ökaryot hücre ve yapısı

[_SoN_]

ökaryot hücre ve yapısı
Ökaryotlar (Latince: Eukaryota), hücrelerinde bir çekirdek ve başka organeller içeren bir canlılar grubu olup bilimsel sınıflandırmada arkeler ve bakterilerle beraber tüm canlıları kapsayan üç ana gruptan biridir.
Ökaryotların genetik malzemeleri zarla çevrili bir (veya birkaç) çekirdek içinde yer alırlar. Bu nedenle kelime, gerçek (Grekçe: eu) ve çekirdek (Grekçe: karyon) sözcüklerinden türetilmiştir. Sıfat hâli ökaryotiktir. Bakteri ve arkeler çekirdeksiz olduklarından beraberce prokaryot olarak adlandırılırlar (evvel (Grekçe: pro-) ve çekirdek (Grekçe: karyon)). Çekirdeğin yanı sıra ökaryotların kloroplast veya mitokondri gibi zarla çevrili çeşitli organelleri vardır. Bu tür hücre içi karmaşık yapılar da prokaryotlarda bulunmaz.
Ökaryotların ortak bir atası olduğu için bir üst âlem (İngilizce: domain) olarak tanımlanmışlardır. Üst âlem sisteminde ökaryotların prokaryotlara kıyasla arkelerle daha çok ortak özellikleri olduğundan arkelerle beraber neomura kladı içinde gruplandırılırlar.
Ökaryotlar hücreleri arasındaki farklılıklar
Ökaryotlar genel olarak bitki, hayvan, mantar ve protista olarak dört gruba ayrılırlar. Ancak protista grubu aslında bitki, hayvan ve mantar olarak sınıflandırılamayan canlıları bir arada toplayan bir grup olduğu için bazı biyologlar tarafından kabul görmez ve yerine daha küçük gruplar tanımlarlar.
Çok çeşitli ökaryotik hücre tipi olmakla beraber hayvan ve bitkilerin en yaygın ve iyi bilinen çeşitleri olduklarından ökaryot yapısının anlaşılması için iyi bir başlangıç noktası oluştururlar. Ancak mantar ve çoğu protistanın hayvan ve bitkilerden önemli farklılıkları vardır.
Hayvan hücresi

Tipik bir hayvan hücresinin yapısı
Hayvan hücresi, hayvanların dokularını oluşturan bir ökaryotik hücre tipidir. Hayvan hücreleri diğer ökaryotlardan (özellikle bitki hücrelerinden) belirgin bir farklılık gösterir; hücre duvarı ve kloroplastları yoktur ve kofulları daha küçüktür. Hücre zarı esnek olduğundan hayvan hücreleri çeşitli şekillere girebilir ve fagositik bir hücre, başka cisimleri içine alabilir. Ayrıca bitki hücresinden farklı organeleri vardır. İnsan hücreleri biyolojik olarak ökaryotik hücrelerle aynı kategoriden sayılırlar.
Bitki hücresi

Tipik bir bitki hücresinin yapısı
Bitki hücreleri diğer ökaryotik organizmaların hücrelerinden oldukça farklıdırlar. Belirgin özellikleri
• Tonoplast adlı bir zarla çevrili büyük bir merkezî kofulun hücrenin turgorunu (hücre zarının hücre duvarına yaptığı basıncı) düzenler ve sitozol ile bitkinin öz suyu arasında moleküllerin hareketini kontrol eder.
• Selüloz, protein ve çoğu zaman ligninden oluşmuş hücre duvarı, protoplastlar tarafından hücre zarının dışına yerleştirilir. Buna karşın bakterilerin hücre duvarları peptidoglikandan, mantarlarınkiyse kitinden oluşur.
• Plasmodesmata, hücre duvarındaki gözenekleri birbirine bağlayarak her bir bitki hücresinin ona bitişik hücrelerle haberleşmesini sağlar. Bu, mantarlarda görülen hif ağından farklıdır.
• Plastitler, başlıca hücre içi organellerdir. Çeşitli biyokimyasal tepkimeler içlerinde gerçekleşir. Ayrıca besin depolamak için kullanılırlar. Fotosentezin yapıldığı kloroplastlarda bulunan klorofil, bitkilere yeşil rengi verir.
• Kamçısı (flagellası) olmayan bitkilerde (örneğin iğne yapraklılar ve çiçekli bitkiler) hayvan hücrelerinde bulunan sentrioller de bulunmaz.

