If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Bağlandığınız bilgisayar bir web filtresi kullanıyorsa, *.kastatic.org ve *.kasandbox.org adreslerinin engellerini kaldırmayı unutmayın.

Ana içerik

Hücre Çekirdeği ve Ribozomlar

Bir hücrede bulunan çekirdeğin ve ribozomun yapısı ve işlevi nedir? Bu yapılar protein üretiminde birlikte nasıl çalışırlar?

Giriş

Elinizde çok önemli bir bilginin olduğunu düşünün ve bu bilginin de bir plan olduğunu varsayın. Elinizdeki plan bir evin, arabanın veya çok gizli bir savaş uçağının planı değil; bütün bir organizmanın yani sizin planınız! Bu plan, yalnızca nasıl bir araya geldiğinizi değil, aynı zamanda her hücrenin vücudunuzun çalışması için dakika dakika ne yapması gerektiğini de bütün detaylarıyla anlatıyor.
Kulağa önemli bir bilgi gibi geliyor, değil mi? Bu önemli bilgiyi muhtemelen göz kulak olabilmeniz kolay olacağı, korunumlu bir cüzdan gibi güvenli bir yerde saklamak isteyeceksinizdir. Ökaryot hücreler de sizin gibi düşünmüş olacak ki genetik materyalini çekirdek adı verilen zarla kaplı bir kutuda saklıyorlar.
Çekirdeği hiçbir zaman terk etmeyen ökaryotik DNA, RNA moleküllerine aktarılır (kopyalanır) ve çekirdeğin dışına ancak bu şekilde çıkabilir. Bazı RNAlar sitozolde (hücre sıvısı) ribozom adı verilen bir yapıyla bağlantı kurar ve buradan protein sentezini yönlendirir. (Diğer RNAlar ise ribozomun yapısında görev alarak veya gen etkinliklerini düzenleyerek hücrede önemli roller oynar.) Bu bölümde çekirdeğin ve ribozomların yapısını daha ayrıntılı bir şekilde ele alacağız.

Çekirdek

Çekirdek (nükleus) hücrenin genetik materyaline (DNA) ev sahipliği yapar ve ribozomlar (protein sentezini sağlayan hücre makineleri) bu bölgede sentezlenirler. Kromatin (proteinlerin etrafına sarılan DNA) çekirdekte nükleoplazma adı verilen jele benzer bir yapıda depolanır.
Nükleoplazmanın etrafında dış ve iç duvar olmak üzere iki tabakadan oluşan çekirdek zarı bulunur. Bu tabakaların her biri, uçları içe doğru olan ve fosfolipit çift tabaka olarak adlandırılan tabakalardan meydana gelir. Hücre zarının iki tabakası arasında ince bir boşluk vardır ve bu boşluk doğrudan zarla çevrili bir başka organel olan endoplazmik retikulumun iç kısmına bağlıdır.
Hücre gözenekleri maddelerin hücreye girmesini veya hücreden çıkmasını sağlayan küçük kanallardır. Çekirdek zarının üzerinde bulunan bu kanallardan her biri bir protein dizisiyle kaplanmıştır. Nükleer gözenek kompleksi adı verilen bu protein dizileri hücreye giren ve çıkan molekülleri kontrol ederler.
Bir çekirdeğin mikroskop görüntüsünü incelediğinizde (hücreyi görüntülemek için kullanılan boya türüne bağlı olarak) bu hücrenin içinde siyah bir nokta olduğunu görürsünüz. Çekirdekçik olarak adlandırılan koyu renkli bu bölge, ribozomların toplandığı bölgedir.
Görsel hakları: OpenStax Biology.
Ribozomlar nasıl meydana gelirler? Bazı kromozomların yapısında ribozomal RNA'yı kodlayan bölgeler bulunur. Ribozomal RNA, proteinlerle bir araya gelerek ribozom üreten yapısal bir RNA türüdür. Yeni ribozomal RNA proteinlerle çekirdekte birleşerek ribozoma ait alt birimler oluşturur. yeni üretilen alt birimler çekirdek gözenekleri sayesinde sitoplazmaya taşınır ve görevlerini gerçekleştirmeye başlar.
Bazı hücrelerin çekirdeklerinde birden fazla çekirdekçik vardır. Örneğin; bazı fare hücrelerinde 6 tane çekirdekçik bulunur1. Hücrelerinde çekirdek bulunmayan prokaryotlarda çekirdekçik de bulunmaz ve bu hücreler ribozomlarını sitozolde üretirler.

