Tıp Fakültesi Dönem I TEM 1

HÜCRE ORGANELLERİ-1
Prof.Dr. Davut ALPTEKİN
Ç.Ü. Tıp Fakültesi
Tıbbi Biyoloji Anabilim Dalı
ADANA
SİTOPLAZMA
Hücre zarı ile nükleus zarı arasında
kalan kısma sitoplazma, sıvısına da sitosol
denir. İçerisindeki protein ve erimiş
haldeki benzer maddelerden dolayı
kolloidal özelliktedir.
Kolloidal madde asılı vaziyettedir. Erimiş
maddelerden büyük, çökelen maddelerden
küçüktür.
Ortamın ısısı ve pH’sına göre sol ve jel
haline dönüşebilir.
SİTOPLAZMADA BULUNAN ORGANELLER
ENDOPLAZMİK RETİKULUM (E.R.)
Memelilerin kan hücrelerinden
eritrosit ve trombositler ile ve bakteriler
hariç bütün hayvan ve bitki hücrelerinde
hücre zarı ile nükleus zarı arasında
uzanan ince kanalcık ve keseciklerden
yapılmış zar sistemine E.R. denir.
Üzerinde ribozomların bulunup
bulunmayışına göre ikiye ayrılır.
Agranüler E.R. (Düz veya Granülsüz E.R.)
Düz E.R. yağların ve bazı hormonların
sentezini yapar. Bu nedenle daha ziyade yağ bezleri
hücrelerinde veya steroid hormon sentezleyen bazı
endokrin bezlerde, çimlenen bitki tohumlarında
bulunur. Üzerinde ribozom yoktur. Sentezleme
işlemi için gerekli enzimler E.R. zarının yapısında
bulunur.
E.R. kimyasal olayların cereyan ettiği, oluşan
maddelerin taşındığı ve sentezlenen maddelerin
depo edildiği yerdir. Ayrıca belirli bir şekli muhafaza
eden hücrelerin sitoplazmalarında bir kafes gibi
bulunarak hücre iskeletini de oluşturur. Karaciğer,
testis, ovaryum, böbrek üstü bezi, barsak mukoza
epiteli, mide, çizgili kas hücrelerinde görevleri çok
farklıdır.
Görevi
Mide asit salgılamasına yardım eder, H+ ve Cliyonlarının yapımına yardım eder. Mide
hücrelerinden kloru uzaklaştırır.
Testis, ovaryum ve böbrek üstü bezlerinde
steroid hormonu salgılayan hücrelerde iyi
gelişmiştir.
Çizgili kas hücrelerinde kasılma da rol oynar
(Sarkoplazmik Retikulum). Kas kasılmasında
Ca + + iyonlarını depo eder.
Karaciğerde zararlı maddeleri (toksinleri)
parçalar. Bazı ilaçların özellikle karaciğer
hücrelerinde yıkılmasını sağlar.
K.C. hücrelerinde Glikoz-6-Fosfataz, Glikoz-6fosfatdehidrogenaz enzimi’ni depolar.
Taşıdığı enzimler, ırklara, topluluklara, hatta
bireylere göre değişir.
İlk üç ay bebeklerin bazı ilaçlara duyarlı olması
granülsüz E.R. enzimlerin gelişmemiş
olmasından kaynaklanır.
Barsak epitel hücrelerinde lipit'in taşınmasında
ve metabolizmasında oynar.
GRANÜLER E.R. (gER)
Granüllü ER paralel lameller halinde olup
protein sentezi ile yakından ilgilidir. Çünkü
üzerinde protein sentezi yapan ribozomları taşır.
Ribozomlar ER'a büyük kısımları ile bağlanırlar
ve 150-450 A° aralıklarla sıralanırlar. Sıklığı
dokudan dokuya değişir.
Retina'nın epitel hücreleri ile bitkilerin
meristem hücrelerinde az bulunurken, pankreas,
yumurta hücresi ve proteince zengin salgı ihtiva
eden bez hücrelerinde, ipek böceği hücrelerinde
iyi gelişmiştir.