Bitkilerin ve hayvanların hücreleri, "ökaryot" olarak bilinen hücre tipini oluşturur. Ökaryot hücrelerin en belirgin özellikleri, bir hücre çekirdeğine sahip olmaları ve genetik bilgilerini kodlayan DNA molekülünün de bu çekirdeğin içinde yer almasıdır. Öte yandan bakteriler gibi bazı tek hücreli canlıların ise hücre çekirdeği yoktur ve DNA molekülü hücre içinde serbest haldedir. (bkz. Bakteri) Bu ikinci tip hücrelere "prokaryot" hücre adı verilir. (bkz. Hücre) Bu hücre yapısı, bakteriler için ideal bir tasarımdır; çünkü bakteri popülasyonlarının yaşamları açısından son derece önemli bir işlem olan "plasmid transferi" (hücreden hücreye yapılan DNA aktarımı), prokaryot hücrenin serbest DNA yapısı sayesinde mümkün olur.
Evrim teorisi ise, canlılığı "ilkelden gelişmişe" doğru bir sıralamaya yerleştirmek zorunda olduğu için, prokaryotların "ilkel" hücreler olduğunu, ökaryotların ise bu hücrelerden evrimleştiğini varsaymaktadır.
Bu iddianın tutarsızlığına geçmeden önce, prokaryot hücrelerin hiç de "ilkel" olmadığını belirtmekte yarar vardır. Bir bakterinin 2.000 civarında geni vardır. Her bir gen ise 1.000 kadar harf (şifre) içerir. Bu da bakterinin DNA'sındaki bilginin en az 2 milyon harf uzunluğunda olması demektir. Bu hesaba göre tek bir bakterinin DNA'sının içerdiği bilgi, her biri 100 bin kelimelik 20 romana denktir. 73
İşte her bir bakterinin DNA'sında kodlu bu bilgilerdeki herhangi bir değişiklik, bakterinin tüm çalışma sistemini bozabilir. Bu durum, bakterinin ölümü anlamına gelir.
Rastlantısal değişikliklere karşı koyan bu hassas yapı yanında, bakteriler ile ökaryot hücreler arasında hiçbir "ara form" bulunmayışı da, evrimcilerin iddiasını temelsiz kılmaktadır. Evrimci Prof. Ali Demirsoy, bakteri hücrelerinin ökaryot hücrelere ve bu hücrelerden oluşan kompleks canlılara dönüşmesi senaryosunun temelsiz olduğunu şu sözleriyle itiraf eder:
Evrimde açıklanması en zor olan kademelerden biri de bu ilkel canlılardan, nasıl olup da organelli ve karmaşık hücrelerin meydana geldiğini bilimsel olarak açıklamaktır. Esasında bu iki form arasında gerçek bir geçiş formu da bulunamamıştır. Bir hücreliler ve çok hücreliler bu karmaşık yapıyı tümüyle taşırlar, herhangi bir şekilde daha basit yapılı organelleri olan ya da bunlardan birinin daha ilkel olduğu bir gruba veya canlıya rastlanmamıştır. Yani taşınan organeller her haliyle gelişmiştir. Basit ve ilkel formları yoktur.74
Bakteri hücresi ile bitki hücresi arasındaki büyük yapısal farklılıklara bakıldığında, böyle bir dönüşümün imkansızlığı da açıkça görülmektedir:

