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.
Fizyoloji (işlevbilim), canlıların mekanik, fiziksel ve biyokimyasal fonksiyonlarını ve sistemlerinin işleyişini inceleyen bilim dalıdır. Fizyolojiyle ilgilenen bilim insanlarına fizyolog denir. Fizyoloji alanında en büyük ödül Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü'dür.
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.
Lizozom, ökaryotik hücrelerin sitoplazmasında bulunan, zarla çevrili, genellikle küçük, yuvarlak ve çapları 0,2-0,8 mikron arasında değişen yapılardır. İçerikleri asidiktir ve çeşitli sindirici enzimler içerirler.
Sitoplazma, yarı sıvı matriks olup, plazma zarı ile nükleus arasını doldurur. Sitoplazma organeller ve bunların içinde yer aldığı koyu kıvamlı sıvı kısımdan (sitozol) oluşur. Bu sıvı kısmın içeriğini enzimler, RNA, aminoasitler, nükeotitler gibi yıkım tepkimeleri sonucu oluşan atık ürünler, koenzimler, iyonlar ve büyük oranda su oluşturur.
Endoplazmik retikulum hücrede bulunan, veziküller, tüpler ve sisternalardan oluşmuş bir organeldir. Bu organel çeşitli işlevlerden sorumludur: membran proteinlerinin veya bir membran içinden geçerek salgılanacak olan proteinlerin çevrimi, katlanması ve taşınması; kalsiyum depolanması; ve bazı lipit ve makromoleküllerin depolanması.
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.
Kamçı ya da Flagellum, ince, uzun ve iplik benzeri organeller olup hücrelerin yüzeyinden çıkar, hareket ve beslenmede kullanılır. Aynı zamanda akıcı madde ve tanecik nakline yararlar.
Sentriyol, varil biçimindeki hücre organelleridir. Ökaryotik hücrelerin çoğunda bulunsalar da damarlı bitkilerde ve mantarlarda bulunmazlar. Nöron, olgun yumurta, çizgili kas hücresi hücrelerinde de yokturlar. Alglerde görülürler.
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.
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.
Mitoz ya da mitoz bölünme, ana hücrenin sitoplazmasının eşlendikten sonra bölünerek iki yeni ve ana hücreyle aynı genetik yapıya sahip hücrelerin oluştuğu bölünme çeşidine denir. Çok hücreli canlılarda büyüme gelişme ve yaraların onarılmasını, tek hücreli canlılarda üremeyi sağlar.
Protozoa ya da tek hücreliler, genellikle mikroskobik, bir hücreli ve ökaryotik canlıları içeren bir Protista alt âlemidir.
Otofaji, yeni ve daha sağlıklı hücreler elde edinmek için vücudun hasarlı hücreleri temizleme yoludur.
Christian René de Duve, sitolog ve biyokimyacıdır. De Duve Thames-Ditton, İrlanda'da, Belçikalı göçmen bir ailenin oğlu olarak dünyaya geldi. 1920'de Belçika'ya döndüler. De Duve, kendisinin daha sonra 1947'de profesör olacağı Leuven Katolik Üniversitesi'nde okumaya başlamadan önce Anvers'te Onze-Lieve-Vrouwecollege okulunda Cizvitler tarafından eğitildi. Hücre biyokimyasında ve hücre biyolojisinde uzmanlaştı ve hücre organelleri olan peroksizomları ve lizozomları keşfetti.
Mitokondriyal DNA (mtDNA), mitokondri organelinin sitoplazmaya benzer bir sıvı ile dolu olan matriks adı verilen bir kompartımanında bulunan, çift zincirden oluşmuş halkasal yapılı bir nükleik asittir. Her hücrede bir çift Kromozomal DNA bulunurken, mtDNA hücre başına 100-10.000 kopyaya sahip olabilir. Mitokondriyal DNA maternal kalıtım gösterir, bir başka deyişle anneden çocuklara aktarılır.
Camillo Golgi, İtalyan doktor, patolog, bilim insanı ve Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü sahibi. Sinir sisteminin yapısıyla ilgili yaptığı çalışmalardan dolayı 1906 yılında Nobel Ödülünü kazanmıştır.
Atrofi ya da körelme, normal büyüklükteki bir organın sonradan küçülmesidir; edinsel bir olgudur. İrileşim ve aşırı gelişim (hiperplazi), körelmenin karşıtı olan olgulardır.
Aşağıdaki özet, hücre biyolojisine genel bir bakış ve topikal kılavuz olarak verilmiştir:
