Hücrelerin yaşam devri genelde döngü şeklinde gerçekleşir. Bir hücre döngüsü hücre bölünmesi ile sonlanır. Yeni bölünmüş bir hücrenin tekrar bölününceye kadar geçirmiş olduğu evreye hücre döngüsü denir. Hücre bölünmesi, hücre döngüsünün bir parçasıdır. Hücre döngüsünün süresi; canlı türü, hücre ve doku çeşidi gibi pek çok faktöre bağlı olarak farklılıklar gösterir. - İnterfaz - Mitotik evre Mitoz bölünme öncesinde, hücre metabolizmasının yoğun olarak gerçekleştiği gözlenen, hücrenin büyüme ve gelişme evresine interfaz adı verilir. Bu evre bir nevi bölünmeye hazırlık evresidir. - Hücrede bulunan organellerin sayısı artar. - Protein sentezi, ATP üretimi ve RNA sentezi gibi metabolik olaylar hızlanır. - Hücrenin hacmi artar. - DNA molekülleri kendini eşler. - Hayvansal hücrelerde, sentrozomun eşlenmesi bu evrede gerçekleşir. - Bölünme sırasında gerekli olan enzimler üretilir. - İnterfaz evresinde gevşek halde paketlenmiş durumda olan kromatin iplikler sadece S fazı sırasında kendini eşler. G1 fazında hücre büyür, G2 fazında bölünme için hazırlıklarını tamamlarken daha çok büyür ve bölünme gerçekleşir . Sinir ve kas hücreleri gibi hücreler, bölünme yeteneklerini kaybettikleri için yaşamlarını bu evrede sürdürür. Bölünemeyen hücrelerin bu durumlarına aynı zamanda durgunluk evresi (G0) de denmektedir. Hücre dışı sinyallerle uyarılmadıkları sürece bu hücreler bölünmez. Embriyonik hücrelerin hayat devrinde interfaz evresi oldukça kısadır. Bu sebeple embriyonik hücreler, hücre döngülerini daha kısa sürede tamamlar. Deri ve karaciğer gibi organlar yaralandığında, yaralanan bölgeye yakın hücreler interfazı hızla tamamlayarak bölünür ve hasar gören bölge kısa sürede onarılır. Hücrenin bölünme emri interfazda verilir. Hücre gerekli büyüklüğe ulaştığında, organeller yeterli sayıda çoğaldığında ve gerekli proteinler üretildiğinde hücre döngüsünün ikinci aşaması olan mitotik evreye geçilir. İnterfazın tamamlanmasından sonra mitotik evre başlar. Mitotik evre, mitoz ve sitokinez olmak üzere iki evreden oluşmaktadır. Mitotik evre tamamlandığında sitoplazma bölünmesi de tamamlanır. - Mitoz sonucunda iki hücre oluşur. Bu hücrelerin organel çeşitleri aynıdır; ancak organel sayıları ve sitoplazma miktarları farklı olabilir. - Oluşan hücrelerin kalıtsal özellikleri aynıdır. Çünkü DNA'larının nükleotit dizilmeleri aynıdır. Bununla birlikte, mutasyonlar kalıtsal farklılıklara neden olabilmektedir. - Mitozda kromozom sayısı değişmez. Yavru hücrelerin kromozom sayıları ana hücre ile aynıdır. Böylece mitoz kalıtsal devamlılığı sağlar. - Mitoz bölünme bir hücrelilerde üremeyi sağlarken, çok hücrelilerde büyüme, gelişme ve yaraların onarımını sağlar. Bazı çok hücreli canlı türlerinde mitoz bölünme üremenin gerçekleşmesinde etkilidir. Yani bazı çok hücrelilerde mitoz hücre bölünmesi, hem yaşamın devamlılığında hem de üremede etkilidir. Mitoz hücre bölünmesinde bölünme büyüklüğüne ulaşan her hücrenin bölünmesiyle iki yavru hücre oluşur. Çok hücreli canlılarda, vücut hücreleri, bölünerek sayılarını artırır. Farklılaşma düzeyi çok yüksek olan sinir, kas ve alyuvar hücreleri gibi hücreler ise embriyonik dönem tamamlandıktan sonra bölünme yeteneğini kaybeder. Birçok vücut hücresi, canlının yaşamı boyunca bölünebilme yeteneğini korur. Mitoz aşamalarına ait özelliklerin daha iyi anlaşılması için konuyla ilgili bazı kavramların iyi bilinmesi gerekmektedir. Bu nedenle öncelikle bu kavramlar üzerinde durulacaktır. Tüm organizmaların