Prokaryot hücrelerin (solda), zaman içinde ökaryot hücrelere (sağda) dönüştüğü yönündeki evrimci varsayım, hiçbir bilimsel temele sahip değildir.
1) Bakteri hücresinin hücre duvarı, polisakkarid ve proteinden oluşurken, bitki hücresinin hücre duvarı bunlardan tamamen farklı bir yapı olan selülozdan oluşur.
2) Bitki hücresinde zarla çevrili, son derece kompleks yapılara sahip pek çok organel varken, bakteri hücresinde hiç organel yoktur. Bakteri hücresinde sadece serbest halde dolaşan çok küçük ribozomlar vardır. Bitki hücresindeki ribozomlar ise daha büyüktür ve zarlara bağlıdır. Ayrıca her iki ribozom tipi de farklı yollarla protein sentezi gerçekleştirir.75
3) Bakteri hücresindeki ve bitki hücresindeki DNA'ların yapıları birbirlerinden farklıdır.
4) Bitki hücresindeki DNA molekülü çift katlı bir zarla korunurken, bakteri hücresindeki DNA molekülü hücre içerisinde serbest durmaktadır.

Yeryüzünde yaşamın temelini bitkiler oluşturur. Bitkiler hem besin üretmeleri, hem de atmosferdeki oksijeni sağlamaları nedeniyle, canlılığın vazgeçilmez şartlarındandır.
5) Bakteri hücresindeki DNA molekülü biçim olarak kapalı bir ilmik görünümündedir, yani daireseldir. Bitki hücresindeki DNA molekülü ise doğrusal biçimdedir.
6) Bakteri hücresindeki DNA molekülü tek bir hücreye ait bilgiler taşırken, bitki hücresindeki DNA molekülü, bitkinin tümüne ait bilgileri taşır. Örneğin meyveli bir ağacın kökleri, gövdesi, yaprakları, çiçekleri ve meyvesine ait tüm bilgiler, ağacın tüm hücrelerinin her birinin çekirdeğindeki DNA'da ayrı ayrı bulunmaktadır.
7) Bazı bakteri türleri fotosentetiktir, yani fotosentez yaparlar. Ancak bitkilerden farklı olarak bakteriler hidrojen sülfit ile sudan ziyade, başka bileşikleri kırar ve oksijen gazı salmazlar. Ayrıca fotosentetik bakterilerde (örneğin cyano bakterisinde) klorofil ve fotosentetik pigmentler, kloroplast içinde bulunmazlar. Bunlar hücrenin içinde çeşitli zarların içine gömülü olarak dağılmışlardır.

Günümüzde yaşayan benzerlerinden farksız bir yapıda olan 25 milyon yıllık bitki fosili.
8) Bakteri hücresi ile bitki/hayvan hücresindeki mesajcı RNA'ların biyokimyasal yapıları birbirlerinden oldukça farklıdır.76
Hücrenin yaşayabilmesinde mesajcı RNA son derece hayati bir görev üstlenmiştir. Ancak mesajcı RNA hem ökaryot hem de prokaryot hücrelerde aynı hayati görevi üstlenmiş olmasına rağmen, biyokimyasal yapıları birbirlerinden farklıdır. Science dergisinde yayınlanan bir makalesinde Darnell konuyla ilgili olarak şöyle yazar:
Mesajcı RNA oluşumunun biyokimyasında ökaryotlar ve prokaryotlar kıyaslandığında fark o kadar büyüktür ki, prokaryot hücreden ökaryot hücreye evrim olası değildir.77
Yukarıda birkaç örneğini verdiğimiz bakteri ve bitki hücreleri arasındaki büyük yapısal farklılıklar, evrimci biyologları büyük çıkmaza sokmaktadır. Bazı bakterilerin ve bitki hücrelerinin sahip oldukları ortak yönler olmasına rağmen, bu yapılar genel olarak birbirlerinden oldukça farklıdır. Bu farklılıklar ve hiçbir fonksiyonel "ara form"un mümkün olmaması, bitki hücresinin bakteri hücresinden evrimleştiği iddiasını bilimsel yönden geçersiz kılmaktadır.
Nitekim Prof. Ali Demirsoy da, "karmaşık hücreler hiçbir zaman ilkel hücrelerden evrimsel süreç içerisinde gelişerek meydana gelmemiştir" diyerek bu gerçeği kabul eder.78

PROKARYOT VE ÖKARYOT HÜCRELER
Canlılar sınıflandırılırken temelde hücre yapıları göz önüne alınır. Buna göre canlılar iki üst aleme ayrılır. Bunlar basit ilkel canlıların bulunduğu prokaryotlar ve ileri yapılı canlıların yer aldığı ökaryotlardır.