Kromozomlar ve DNA

Artık çekirdekçiğin yapısıyla ilgili temel bir bilgiye sahip olduğumuza göre bu yapının içinde bulunan genetik bilgiyi (DNA) daha yakından inceleyebiliriz. Organizmaların çoğunun DNA'sı bir ya da birden fazla kromozomdan meydana gelmektedir; her biri DNA'ya ait uzun bir iplik niteliği taşıyan bu kromozomlar çok farklı genler taşıyabilir.
DNA prokaryotlarda genellikle sarmal bir yapıda bulunurken; ökaryot hücrelerin DNA'ları genellikle düz bir yapıdadır. Her ökarot türünün vücudundaki hücrelerde yer alan çekirdekte belli sayıda kromozom bulunmaktadır. Örneğin; normal bir insan hücresinde 46 kromozom bulunurken meyve sineği hücrelerinde 8 kromozom bulunur.
Kromozomlar yalnızca hücre bölünmeye hazırlanırken belirgin yapılar olarak görünebilirler. Hücre büyüme ve geliştirme fazındayken kromozomlar çözülmüş ve düzensiz bir halde bulunan ipliksi yapılar halindedirler. DNA bu şekildeyken, enzimler DNA'ya ulaşabilir, DNA'yı RNA'ya aktarabilir ve bu şekilde de genetik bilginin kullanılması sağlanmış olur.
DNA'nın gevşek veya sıkı yapıda olmasına bakılmaksızın, kromozomların DNA iplikleri yapısal proteinlere (aşağıda gösterilen protein ailesi gibi) bağlıdır. DNA bağıntılı proteinler hem DNA'yı düzenler ve DNA'nın çekirdeğe girmesini sağlar hem de hangi genin aktif hangi genin pasif olduğuna karar verilmesine yardımcı olurlar. DNA ve yardımcı yapısal proteinler tarafından oluşturulan yapı kromatin olarak bilinir. DNA, kromatin ve kromozomlarla ilgili daha fazla bilgi almak isterseniz DNA ve kromozomlar makalesine göz atabilirsiniz.
Görsel hakları: OpenStax Biology. Sağdaki görsel NIH'nin çalışmasının uyarlamasıdır; ölçekli çubuk grafiği Matt Russell tarafından yapılmıştır.
DNA düzenlemesinin ne kadar önemli olduğunu anlatmak için şöyle bir örnek kullanabiliriz; normal bir insan hücresindeki DNA düz bir çizgi olarak uzatıldığında yaklaşık 2 metrelik bir uzunluğa sahip olur. Bu 2 metrelik DNA, 0,006 mm çapındaki küçük çekirdeklerden oluşur. Bu da ''geometrik olarak düzgün bir şekilde yapıldığını varsayarak, 40 km (24 mil) uzunluğa sahip çok ince bir ipliğin, bir tenis topunun içine sığdırılmasına" benzetilebilir4!

Ribozomlar

Yukarıda da belirtildiği gibi ribozomlar, protein sentezleyen moleküler makinelerdir. Ribozomlar RNA'dan ve proteinlerden meydana gelir ve her bir ribozom iki ayrı RNA-protein yapısından (küçük ve büyük alt birimler) oluşur. Büyük alt birim küçük alt birimin üstünde yer alır ve bu iki alt birimin arasında bir RNA tabakası bulunur. Bu anlamda, ribozomun, üzerinde yumuşak bir ekmek olan ve bir RNA köftesinin de içinden geçtiği bir hamburger olduğu düşünülebilir.
Ökaryot hücrelerdeki ribozomlar, protein sentezine yönelik emirleri çekirdekten alırlar. DNA parçaları (genler) da mesajcı RNAlar (mRNAlar) üretmek için yine çekirdekte kopyalanırlar. mRNA ribozoma taşınır ve ribozom mRNA'nın sahip olduğu bilgiyi belli bir aminoasit sırası kullanarak protein üretir. Bu işleme translasyon denir. Prokaryotlarda çekirdek bulunmadığı için mRNAlar sitoplazmada kopyalanır ve aktarımları ribozomlar tarafından sağlanır.
Görsel hakları: OpenStax Biology.
Ökaryot ribozomlar sitoplazmada serbest olarak dolaşabilir; endoplazmik retikuluma veya çekirdek zarının dışına yapışık bir halde durabilirler. (Bağlı ribozomlar bu makalenin en başında yer alan tabloda kırmızı noktalarla gösterilmiştir. Bağlı ribozomlara sahip olan endoplazmik retikulum granüllü endoplazmik retikulum denir.)
Protein sentezi bütün hücreler için gerekli bir işlev olduğu için hem bakteri gibi prokaryot hücreler hem de çok hücreli organizmalarda bulunan neredeyse bütün hücre türlerinde ribozom bulunur fakat protein üretme konusunda uzmanlaşan ökaryotik hücrelerdeki ribozom sayısı çok daha fazladır. Örneğin; pankreas büyük miktarlarda sindirim enzimi üretmekle ve salgılamakla sorumlu olduğundan, bu enzimleri meydana getiren pankreas hücrelerindeki ribozom sayısı, oldukça fazladır.
Son bir gerçek: Ribozomun ne kadar önemli olduğunu göstermek üzere 3 araştırmacı, x ışını kristalografisi tekniği kullanarak ribozomun yapısının ve hareketlerinin ayrıntılı bir haritasını çıkardı. Bu sayede 2009'daki Nobel Kimya Ödülü'nün sahipleri oldular.

Tartışmaya katılmak ister misiniz?

Henüz gönderi yok.
İngilizce biliyor musunuz? Khan Academy'nin İngilizce sitesinde neler olduğunu görmek için buraya tıklayın.