • Kloroplast • Bitkilere özel, plastit olarak bilinen organellerin önemli bir üyesidir • Klorofil içerir • Bitki ve alglerde yaprak ve diğer yeşil organlarda bulunur • İkili zar yapısıyla sitozolden ayrılmıştır • Tilakoid; yassı zar sistemi (granum) • Stroma; zar harici sıvı kısım

33. Chloroplast Ribosomes Stroma Chloroplast DNA Inner and outer membranes Granum 1 µm Thylakoid Figure 6.17

34. Chloroplast Peroxisome Mitochondrion 1 µm Peroksizom: Oksidasyon • Peroksizomlar • Tek zarla çevrili • hidrojen peroksid (toksik) üretirler ve bunu suya çevirirler • Yağ asitlerini parçalar ve bunlar hücre solunumunda kullanılır • Karaciğerde alkol ilaç detoksifikasyonunda etkili Figure 6.18

35. Hücre iskeleti (cytoskeleton), hücre içindeki yapıları ve aktiviteleri oraganize eden ipliksi ağlardan oluşur • Ağsı fiber (lif), Hücre haraketi, Mekanik destek • Mikrotübüller, • Mikrofilamantler • İntermediyer filamentler Hücre iskeleti elemanları

36. Microtubule Microfilaments 0.25 µm Figure 6.19

37. Table 6.1

38. Mikrotübüller • Mikrotübüller • Hücre şekli • Organel hareketi • Hücre bölünmesinde kromozomların ayrılması • Hücre hareketi (sil, kamçı)

39. Sentrozom ve Sentriol • Sentrozom • «Mikrotübül organize edici merkez» olarak düşünülür • Bir çift sentriol içerir • Sentriol, üçlü mikrotübüller dokuz set halindeki halkasal yapı • Bölünmeden önce sentriyoller replike olur

40. Centrosome Microtubule Centrioles 0.25 µm Longitudinal section of one centriole Cross section of the other centriole Microtubules Figure 6.22

41. Direction of swimming (a) Motion of flagella. A flagellum usually undulates, its snakelike motion driving a cell in the same direction as the axis of the flagellum. Propulsion of a human sperm cell is an example of flagellatelocomotion (LM). (b) Motion of cilia. Cilia have a back- and-forth motion that moves the cell in a direction perpendicular to the axis of the cilium. A dense nap of cilia, beating at a rate of about 40 to 60 strokes a second, covers this Colpidium, a freshwater protozoan (SEM). 1 µm Siller ve Kamçılar • Siller ve Kamçılar • Mikrotübüller özgül şekilde dizilerek sil ve kamçıların hareketini sağlar

42. Outer microtubule doublet Plasma membrane 0.1 µm Dynein arms Central microtubule Outer doublets cross-linking proteins inside Microtubules Radial spoke Plasma membrane Basal body (b) 0.5 µm 0.1 µm (a) Triplet (c) Figure 6.24 A-C Cross section of basal body Sil enine kesiti Sil boyuna kesiti Bazal cisim enine kesiti

43. Mikrofilamentler (Aktin Filamentleri) • Mikrofilament • Aktin protein’inden oluşmuştur • Plazma zarının hemen altında ağsı yapı • Mikrovillusların merkezinde bulunur • Kas hücrelerinin kasılması, ameboid hareket, bitki hücresinde sitoplazma akımı için gerekli

44. Microvillus Plasma membrane Microfilaments (actin filaments) Intermediate filaments 0.25 µm Figure 6.26

45. Muscle cell Actin filament Myosin filament Myosin arm (a) Figure 6.27 A Myosin motors in muscle cell contraction. • Kas hücresi kasılması

46. Cortex (outer cytoplasm): gel with actin network Inner cytoplasm: sol with actin subunits Extending pseudopodium (b) Amoeboid movement • Ameboid hareket • Aktin ve miyozin filamentlerinin kasılması Figure 6.27 B

47. Nonmoving cytoplasm (gel) Chloroplast Streaming cytoplasm (sol) Parallel actin filaments Cell wall (b) Cytoplasmic streaming in plant cells • Sitoplazmik akım Figure 6.27 C

48. Intermediyer Filamentler • Intermediate filaments • Hücre şeklini destekler ve korur • Nukleus ve diğer organellerin yerini sabitler • Uzun ömürlü • Nuclear lamina

49. Central vacuole of cell Plasma membrane Secondary cell wall Primary cell wall Central vacuole of cell Middle lamella 1 µm Central vacuole Cytosol Plasma membrane Plant cell walls Plasmodesmata Figure 6.28 Bitkilerde hücre duvarı • H. duvarı • Bitki hücresini, hayvan hücrelerinden ayıran hücre dışı yapıdır • Selüloz, diğer polisakkaritler ve proteinlerden oluşur

50. Cell walls Interior of cell Interior of cell 0.5 µm Plasmodesmata Plasma membranes Figure 6.31 Plasmodesmata (Bitki) • Plasmodesmata • Hücre duvarları arasındaki kanallar