Hücre, canlıların canlılık özelliği gösteren, yaşama ve üreme yeteneğine sahip en küçük yapı birimidir. Robert Hooke, mikroskopla incelemekte olduğu şişe mantar parçasının yan yana dizili bitişik bölümlerden oluştuğunu görmüş. Etrafları çevrili ve içleri boş olan yapılarına uygun olarak, bu yapı birimlerine “hücre” (cellula) adını vermiştir. Bu ismi 1665 yılında yayınladığı “Micrographia” adlı kitapta da kullanmıştır.
Hücreler, basit bir tanımla zar içerisindeki sitoplazma ve genetik bilgiyi çevreleyen bir çekirdekten meydana gelir ve ancak mikroskop yardımı ile görülebilirler. Bunlardan hücre zarı ve sitoplazma bütün hücrelerde bulurken çekirdek yalnızca gelişmiş hücrelerde bulunur.
Hücre Çeşitleri Nelerdir?
Hücreler yapılarına göre ikiye ayrılır.
1- Prokaryot (Prokaryote) Hücre: Bakteriler, arkebakteriler ve mavi-yeşil alglerdeki hücre tipleri bu gruba girer. Bunların çekirdek zarı ile çevrili bir çekirdekleri yoktur. Sitoplazmalarında mitokondri gibi zarlı organeller bulunmaz. Kalıtım maddesi olan DNA sitoplazma içerisine dağılmış durumdadır. Organel olduğu bilinen ancak yine de zar taşımayan Ribozomları vardır. Prokaryotların hayati faaliyetleri sitoplazmada ve hücre zarında gerçekleşir.
2- Ökaryot (Eukaryota) Hücre: Ökaryotlar “organel zarı” bulunduran organizmaları, dolayısıyla çekirdek materyali hücrenin sitoplazmasına dağılmamış olduğundan da gerçek çekirdeğe sahip organizmaları kapsayan canlı âlemidir. Karyon, Latince’de “çekirdek” anlamını verir -eu ön takısı da “gerçek” demektir. Kalıtsal materyal, hücre içerisinde belirli bir zarla çevrilmiş çekirdeğin içinde bulunur. Kromozomlar DNA‘dan ve proteinden oluşmuş olup, mitozla bölünürler. Ökaryotlar, sitoplazmalarında karmaşık organeller bulundururlar.
Ökaryotik hücreler, prokaryotlara göre çok gelişmiş olup; bitkiler, hayvanlar, mantarlar ve protistler âlemlerini kapsar. Prokaryotlar ise; monera (bakteriler, arkeler) alemini kapsar.
Hücre Sitoplazması ve Organelleri
Hücre içinin çekirdek dışında kalan kısmına sitoplazma adı verilir. Başka bir ifade ile sitoplazma; hücre zarı ile çekirdek zarı arasında yer alan kısımdır. Sitoplazmanın submikroskobik morfolojisi 1945 yılında Porter tarafından elektron mikroskobu ile yapılan çalışmalar sonunda aydınlatılmıştır. Sitoplazma tüm hücrelerde bulunur. Sitoplazma yapısal olarak, organeller ve bunların içinde yer aldığı koyu kıvamlı yarı akışkan (kolloidal) sıvı kısım (sitozol) dan meydana gelmiştir. Bu sıvı kısmın içeriğini enzimler, RNA, organik bileşiklerin yapı taşları (amino asitler, nükleotitler gibi) yıkım tepkimeleri sonucu oluşan atık ürünler, koenzimler, karbonhidratlar, yağlar, tuzlar, vitaminler, iyonlar ve büyük oranda su (%70-90) oluşturur. Sitoplazma solunum, fotosentez, beslenme, sindirim, boşaltım gibi bütün yaşamsal olayların geçtiği yerdir. Bir canlıda saptanan her türlü canlılık olayları sitoplazma içerisinde geçer. Sitoplazmanın miktarı hücrenin boyutuna göre değişir. Organellerin içinde yer aldığı yarı akışkan sıvıya ise sitozol denir.
Sitoplazma organelleri şekil, büyüklük ve yapı bakımından birbirinden farklılık gösterir. Bazı organeller sadece bitki hücrelerinde bazıları da sadece hayvan hücrelerinde bulunur. Örneğin; kloroplastlar bitkilere özgü bir organel iken; lizozomlar, hayvan hücrelerine özgüdür. Ancak organellerin büyük kısmı hem bitki hem de hayvan hücrelerinde bulunur. Ayrıca organellerin bazılarında çevresini saran bir zar sistemi bulunmaz. Bazı organellerin çevresi ise bir veya iki katlı zarla çevrilmiş durumdadır.
