Hücre İskeleti | Giriş

• Yukarıdaki resimde görülen kırmızı, yeşil ve mavi renklerle işaretlenmiş olan filamentler hücre iskeletini oluşturur. Yani aslında hücre iskeleti sitoplazma boyunca dağılmış olan filamentler bütünüdür.

• Hücre iskeleti sayesinde hücreler belirli şekilleri alabilir hatta bazı özel hücreler hücre iskeletlerini tekrardan yapılandırarak değişen çevre koşullarına göre şekillerini değiştirebilirler. Ayrıca belirtmekte fayda var, hücre iskeleti hücreye şekil vermekle kalmaz, ona fiziksel dayanıklılık da verir.
• Amip ve bazı bağışıklık sistemi hücreleri hücre iskeletini oluşturan filamentlerden aktini kullanarak çevre koşullarına (özellikle bağışıklık sistemi hücreleri diğer hücrelerden salınan kimyasallara) göre hareket ederler.

• Hücre iskeleti hücreyi dış ortama adapte etmekle kalmaz bölünme, büyüme gibi özel durumlarda organelleri ve diğer hücre içi bileşenleri çeşitli yerlere taşıyarak hücre içi yapısını da değiştirir.

• Mitoz ve mayoz esnasında kromozomların ayrılması hücre iskeletini oluşturan filamentlerden mikrotübüller tarafından gerçekleştirilir. Ayrıca unutulmamalıdır ki mitoz ve mayoz sadece çekirdeğin bölünmesi olayıdır. 
• Karbonhidrat, yağ ve proteinlerin oluşan ve akışkan (dolayısıyla da kırılgan) bir yapıya sahip olan plazma membranına mekanik destek vermek hücre iskeletinin görevlerinden bir tanesidir.
• Hücre iskeleti kas ve nöron gibi oldukça özelleşmiş hücrelerin fonksiyonlarını yerine getirmesini sağlar. Örneğin, hücre iskeleti kas hücrelerin kasılmadan nöronlarda ise akson ve dendritlerin oluşumundan sorumludur.

• Sitoplazmada bulunan proteinler ve mRNA'lar her zaman homojenik bir şekilde dağılmaz. Yukarıdaki resimde görülen olay da bu düzensiz dağılımın örneklerinden biridir. Detaylıca anlatmak gerekirse, bazı durumlarda mRNA'ların veya proteinlerin sitoplazmanın bir kısmında yoğunlaşması çeşitli sonuçlara sebep olur. Örneğin, yukarıdaki resimdede görülebileceği üzere bölünmekte olan bir maya hücresinde yeni oluşacak hücrenin hücrenin hangi kısmından çıkacağı ash1 olarak adlandırılan mRNA'nın hücrenin hangi kısmında yoğunlaşacağına bağlıdır. Tabii ki bu yoğunlaşma hücre içindeki organel ve diğer bileşiklerin hareket ve düzenlenmesinden sorumlu olan hücre iskeleti tarafından gerçekleştirilir. mRNA'ların düzensiz dağılmasıyla ilgili bir örneği Drosophila melanogaster'lerin gelişiminde de görebiliriz. Bu durumda yine hücre iskeleti sayesinde mRNA'lar sitoplazmanın farklı kısımlarında yoğunlaşır bu sayede de hangi kısmın kafa hangi kısmın abdomen olacağı belirlenir.  

*Konuyla ilgili daha detaylı bilgi edinmek isteyenler için:Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. Molecular Biology of the Cell. 4th edition. New York: Garland Science; 2002. Chapter 16, The Cytoskeleton. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21051/

Ribozom

• Ribozom protein sentezinden sorumlu bir organeldir.

• Ribozom 2 adet altyapıdan oluşur. Bu yapılar büyüklüklerine göre büyük altyapı ve küçük altyapı diye adlandırılır. 
• Büyük ve küçük altyapı protein sentezlenmedikçe sitoplazmada ayrı ayrı bulunur. Protein sentezi başladığı zaman mRNA aracılığıyla bir araya gelirler.

