Sitoloji veya hücre biyolojisi, kökü Yunancadaki kytos, barındırıcı kelimesidir), hücrelerin fizyolojisini, yapısını, içerdiği organelleri, bulunduğu ortamla olan ilişkisini, yaşam döngüsünü, bölünmesini ve ölümünü inceleyen bir bilim dalıdır. Bu işlem hem moleküler hem de mikroskobik ölçüde gerçekleştirilir. Sitoloji araştırmaları, bakteriler ve protozoa gibi tek hücreli organizmalardan, insan gibi çok hücreli organizmalara kadar büyük bir alana yayılır.
Hücre bir canlının yapısal ve işlevsel özellikler gösterebilen en küçük birimidir. Hücre kelimesi, ; Latince küçük odacık anlamına gelen "cellula" kelimesinden Robert Hooke tarafından türetilmiştir. Hücrenin içerisinde "Solunum, Boşaltım, Beslenme, Sindirim" gibi yaşamsal faaliyetler gerçekleşir.
Mitokondri, hücre organellerinden biridir. Yunanca mitos (iplik) ve khondrion (tane) sözcüklerinden türetilmiştir. Boyları 0,2-5 mikron arasında değişir. Şekilleri ise ovalden çubuğa kadar değişkenlik göstermektedir. Bazı hücreler tek bir büyük mitokondri içerebilse de mitokondriler hücrelerde çoğunlukla fazla sayılardadır. Sayıları hücrenin enerji ihtiyacına göre değişir. Özellikle kas ve sinir hücreleri gibi enerji ihtiyacı fazla olan hücrelerde çok sayıda mitokondri bulunur. Bir karaciğer hücresinde sayıları 2500 civarına ulaşabilir.
- Bölünüp çoğalma özelliğine sahiptirler.
- Solunum sırasında monomer organik besinler, inorganik besinlere dönüşürler.
- Görevi: Oksijenli solunum ile ATP sentezini gerçekleştirmek
- Mitokondriler, oksijenli solunum yapan ökaryotik hücrelerde bulunur. Prokaryotik hücrelerde ve memelilerin alyuvarlarında bulunmaz.
- Mitokondri hücrede enerji üreten organeldir.
- Mitokondrilerin büyüklük ve şekilleri bakterilerinkiyle benzerlik gösterir.
- Kendilerine ait ribozom, DNA ve RNA ları vardır. Mitokondriyal DNA bakterilerde olduğu gibi daireseldir ve 16,569 baz çiftinden oluşur. Mitokondri ribozomları yaklaşık olarak bakteri ribozomlarının büyüklüğündedir. Tüm bunlar Endosimbiyoz Kuramını desteklemektedir. Endosimbiyoz Kuramına göre mitokondri bir aerob prokaryotun ökaryotik hücre içine girerek simbiyotik olarak yaşayamaya başlaması sonucu gelişmiş bir organeldir.
- Mitokondriler kloroplastlar gibi çift zara sahip organellerdir.
Hücre zarı ya da hücre membranı, hücrenin dış kısmında bulunan, molekülleri özelliklerine göre hücre içine alan veya dışarı bırakan seçici geçirgen katmandır. Hücre zarı dinamik ve esnek bir yapıya sahiptir.
Kloroplast, fotosentezin gerçekleştiği sitoplazmik organeldir. Bitkilerin sadece yeşil kısımlarında bulunur. Bitkide besin ve oksijen üretilmesini sağlar. Genellikle yeşil renkli olduğu için bitkilerin çoğunun yeşil renkli olmasının temel sebebidir. Güneş enerjisini moleküler bağlar halinde saklayabilen tek yapı kloroplastlardır ve senede bu yolla dünyada 200 milyar ton organik madde üretilmektedir. Fotosentez yapma yeteneği kazanmış bir çekirdeksiz ve organelsiz ilkin hücre ve heterotrof (adrıbeslek) canlıların içerisine girerek simbiyoz yaşama uymuş bu şekilde kloroplastları meydana getirmiştir. Yani mavi algler kloroplastların evrimsel olarak atasıdır.
Hücre çekirdeği ya da nükleus, ökaryot hücrelerin hepsinde bulunan zarla kaplı bir organeldir. 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.
Guanozin-5'-trifosfat (GTP), bir pürin nükleozid trifosfattır. Transkripsiyon sırasında RNA bireşimi için gerekli yapı taşlarından birisidir. Bir guanin bazı, bir riboz şekeri ve üç fosfat grubundan meydana gelir. Guanin ribozun 1. karbonuna, trifosfat bölümü ise ribozun 5. karbonuna bağlıdır.
Osmoz, çözücü maddelerinin az yoğun ortamdan çok yoğun ortama, seçici geçirgen bir zardan enerji harcayarak geçişidir.
Ökaryotlar, hücrelerinde bir çekirdek ve –genellikle– organeller içeren bir canlılar grubu olup, bilimsel sınıflandırmada arkeler ve bakterilerle beraber tüm canlıları kapsayan üç ana gruptan biridir.
