Çekirdek Nedir? Yapısı ve Görevleri Nelerdir?

Hücre Çekirdeği (Nükleus), ökaryot hücrelerin çoğunda bulunan zarla kaplı bir organeldir. Çekirdek, yapısında bulunan DNA (Deoksiribonükleikasit) nedeni ile hücrenin ana yönetim ve kalıtım merkezidir. Hemen hemen bütün hücreler bir çekirdek yapısına sahip iken prokaryotlar gibi tek hücreli basit canlılar çekirdeksiz hücrelere sahiptirler. Bu tip hücrelerde yönetimi sağlayan DNA, sitoplazma içerisinde bulunur. Çekirdek, birçok hücrede bir tanedir. Bazı hücrelerde çekirdek sayısı birden fazla olabilir. Örneğin; 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.

Amipler üzerinde yapılan deneyler, çekirdeğin hücre hayatı için gerekli olduğunu ortaya koymuştur. Çekirdeği çıkarılan bir amibin ve çıkarılan çekirdeğin uygun şartlarda bekletilmesine rağmen, yaşamadığı gözlenmiştir.

Hücre canlılığının devam etmesi için sitoplazma ve çekirdek bir arada bulunmalıdır.

Hücre Çekirdeğinin Görevleri Nelerdir?

Çekirdeğin üç önemli görevi (fonksiyonu) bulunmaktadır.

1- DNA’daki bilgilere göre üretilen enzim ve hormonlarla (işlevsel proteinlerle) hücreyi yönetir.

2- Sahip olduğu bilgileri hücre bölünmesi ile yeni hücrelere aktarır.

3- Genlerdeki özellikleri sonraki hücrelere taşıyarak kalıtsal devamlılığı sağlar.

Hücre Çekirdeğinin Bölümleri Nelerdir?

Bir hücre çekirdeği dört bölümden meydana gelir.

• Çekirdek Zarı (Karyolemma)
• Çekirdek Plazması (Karyoplazma)
• Çekirdekçik (Nucleolus)
• Kromatin İplik ve Kromozomlar

1- Çekirdek Zarı: Çekirdek hücrenin diğer kısımlarından bir zar ile ayrılır. Zar, çekirdeğe şekil ve direnç kazandırır. Çekirdek zarı hücre bölünmesi sırasında kaybolur (çözünür), bölünme tamamlandıktan sonra yeniden meydana gelir. Çekirdek zarı; çift katlı yapıdadır ve hücre organellerinden Endoplazmik Retikulum (ER) ile bağlantılıdır. Çekirdek zarının dış yüzeyinde ribozomlar yer alır. Çekirdek zarı üzerinde por (gözenek) adı verilen geçitler bulunur. Bunlar hücre zarındaki porlardan büyüktür. Porlar, RNA, ATP ve protein gibi büyük (polimer) moleküllere geçirgendir.

2- 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.

3- Çekirdekçik (Nucleolus): Çekirdekçik, bir zarla çevrili değildir.  Yapısında DNA, RNA ve protein bulunur. Çekirdekçikte rRNA sentezlenir ve proteinlerle birleştirilerek ribozomun alt birimleri oluşturulur. Çekirdekçiğin ana görevi; DNA ve ribozom sentezidir. Çekirdekçiğin büyüklüğü ve sayısı, canlının türüne ve hücrenin büyüme evresine göre değişir. Protein sentezinin daha yoğun olduğu hücrelerde çekirdekçiğin daha büyük olduğu görülmektedir. Çekirdekçik, hücre bölünmesi sırasında kaybolur (çözünür) ve daha sonra yeniden oluşur.

4- Kromatin İplik ve Kromozomlar: Çekirdekte bulunan DNA, histon denilen proteinlerle birlikte kromatin adı verilen yapıyı oluşturur. Hücre bölünmesi sırasında bu kromatinler, kısalıp kalınlaşarak kromozomları oluşturur. Kromozomlar birbirinin kopyası iki kromatit içerir. Çünkü, DNA zinciri bölünme öncesi eşlenmiştir. Canlının kalıtsal karakterlerini taşıyan kromozomlar hücrelerde türe özgü sayıda bulunur. Örneğin insanda 46, nilüferde 160, köpekte 78 kromozom vardır.

Not: Partenogenez ile çoğalan bazı canlılar hariç, aynı tür bireylerin kromozom sayıları aynıdır. Ancak kromozom sayıları aynı olan bireylerin aynı tür olduğu yanlış bir düşüncedir. Mesela insan, siyah moli balığı ve kurtbağrı ağacı aynı sayıda (46 adet) kromozom taşır. Ancak birisi insan, birisi hayvan, birisi de bitkidir.

Canlıların gelişmişliği ile kromozom sayıları arasında doğrudan bir ilişki de yoktur. Örneğin; insanda kromozom sayısı 46 iken, damarlı tohumsuz bir bitki olan eğrelti otunda 500 tane kromozom bulunur. Canlıların benzerliği konusunda en önemli kriter, DNA şifrelerinin (gen dizilimlerinin) benzer olmasıdır. Gen, belirli sayıda (yaklaşık 1500) nükleotitten oluşan ve en az bir proteinin veya RNA’nın sentezinden sorumlu DNA parçasıdır.