Organeller: Endoplazmik Retikulum, Mitokondri, Lizozom, Ribozom, Golgi Aygıtı, Plastitler (Kloroplast, Kromoplast, Lökoplast), Koful, Sentrozom, Peroksizom.
| Zarsız Organeller | Tek Katlı Zarlı Organeller | Çift Katlı Zarlı Organeller |
| Sentrozom | Endoplazmik Retikulum | Mitokondri |
| Ribozom | Lizozom | Plastitler |
| Golgi Aygıtı | a. Kloroplast | |
| Koful | b. Kromoplast | |
| Peroksizom | c. Lökoplast |
Çekirdek, Çekirdekçik ve Çekirdek Plazması
Hücre Çekirdeği (Nucleus); içerdiği DNA nedeni ile hücrenin yönetim merkezidir. Ökaryot hücrelerin çoğunda bulunan zarla kaplı bir organeldir. Prokaryotlar gibi çekirdeksiz hücreler de vardır. Fakat bu hücrelerde yönetimi sağlayan DNA, sitoplazmada bulunur. Çekirdek, birçok hücrede bir tanedir. Bazı hücrelerde çekirdek sayısı birden fazla olabilir. (Kas hücreleri, mantar hücreleri gibi.) Hücrenin genetik bilgilerinin çoğu, hücre çekirdeğinin içinde katlı uzun doğrusal DNA molekülleri ile histon gibi birçok proteinin bir araya gelerek oluşturduğu kromozomlarda bulunur. Bu kromozomların içindeki genler hücrenin çekirdek genomunu oluşturur. Hücre çekirdeğinin işlevi bu genlerin bütünlüğünü devam ettirmek ve gen ekspresyonunu düzenleyerek hücre işlevlerini kontrol altında tutmaktır. Çekirdeği çıkarılan her hücre bir süre sonra ölür. Hücre canlılığının devam etmesi için sitoplazma ve çekirdek bir arada bulunmalıdır.
Çekirdek Plazması (Karyoplazma); çekirdek içini dolduran sıvıdır. Sitoplazmanın devamı gibidir, ancak çözünmüş madde ve nükleik asitler bakımından daha yoğundur. Bu yapı içinde protein, enzim ve mineral maddeler de bulunur. İçinde kromatin iplikler ve çekirdekçik yer alır.
Çekirdekçik (Nukleolus); bir zarla çevrili değildir. Yapısında DNA, RNA ve protein bulunur. Çekirdekçikte rRNA sentezlenir ve proteinlerle birleştirilerek ribozomun alt birimleri oluşturulur.
Hücre Duvarı ve Hücre Zarı
Hücre Duvarı; (diğer adıyla hücre çeperi) bitki, mantar ve prokaryot hücrelerde görülen bir yapıdır. (Hayvan hücrelerinde hücre duvarı bulunmaz.) Hücre duvarı; hücreye şekil verir, hücrenin dayanıklılığını sağlar, çeşitli etkilerden korunmasına yardımcı olur. Yani bir nevi hücrenin koruma kalkanı sayılabilir. Hücre duvarı seçici geçirgen yapıya sahip değildir. Hücre duvarı hangi maddenin hücreye gireceğini veya giremeyeceğini belirlemez. Seçici geçirgenliği hücre zarı sağlar. Moleküller duvarın arasındaki bölgelerden geçebilir. Hücre duvarı, hücre zarına göre daha kalındır. Kalınlığı 0.1 μm ile birkaç mikrometre arasında değişebilir.
Hücre Zarı; bütün bitki ve hayvan hücrelerinde bulunan canlı, saydam, esnek ve seçici geçirgen bir zardır. Hücrenin dış kısmında bulunan, molekülleri özelliklerine göre hücre içine alan veya dışarı bırakan seçici geçirgen katmandır. Hücre zarı dinamik ve esnek bir yapıya sahiptir. Hücre zarı ile ilgili geçerli olan model 1972 yılında Singer ve G.Nicholson tarafından geliştirilmiştir. Akıcı mozaik zar modeli olarak açıklanan bu modelde zarın yapısında iki sıra halinde fofolipit tabakası bulunur. Fosfolpitlerin suyu seven (hidrofilik) baş kısımları dışta, suyu sevmeyen (hidrofobik) kuyruk kısımları ise içe doğru yerleşmiştir.
Hücre Zarı ve Hücre Çeperinin Karşılaştırılması
| Hücre zarı | Hücre çeperi |
| Tüm hücrelerde bulunur. | Bakteri, mantar, bitki ve bazı alglerde bulunur. |
| Canlıdır. | Cansızdır. |
| Üzerinde porlar bulunur. | Üzerinde geçitler bulunur. |
| Seçici geçirgendir. | Tam geçirgendir. |
| Hücre içeriğinin dağılmasını önler ve hücreyi dış etkenlerden korur. | Turgor basıncına ve dış etkilere karşı bitkiyi korur. Bitkiye destek verir. |