Bütün proteinlerin sentezi sitosolde bulunan
serbest ribozomlarda başlar. Proteinlerin amino
ucu sentezlenince proteinin nereye gideceğine
karar veren amino asit sinyal dizisi ortaya çıkar
ve proteinin hücrede mi kalacağı veya salgı
yoluna mı katılacağına karar verilir.
Salgı yoluna giren proteinler Ribozomlar ile
birlikte gER’a taşınır. Translasyon devam
ederken gER zarındaki kanal proteinlerinden
gER lümenine girer.
gER lümeninde disülfit bağları ile proteinler
olgunlaşmaya başlar. Karbonhidratların
bağlanmasıyla glikoproteinlerin sentezi başlar.
Glikolipitlerin zara bağlanması da burada olur.
Daha sonra veziküller ile hücre zarına taşınır.
Salgılar ise gER’dan Golgi’ye veziküller ile
gönderilir.
Granüllü E.R. nükleus zarı ile yakından
ilişkilidir. Nitekim mitoz esnasında nükleus zarı
veziküller haline dönüşür. Bu esnada gER ve
Golgi’de küçük veziküller haline döner ve
oluşan yeni hücrelerde tekrar birleşerek yeni
gER’u oluşturur.
RİBOZOMLAR
Sitosolde serbest ya da E.R.'a bağlı olarak
bulunurlar. 120-200 A° çapında olup ancak EM ile
görülebilen hücrenin en küçük organelidir.
Ribozomlar rRNA ve proteinlerden yapılmıştır.
Prokaryotlarda ribozomların %65'i rRNA, %35'i ise
proteindir. Ökaryotik hücrelerde ise %60'ı rRNA, %40'ı
ise protein olarak belirlenmiştir. Bir hücredeki
RNA'nın %80-90'ı ribozomlar da bulunur.
Ribozomlar iki alt birimden yapılmıştır. Bu alt
birimler birbirine veya iki ayrı ribozom birbirine
yaklaşarak dimer denilen yapıları oluştururlar. Protein
sentezinde büyük alt birim E.R.'a bağlanır. mRNA ise
iki alt birim açılarak küçük alt birim üzerindeki oluğa
yerleşir.
Bakterilerde, bazı mantarlarda, bitki meristem
hücrelerinde, embriyonal sinir hücrelerinde
ribozomlar sitoplazma da serbest halde bulunur.
Pankreas, karaciğer hücreleri ile antikor
salgılayan hücrelerde fazla sayıda ribozom vardır.
Ribozomlar prokaryotlarda 30S ve 50S’lik alt
birimler halindeyken ökaryotlarda 40S ve 60S’lik
alt birimlere sahiptir.
Prokaryotlarda ribozomların küçük olması
antibiyotiklerin bakterileri yok etmesinde
önemlidir. Ör. Streptomisin ve Tetrasiklin bakteri
enfeksiyonlarına karşı kullanılırken bakterileri
ribozomlarından protein sentezini önler ama insan
hücrelerine etki etmez.
Sitosolode tek tek bulunan ribozomlara
monomer ribozom, gruplar halinde bulunanlara ise
polizom veya poliribozom denir. Poliribozomlar
mRNA üzerine heliks veya rozet şeklinde küçük alt
birimleriyle bağlanarak sıralanırlar.
Bu ribozomlar serbest oldukları gibi gER'a bağlı
olarak da bulunabilirler. Fakat genç hücrelerde
serbest olmalarına rağmen yaşlı hücrelerde gER'a
bağlı olarak bulunurlar. ER'a bağlı olanlar hücre
dışına verilecek proteinleri özellikle sindirim
enzimlerini, gER, golgi ve plazma zarının integral
proteinlerini, sitoplazmadaki serbest ribozomlar
ise hücrenin kendisinde kalacak yapısal proteinleri
ve periferal proteinleri sentez ederler.
