Hücre İçi Sistemler

Protein üretiminin nasıl başladığını, hangi süreçlerden geçilerek bu üretimin gerçekleştiğini inceledik. Fakat herkes bilir ki, üretimin gerçekleşmesi için en başta gerekli olan şey hammaddedir. Bu hammaddelerin de üretim sürecine katılabilmeleri için belli işlemlerden geçip, rafine edilerek kullanıma uygun hale getirilmeleri gerekir. Örneğin plastik gibi birçok ürün petrolden elde edildikleri halde, üretim aşamasına gelene kadar rafinerilerde, kimya laboratuvarlarında birçok ara işlemlerden geçtikten sonra üretime hazır hammadde haline gelirler.

Aynı teknolojinin daha gelişmişi ise hücrede uygulanır.

Hücredeki Laboratuvar

Hücreye giren besinler, çok kapsamlı kimyasal işlemler sonucunda parçalanarak yeni üretimler için hammadde haline getirilirler. Böylece artık yepyeni alanlarda kullanılabileceklerdir. Bu hammaddeler yalnızca sentezlenecek proteinleri oluşturacak aminoasitleri değil, hücrenin her türlü işinde kullanacağı kimyasal maddeleri de içerir.

PİNOSİTOZ KESECİKLERİ Golgi cisimciğinden tomurcuklanan kofullar, taşıdıkları maddeleri hücre zarına götürürler. Hücrenin istemediği veya vücudun ihtiyacı olan maddeler dış ortama atılırlar. GOLGİ CİSİMCİĞİ Ulaşan proteinler ve lipitler burada depo edilir. İşlevlerine göre sınıflandırılırlar. Daha sonra ihtiyacı olan hücre organellerine depolanan maddeler gönderilir veya duruma göre vücudun ihtiyacı olan maddeler hücre dışına bırakılırlar. TRANSFER KESECİKLERİ Proteinler ve yağlar, transfer kofulları tarafından, depolanacakları Golgi cisimciğine ulaştırılırlar. ENDOPLAZMİK RETİKULUM (ER) Birçok protein granüllü ER'un yüzeyinde bulunan ribozomlar tarafından üretilir. Düz ER ise birçok lipit sentezler. Her iki ürün ya dışarı salgılanır ya da depo edilir.   PİNOSİTOZ KESECİKLERİ Sitoplazma içine dış ortamdan madde transferi yaparlar. Kesecikler hücre zarından içeriye doğru tomurcuklanarak oluşurlar. Lizozoma geldiklerinde sindirim enzimleri tarafından içindeki maddelerle birlikte öğütülürler. LİZOZOM İçlerinde sindirim enzimleri bulunur. Dış ortamdan gelen makromolekülleri sindirerek hücrenin ihtiyacı olan temel hammaddeleri ortaya çıkarırlar. Hücreye giren kesecik taşıdığı maddeleri lizozoma getirir. MİKRO CİSİMCİKLER Tıpkı lizozom gibi sindirim enzimleri içerirler. Yağlar ve hidrojenperoksit gibi maddeleri sindirirler. Proteinler DNA'da bulunan bilgiler doğrultusunda üretilirler. Çekirdekte, sentezlenen RNA, DNA'dan protein yapımı için gerekli bilgileri alır. Bu bilgileri ribozoma götürür ve orada protein üretimi gerçekleşir. Endoplazmik Retikulumun yüzeyinde bulunan ribozomlarda üretilen proteinler, Endoplazmik Retikulumun taşıma sistemine bırakılırlar.

İçinde bu işlemlerin yapıldığı "lizozom" adlı organel çok ileri bir kimya laboratuvarını andırır. Lizozomda yaklaşık olarak 36 farklı enzim, farklı besin maddelerinin sindirimi için görev yapar. Örneğin protein sindirimi için 5, nükleik asitler için 4, polisakkaritler için 15, lipitler için 6, organik sülfatlar için 2, organik fosfatlar için 4 ayrı enzim devreye girer. Tek bir enzimin bile kimyasal yapısı, fiziksel özellikleri, yaptığı karmaşık işler ve inanılmaz işlem hızı düşünülürse, 36 farklı enzimin yaklaşık 1 mikronluk (milimetrenin binde biri) bir organelde görev yapmasının ne kadar büyük bir mucize olduğu daha iyi anlaşılır. Bu kadar güçlü öğütücülerin böylesine uyumla, hücreye de birbirlerine de hiçbir zaman zarar vermeden çalışırlar.

Hücre İçi Ulaşım

Hücre içinde üretilen ürünlerin ve bu ürünlerin hammaddelerinin ulaşımı da "endoplazmik retikulum" denilen kanallar sayesinde sağlanır. (şekil 4.1) Protein üreten ribozomlar da genellikle bu ulaşım hattının yakınlarında yerleştirilmiştir. Tıpkı fabrikaların özellikle karayolu ve deniz yolu bağlantılarına yakın yerlerde kurulmaları gibi.

(Şekil 4.1) a) Hücre içinde madde ulaşımını sağlayan endoplazmik retikulum. b) Üzerinde ribozomlar bulunan (granüllü) ER. c) Ribozomsuz ER'un kesiti

Hücrenin Paketleme Sistemi

Hücre içindeki her ayrıntının büyük bir akıl sonucu özenle yaratıldığı ortadadır. Bunun yeni bir örneğini, hücrenin içindeki "ambalaj tesisleri"ne göz attığımızda görebiliriz.

Modern ticaret ve sanayide, üretilen bir mal için en önemli sorunlardan biri paketlenmesi diğeri de tüketiciye ulaştırılmasıdır. Özellikle gıda sanayisinde ürünün bozulmadan uzun süre dayanacak şekilde paketlenmesi zorunludur. Günümüz teknolojisi bu problemlere ancak son bir kaç on yılda çözüm bulabilmiştir. Buna karşın hücrelerde üstün bir paketleme, ulaştırma, ve depolama sistemi insanoğlunun yaratıldığı andan beri binlerce yıldır, milyarlarca insanın herbirinin trilyonlarca hücresinde her an işlemektedir.

Bu paketleme işini golgi cisimciği denilen bir hücre organeli gerçekleştirir. (şekil 4.2) Salgılanan maddeleri biriktirip, küçük kofullar halinde paketlenmesini sağlar. Paketlenen bu maddeler ihtiyaca göre ya saklanmakta ya da dışarı atılmaktadır.

(Şekil 4.2) Golgi cisimciğinin elektron mikrografiği

(Şekil 4.4)