• Ribozomlar hücrede 3 yerde bulunabilir ve bulundukları yere göre adlandırılırlar. Serbest ribozomlar sitoplazmada bulunur ve hücre içinde kullanılacak proteinlerin sentezinden sorumludur. Bağlı ribozomlar granüllü endoplazmik retikuluma bağlı bir şekilde bulunur ve hücre dışına salgılanacak proteinlerin sentezinden sorumludur. Mitokondriyel ribozomlar mitokondride bulunur ve mitokondride kullanılcak bazı protein, tRNA ve rRNA'ların sentezinden sorumludur.

• Ribozomlar nükleusun nükleolus denilen iç kısmında sentezlenir ve rRNA ve proteinlerden oluşurlar. Proteinler ribozoma yapısal destek sağlarken, rRNA'lar da ribozomun işlevlerini yerine getirmesini sağlar. Örneğin, büyük alt birimde bulunan 23S rRNA aminoasitler arasında peptit bağının oluşumunu sağlar.

• Prokaryot ve ökaryot ribozomları birbirinden oldukça farklıdır. Ökaryot ribozomu (80 S) prokaryot ribozomundan (70 S) bir miktar daha büyüktür. Mitokondriyel ribozom, boyut ve yapısal özellikleri bakımdan prokaryot ribozomuna daha çok benzemektedir. Bu açıdan da endosimbiyoz kuramını desteklemektedir.

• Bakteri ribozomu ökaryot ribozomundan farklı olduğundan dolayı, insan ya da hayvan vücudundaki bakterileri öldürmek için genelde bakteri ribozomu hedef alınmaktadır. Yukarıdaki resimde görüldüğü gibi, antibiyotiklerin büyük bir kısmı da ribozomu hedef almaktadır.

Hücrenin Enerji Kaynağı: Mitokondri

Mitokondri 2 zarla çevrili, alışılmışın dışında özellikleri olan bir organeldir. Temel görevi hücrenin enerji ihtiyacını karşılamak olsa da bunun dışında da oldukça önemli görevleri vardır.
Mitokondrinin Özellikleri:

• Mitokondri 2 zarlı bir organeldir. Dış zarının yapısı genel olarak hücre zarına benzerdir. Hücre zarından farklı olarak porin bir protein içerir. Porin sayesinde ATP, ADP ve çeşitli proteinler mitokondriyle sitoplazma arasında hareket edebilir. İç zarı ise hücre zarından oldukça farklıdır. Öncelikle ATP üretimi arttırabilmek amacıyla krista adı verilen kıvrımlı bir yapıya sahiptir. Ayrıca hücre zarına oranla protein/lipid oranı oldukça fazladır. Son olarak, bakterilerde de bulunan özel bir lipid olan cardiolipin'i içerir.

• İç zarın içindeki kısım matrix olarak adlandırılır. Bu kısımda mitokondri DNA'sı, ribozom, proteinler ve solunum için gerekli olan enzimlerin bir kısmı bulunur.
• Mitokondri kendi DNA'sına sahiptir. DNA'sı hücrenin genomundan farklı olarak dairesel şekildedir. 

• Mitokondri DNA'sı mitokondrinin tüm proteinlerini kodlamaya yeterli değildir. Sadece bazı proteinler, çeşitli tRNA ve rRNA'lar mitokondri DNA'sı tarafından kodlanır. İhtiyaç duyulan diğer proteinler çekirdekte bulunan DNA tarafından kodlanır, sitoplazmada protein haline geldikten sonra mitokondriye taşınır.
• Mitokondrinin bir olağandışı özelliği ise kendi ribozomuna sahip olmasıdır. Ribozomun rRNA'ları mitokondri DNA'sı tarafından kodlanır ve ribozomlar sitoplazmik ribozomlardan oldukça farklıdır. 

• Yapılan son araştırmalara göre, yukarıdaki resimde de görülebileceği üzere, mitokondride kodonların işleyişi de sitoplazmadan farklılık göstermektedir.