Sil, kirpik ya da cilia cellularia, hücrenin serbest yüzeyinde meydana gelen farklılaşmalardan ve genelde tek hücreli ökaryot hücrelerde görülen hareket organellerindendir.
Aynı işlevi yürüten hücrelerin ortak hareket etmelerini ve birbirlerine yapışmalarını sağlayan, hücre zarının yan yüzeyinde meydana gelen sitoplazmik uzantılardandır. Desmosomlar hücre organeli değildir. Sadece hücre yüzeyinde plazma zarı farklılaşmalarıdır. Desmosom terimi önceleri dar anlamda bazı özel şekil ve yapısı olan bağlantı yerlerini anlatmak için kullanılmıştır. Daha sonra bu tanım, hücre zarındaki tüm farlıklaşma tiplerini kapsayacak şekilde genişletilmiştir.
Protozoa ya da tek hücreliler, genellikle mikroskobik, bir hücreli ve ökaryotik canlıları içeren bir Protista alt âlemidir.
Mikrotübüller, hücre iskeletini oluşturan yapılardan olup, reseptörleri tutarlar veya serbest bırakırlar. Protein yapıda olup, uzun, içi boş silindirik yapılardır.
Bazal cisimcik sentriyolden ve kısa silindirik mikrotübül diziliminden oluşmuş bir organeldir. Ökaryotik undulipodyumların taban temellerinde bulunur ve aksonem mikrotübüllerinin büyümesinde çekirdek bölge görevi yapar. Bazal cisimciklerin kaynağı olan sentriyoller, mikrotübülleri sentrozom içine sabitleyen bir çeşit mikrotübül organizasyon merkezi (MTOM) olan proteinler için tutunma bölgesi olarak görev yapar. Bu mikrotübüller, birçok ökaryotik hücredeki veziküllerin ve organellerin yapısal stabilitesini ve hareketinin kolaylaştırılmasını sağlar. Ancak bazal cisimcikler özellikle hücreden dışa doğru uzayan siller ve kamçılar için kök görevi görür.
Hücre iskeleti, bakteriler haricinde tüm hücrelerin sitoplazmasında bulunan, hücre çekirdeğinden hücre zarına uzanan ve protein filamentlerinin birbirine bağlayan kompleks ve dinamik bir ağıdır. Farklı organizmaların hücre iskeleti sistemleri benzer proteinlerden oluşur. Ökaryotlarda hücre iskeleti matrisi, hücrenin gereksinimlerine bağlı olarak hızlı büyüme veya küçülme yeteneğine sahip üç ana proteinden oluşan dinamik bir yapıdır.
Moleküler motorlar canlı organizmalarda hareketi sağlayan biyolojik moleküler makinalardır. Genel olarak, bir motor enerji kullanıp onu hareket veya mekanik işe dönüştürür. Örneğin, çoğu protein-temelli moleküler motor ATP'nin hizdrolizi ile açığa çıkan serbet enerjisini kullanıp onu mekanik işe dönüştürür. Enerjetik verimlilik açısından bu tür motorlar hâlen mevcut insan yapımı motorlardan üstündürler. Moleküler motorlarla makroskopik motorlar arasındaki önemli bir fark, moleküler motorların termal banyo içinde çalışmalarıdır, bu ortamda termal gürültüden kaynaklanan fluktuasyonlar önemli düzeydedir.
Motor proteinler, uygun bir tabakanın yüzeyi boyunca hareket edebilen bir tür moleküler motordur. ATP'nin hidrolizi tarafından enerjilendirilirler ve kimyasal enerjiyi mekanik işe dönüştürürler.
Kinesin ökaryot hücrelerde bulunan bir tür taşıyıcı motor proteindir. Bir maddeyi yürüyüş davranışı sergileyerek iletir. İleteceği maddeyi mikrotübüller üzerinde taşır. ATP'nin hidrolizi ile enerjisi tedarik edilir. Kinesinin hareketi mitoz, mayoz ve hücre içi taşıma işlemlerinde önemli bir görevi vardır. Dinein bileşiğine karşıt bir davranış gösterir.
Eksenel filament olarak da adlandırılan bir aksonem, bir siliyer veya kamçının çekirdeğini oluşturan mikrotübül bazlı hücre iskeleti yapısıdır. Kirpikler ve flagella, hareketlilik sağlamak için birçok hücre, organizma ve mikroorganizmada bulunmaktadır. Aksonem, bu organellerin "iskeleti" olarak hizmet eder, hem yapıya destek verir hem de bazı durumlarda bükülme yeteneği sağlamaktadır. Kirpikler ve flagella arasında işlev ve uzunluk ayrımları yapılabilse de, aksonemin iç yapısı her ikisinde de ortaktır.
Soma, perikaryon, nörositon ya da hücre gövdesi, sinir hücresinin gövde kısmıdır ve merkezinde çekirdek bulunur. Sinir hücresinin birçok özel türü vardır. Büyüklükleri yaklaşık 5 mikrometre ile 10 milimetre arasında değişir. En küçük ve en büyük sinir hücreleri sırasıyla omurgasızlar ve omurgalılarda bulunur.