Polizomlar; bir molekül mRNA ile ribozomlar
arasında meydana gelmiş komplekslerdir.
Poliribozomların sayısı sentezlenecek proteine
göre değişir. Ör. kas hücrelerinde miyozin
sentezi yapan poliribozomlar 100 veya daha
fazla ribozom taşırken hemoglobin sentezi
yapan polizomlar 5 ribozom taşır.
Ribozomların Oluşumu
GOLGİ CİSMİ
Bakteriler, mavi-yeşil algler, hayvanların ergin
sperm ve eritrositleri hariç bütün bitki ve hayvan
hücrelerinde bulunan bir zar ve kesecikler
sistemidir.
1898 yılında İtalyan anatomist Camillo Golgi
tarafından sinir hücrelerinde gümüş boyama
metodu ile keşfettiği için kendi adı ile
anılmaktadır. Golgi granülsüz ER'a benzeyen düz
veya kompleks kesecikler halindeki golgi sistemi
denen yastıkçıklarla (3-8 adet), uç kısımlarında
yer alan ampul şeklindeki keseciklerden
(veziküller) oluşur.
Yapısında lipoprotein ve enzimler vardır. Salgı
yapan hücrelerde çok iyi gelişmiştir. Bu yüzden
ribozomlarda sentezlenen proteinler önce ER
keseciklerine, sonra Golgiye geçer ve burada
paketlenir, ayrıca lipit ve karbonhidratların son
değişikliğe uğratıldığı, depolandığı ve hücre
dışına salgılandığı yerdir.
Daha sonra lizozomlara veya sitoplazmaya
geçer. Golgiye gelen ürün önce su alarak
yoğunlaşır ve olgun vokuoller şeklinde golgiyi
terk eder. Eğer hidrolitik enzim oluşacaksa bir
zarla çevrilir.
Golgide şekerler polisakkaritlere çevrilip
protein ve lipitlere bağlanarak glikolipitler ve
glikoproteinleri oluşturur, hücre dışına çıkarır
ve hücre örtüsü olan glikokaliks yapısına katılır.
Hücrede sindirim olaylarında da rol oynar.
Yağların sindirilmesini sağlar. Yine yağlar golgi
de sentezlenir, küçük keselerde depo edilir.
Golginin iç kısmı tabak şeklinde olup
cisternalardan meydana gelmiştir. gER’dan
gelen veziküller Cis yüzeyinden girer. Proteinler
olgunlaşarak son sisternanın uç ve orta
kısmından (Trans) veziküller halinde çıkar.
Ayrıca spermatitlerin spermatozoa haline
gelmesinde, lizozomların teşekkülünde rol oynar.
Lizozom enzimleri de golgide proteinlere bazı
oligosakkaritlerin eklenmesi ve fosforlanmasıyla
son şekillerini alırlar.
Böylece golgide ne görev yapacağı belirlenen
proteinler ya enzim vezikülleri halinde golgiden
ayrılarak lizozomlarda birikir, ya pankreas
hücreleri gibi ekzokrin salgı olarak salgılanmak
için bir sinyal bekleyen düzenlenmiş salgı haline
geçerler veya golgiden ayrılan veziküllerle salgı
vezikülleri halinde hücre zarı ile kaynaşıp devamlı
olarak salgılanırlar.
LİZOZOM
 0.2-0.6 çapında ince granüllü ve bir zar ile çevrili
küçük keseciklerdir. Zarı hücre zarı yapısındadır.
Fakat lümene bakan yüzeydeki proteinler özellikle
oligosakkaritlerle birleşerek glikoproteinleri, bu
da glikokaliksi oluşturur. Glikokaliks; lizozomu
içindeki asit hidrolazların etkisinden korur.