PROKARYOT HÜCRELER
Belli bir çekirdekleri olmayan, kalıtım maddesi sitoplazmada dağınık halde bulunan çok basit hücrelerdir. Bunların zarları organelleri yoktur. Sadece ribozom organeli içerirler. Bazılarında sitoplazmada klorofil pigmentleri veya hücre zarından oluşan mesozomlar bulunabilir. Örneğin; bakteriler ve mavi-yeşil algler prokaryot hücre yapısında canlılardır.

ÖKARYOT HÜCRELER
Belli bir çekirdek yapısına sahiptirler. Çekirdek içinde DNA, RNA, özel çekirdek sıvısı ve çekirdekçik gibi yapılar bulunur. Zarlı ve zarsız organellere sahiplerdir. Örneğin; insan, hayvan, bitki, mantar ve protista gibi canlıların hücreleri ökaryot hücre yapısına sahiptir.

PROKARYOT HÜCRE İLE ÖKARYOT HÜCRE ARASINDAKİ FARKLAR
Emektron mikroskobunun geliştirilmesiyle birlikte, biyologlar hücre yapıları inceleme fırsatı buldular. Bu araştırmalar sonunda canlılar aleminde iki temel hücre tipi olduğu ortaya çıktı: prokaryotik ve ökaryotik hücre. Yapısal olarak daha basit olan prokaryotik hücre yapısı sadece bakterilerde bulunur. Diğer bütün organizmalar yani protista, fungi (mantarlar),
bitkiler ve hayvanlar, daha karmaşık olan ökaryotik hücre yapısına sahiptir.

Prokaryot hücre Ökaryot hücre:
Her iki hücre tipinde ortak olan özellikler:
• Benzer yapıda hücre zarı.
• Genetik bilginin DNA aracılığıyla kodlanması ve aktarılması.
• Transkripsiyon ve translasyon mekanizmalarının ve ribozomların benzer olması.
• Ortak metabolik yolların bulunması. (Ör:glikolik)
• Kimyasal enerjiyi ATP olarak depolamak için kullanılan mekanizmanın benzer olması (prokayotların hücre zarında, ökaryotların mitokondri zarında).
• Benzer fotosentez mekanizmaları.
• Zar proteinlerini sentezleme ve hücre zarına yerleştirmede kullanılan mekanizmanın bezerliği.
• Benzer yapıda proteazomlar (protein sindiren yapılar).

Ökaryotik hücrede bulunup prokaryotlarda bulunmayan özellikler:
*Hücrede, çekirdek adı verilen ve bir zarla sitoplazmadan ayrılan bir bölümün bulunması, Çekirdek zarında bulunan karmaşık yapılı porlar (delikler).
*DNA ile birlikte mitoz bölünme sırasında sıklaşabilme özelliğine sahip proteinlerin bulunması.
*Karmaşık yapılı zarsı sitoplazmik organellerin bulunması.
*Oksijenli solunum özelleşmiş sitoplazmik organeller: mitokondri.
*Fotosentez için özelleşmiş stoplazmik organeller: kloroplast.
*Karmaşık yapılı hücre iskeletinin (sitoskeleton) bulunması. (Mikrofilamentler, ara filamentler ve mikrotübüller.)
*Daha karmaşık kamçı (flagella) yapısı.
*Hücre zarıyla kesecikler oluşturarak sıvı ve katı maddeleri hücre içine alabilme yeteneği. (Endositoz ve Fagositoz.)
*Bitkilerde selüloz içeren hücre duvarı.
*Hücre bölünmesi sırasında kromozomların ayrılmasını sağlayan ve mikrotübül yapıda olan iğ iplikleri.
*Diploidlik:her hücrede bir genin iki kaypa halinde bulunması.
*Mayoz bölünme ve döllenme gerektiren eşeyli üreme.