1. HÜCRE BİYOLOJİSİ

2. HÜCRELER ve HÜCRE
ARAŞTIRMALARI
• Hücrelerin moleküler biyolojisini anlamak tüm biyolojik
bilimlere temel olan aktif bir araştırma alanıdır.
• İnsan genomunun diziliminin tamamlanmasıyla hücre ve
moleküler biyolojideki gelişmeler tıp uygulamalrında
yeni ufuklar açmıştır.
– Kanser hücrelerinin çoğalmasını durdurmayı hedfleyen özgün
ilaçların geliştirilmesi
– Diyabet
– Parkinson
– Alzheimer
– Omurga yaralanmaları ve kalp hastalıklarında hasar görmüş
dokunun yerini almak üzere kök hücrelerin kullanılması gibi

3. • İlk insan hücre kültürü 1951
yılında John Hopkins
Üniversitesinden George Gey
tarafından başlatıldı.
• Hücreler malign tümörlerden
elde edildi ve vericisinin
adından “Henrietta Lacks”
dolayı “HeLa” olarak
adlandırıldı.
• Günümüzde hücrenin
biyolojisini anlamak için yapılan
tüm çalışmalar “in vitro”
dediğimiz vücut dışında
üretilen (kültürü yapılan)
hücrelerde yapılır.

4. Hücreler Çok Karmaşık ve Organize Yapılardır
• Karmaşıklık: Kompleks yapı, çok parçalı ve
doğru yerleşimli oluşum; doğada hataya karşı
düşük tolerans, parçalar arasında etkileşim ve
daha fazla kontrol olarak açıklanabilir.
• Hücresel aktiviteler ise oldukça düzenli ve
yüksek düzeyde kontrol altındadır.
• DNA duplikasyonu sırasında her 10 milyon
nukleotit katılımında sadece 1 hata
olabilmekte ve hata derhal tanınarak, onarım
sistemleri tarafından düzeltilmektedir.

5. AtomlarOrganizasyon:
Küçük boyutlu moleküller
Polimerler
Farklı polimerler
Organeller
HÜCRE
Farklı küçük boyutlu moleküller
Her hücre tipi için
herbir kademede
yüksek düzeyde
TUTARLILIK

6. İncebarsak Epitel
Hücresinde Hücresel ve
Moleküler Organizasyonun
Aşamaları

7. Aktin
monomerleri
mikrovili
flamentini
oluşturur.

9. Protein sentezi, kimyasal
enerjinin dönüşümü ya da
membran yapısı gibi temel
süreçler tüm canlılarda yüksek
derecede benzerlik gösterir.

10. Hücreler bir genetik programa sahiptir
• Organizmalar genlerinin kodladığı bilgiye göre
oluşurlar.
• İnsan genetik programı eğer kelimelere dökülseydi,
milyonlarca sayfadan oluşan bir metin oluşurdu.
• Bu çok büyük miktardaki bilgi nukleus içinde yeralan
kromozomlar üzerinde paketlenmiştir.
• Genlerin moleküler yapısı genetik yapının değişmesine
izin verir (mutasyon).
• Mutasyon bireyler arasındaki çeşitliliğin oluşmasına
neden olur ve biyolojik evrimin temelidir.

11. Hücreler kendilerini çoğaltma yeteneğine sahiptir.
• Herbir organizma kendini
çoğaltabilirse hücrelerde
bunu yapabilirler.
• Bir ana hücreden iki yeni
yavru hücre oluşmadan önce
genetik materyal iki katına
çıkar ve herbir yeni yavru
hücre ana hücre ile aynı
genetik materyali taşır.
• Genellikle iki yavru hücrenin
hacmi de eşittir. Bazı
durumlarda insan oositi
bölünme geçirdikten sonra
bir yavru hücre genetik
materyalin yarısını içerse de
sitoplazmanın tamamına
yakını taşır.

12. Hücreler Enerjiyi Kazanır ve Kullanır
• Karmaşıklığın oluşumu ve
devamlılığı sürekili bir enerji girdisini
gerektirir.
• Işığın enerjisi fotosentetik hücrelerin
membranlarında bulunan ışık
absorblayan pigmentler tarafından
tutulur. Işık enerjisi fotosentez ile
kimyasal enerjiye dönüştürülür ve
nişasta ve sukroz gibi
karbonhidratlarda enerji şeklinde
depolanır.
• Glukozun parçalanmasıyla oluşan
enerji ATP’de depolanır.
• Hücre makromolekülleri, organelleri
parçalayarak ve yeniden oluşturarak
çok fazla miktarda enerji harcar.
• Böylece hücre devamlılığını sağlar,
değişen koşullara kolaylıkla uyum
sağlar.
Spirogyra flamentli algi kurdeleye benzer zig-
zag çizen bir kloroplasta sahiptir.

13. Hücreler çok çeşitli kimyasal reaksiyonu başarıyla gerçekleştirirler
• En basit bakteri hücresi bile yüzlerce
farklı kimyasal transformasyonu
gerçekleştirebilir.
• Bu reaksiyonların hızını artırmak için
“enzimlere” gereksinim duyulur.
• Hücredeki kimyasal reaksiyonların
toplamına METABOLİZMA denir

14. Hücreler Mekanik Aktivitelere Sahiptir
• Materyaller bir yerden bir yere taşınır.
• Çeşitli yapılar yıkılır yeniden yapılır,
bazıları birleşir veya ayrılır.
• Hücrenin kendisi bir yerden başka bir
yere taşınabilir.
• Bu tip aktiviteler dinamik motor
proteinlerindeki şekil değişmeleriyle
başlayan hücre içindeki mekanik
değişmeleri temel alır.

15. Hücreler Uyaranlara Cevap Verebilir
• Bazı hücreler uyaranlara karşı bildik yolla tepki verir.
Ör: protistler karşılarına çıkan objelerden kaçar veya
besin maddelerine doğru hareket ederler.
• Çok hücreli bitkilerde ve hayvanlarda ise hücreler, çok
özgün bir yolla çevrelerindeki maddelerle ilişkiye giren
reseptörlerle kaplıdır.
• Hücreler hormonlara, büyüme faktörlerine, hücre dışı
maddelere ve diğer hücrelerin yüzeyindeki maddelere
karşı reseptörlere sahiptir.
• Böylece hücreler; hedef hücreye karşı özgün cevap,
metabolik aktivitelerini değiştirerek spesifik uyarana
karşı özgün cevap, hareket veya ölüm gibi cevaplar
verebilir.

16. Hücreler Kendi Regülasyonlarını Yapabilir
• Karmaşıklığın devamı ve düzeni sürekli bir
regülasyon gerektirir.
• Bu regülasyonun bozulması çok önemli
sonuçlara neden olur.
• Ör: DNA’daki hataların düzeltilmesinde onarım
mekanizmasının bozulması, hücrede mutasyona
ve çeşitli hastalıkların ortaya çıkmasına neden
olur.
• Hücrelerin kendi aktivitelerini nasıl kontrol
ettikleri konusu ise yavaş yavaş aydınlatılmaya
başlanmıştır.

17. Prokaryotik ve Ökaryotik
Hücreler temelde iki büyük sınıfa ayrılır.