 Eritrosit dışında tüm hayvan hücrelerinde
bulunur. Ancak bitki hücrelerinde yoktur. Bitki
hücrelerinde lizozomun görevini merkezi vokuol
üstlenmiştir. Fagositoz yapan lökositler,
histiyositler ve diğer makrofaj hücrelerinde,
spermlerin akrozomunda ve osteoklast
hücrelerinde yoğundur.
Lizozomlar aslında, endositoz ile alınan
maddelerin golgiden sentezlenen lizozomal
enzimler ile birleşerek oluşturduğu yapılardır.
Nötrofillerde fagositoz olayında
Lizozomların etkisi.
 Lizozomlar golgi cisimciğinden oluşur . Asit
hidrolazlarca zengindirler. 50'ye yakın ayrı
hidrolitik enzim taşırlar. Bu enzimler su
yardımıyla polisakkarit, lipit, fosfolipit, protein,
nükleik asit ve diğer organik bileşikleri,
endositoz ve fagositoz ile alınan hücre için
zararlı maddeleri sindirirler.
 Lizozomlar; Trans-Golgi cisimciginden
ayrılınca içi sindirim enzimi ile dolu bir kese
halindedir ve primer lizozom adını alır.
Pinositoz veya fagositoz ile alınan maddeler
primer lizozom ile birleşir, lizozomun içeriği
kofula boşaltılır. Bu yapıya da sekonder
lizozom (heterolizozom) adı verilir.
Lizozomların birinci özelliği; zarlarının iç
kısmında glikoproteinler ve glikolipitlerden
oluşan örtüler vardır. Bunlar proteaz gibi
sindirim enzimlerinden etkilenmezler.
Lizozomların iç kısmı H+ iyonları sayesinde
pH:5 civarındadır. Oysa sitosolün pH’sı 7.2’dir.
İkinci özelliği; Endositoz veya fagositoz ile
alınan maddeler lizozomlar ile birleşir, sindirim
gerçekleşir. Sindirilen maddelerden gerekli
olanlar hücre sitosolüne geçer. Gereksizler ise
hücreden dışarı gönderilir.
Patolojik bazı hallerde
lizozom zarının geçirgenliği
artar. Gereğinden fazla enzim
sitoplazmaya akar. Kronik
romatoid artritis hastalığında
eklem aralığına boşalan lizozom
enzimleri kıkırdağı harap eder.
Aynı şekilde lizozom delinir
veya parçalanırsa içerdiği
enzimler sitoplazmaya dökülür
ve sitoplazma sindirilir. Olaya
otoliz denir. Otoliz olayı ile
sindirilen hücrelerin yerine
yenisi yapılır.
Gelişen kurbağa larvalarının kuyruğu, insan
embriyosunun parmak aralarındaki perde
lizozom enzimleri ile ortadan kaldırılır. Lizozom
zarı geçirgenliğinin normale dönmesinde
kullanılan kortizon ve hidrokortizon gibi ilaçlar
bu tür hastalığın tedavisinde kullanılır.
Lizozomlar fazla miktarda ortaya çıkan salgı
granülleri ile birleşerek salgı bezlerinin salgı
çıkarmasında düzenleyici rol oynar. Böylece
hücrede fazla salgı birikimi önlenir. Süt bezi ve
bazı salgı çıkaran endokrin bezlerdeki gibi.
 Bazen özellikle karaciğer hücrelerinde
lizozomlar hücre içi sindirimde yetersiz
kalabilir. Bu durumda artık maddeler hücre
içerisinde birikir ve hücre görev yapamaz.
 Yine lizozom enzimlerinin eksikliği veya
yapısındaki değişiklikler bazı genetik
hastalıklara neden olur. Buna Lizozomal Depo
Hastalığı adı verilmektedir ve 30 kadar hastalık
vardır.
 Ör.Tay-Sachs; Avrupa yahudilerinin
çocuklarında yaygındır. Bunlarda N-asetilhekzoaminidaz eksik olduğundan beyin
hücrelerinde gangliosid lipitleri birikerek ölüme
neden olur.