hayatsal faaliyetleri için gerekli olan genetik bilgiyi taşıyan moleküle DNA denir. Ökaryot hücrelerde DNA çeşitli proteinlerle birlikte bulunur. DNA ve proteinlerin birlikte oluşturduğu bu kompleks yapıya kromatin denir. Kromatin iplikler kısalıp kalınlaşarak kromozom adı verilen yapıları oluşturur. Kromozomlar kromatit adı verilen iki adet bükülmüş iplikten oluşmaktadır. Her kromozomdaki bu iki kromatit interfaz evresinde DNA'nın kendisini eşlemesiyle oluşur ve kardeş kromatit olarak adlandırılır. Dolayısıyla bu kromatitlerin genleri tamamen birbirleri ile aynıdır. Kardeş kromatitleri bir arada tutan bölgeye sentromer denir. Sentromer üzerinde iğ ipliklerinin tutunduğu özel bölgeye ise kinetokor adı verilir. Eşeyli üreyen canlılarda biri anneden, diğeri babadan gelen üreme hücreleriyle taşınan ve döllenme ile zigotta bir araya gelen kromozomlara homolog kromozom denir. Bu kromozomlar aynı özellikler ile ilgili genleri taşır. Ancak bu genler birbiriyle aynı ya da farklı olabilir. Yani homolog kromozomların sentromerleri ayrıdır. Diploit hücrelerde homolog kromozomlar bir arada bulunurken haploit hücrelerde bir arada bulunamaz. İki takım halinde bulunan kromozomlara diploit kromozom denir. 2n ile gösterilir. Ökaryot canlıların vücut hücreleri diploittir. Tek takım halinde bulunan kromozomlara haploit kromozom denir. n ile gösterilir. Üreme hücreleri haploittir. Her türün kendine özgü kromozom sayısı vardır. Farklı türlerin kromozom sayıları aynı olabilir. Türün özelliklerini ve gelişmişliğini kromozomların sayısı değil, yapısında bulunan genlerin sayısı ve niteliği belirler.


Hücre döngüsü içinde gerçekleşen yaşamsal olaylar, genlerin kontrolü altındadır. Birçok hücrede hücre döngüsünün evreleri arasındaki ilişkiyi sağlayan kontrol noktaları vardır. Bu kontrol noktaları kendinden önceki olaylar tamamlanmadan sonraki süreçlerin gerçekleşmesini engeller. Bunun için kontrol noktalarında Devam et! sinyalleri verilir. Hücre döngüsünün kontrolünde Devam et! sinyalleri özel proteinlerce düzenlenir. Hücre döngüsünün kontrol noktaları G1, G2 ve M kontrol noktalarıdır. G1 kontrol noktasında hücrede metabolik olaylarda bir anormallik yoksa hücre bölünme büyüklüğüne ulaşmışsa Devam et! sinyali verilir. Bu sinyali alan hücre, döngünün diğer evresi olan S evresine geçer. Hücre tarafından Devam et!'' sinyali alınmazsa döngü G1 evresinde durur, S evresine geçemez. Bu durumda bazı hücreler döngüden çıkarak G0 evresi olarak adlandırılan durgun döneme geçer. Örneğin ileri derecede özelleşmiş sinir, kas ve karaciğer hücreleri G0 evresindedir. Karaciğer hücreleri yaralanma gibi olaylarda büyüme faktörlerinin etkisiyle G0 evresinden G1 evresine devam edebilirler. Bu duruma bir başka örnek beynin hipokampüs bölgesindeki sinir hücrelerinin bölünmelerinin bilimsel olarak ispat edilmesi verilebilir. G2 kontrol noktasında DNA'nın doğru eşlenip eşlenmediği ve DNA'da bir hasar olup olmadığı kontrol edilir. M kontrol noktasında tüm kromozomların iğ ipliklerine bağlanıp bağlanmadığı kontrol edilir. Kinetokorlar iğ ipliklerine bağlanmamışsa Devam et! sinyali verilmediğinden anafaz başlamaz. Bütün kinetokorlar iğ ipliklerine bağlandığında Devam et!'' sinyali verilir ve anafaz başlar. Böylece yavru hücrelere eşit miktarda gen ve kromozom aktarılır. Hücrelerin bölünebilmesi için ortamda yeterli miktarda büyüme faktörü bulunmalıdır. Büyüme faktörü, belirli vücut hücreleri tarafından diğer hücreleri bölünmeye sevk etmek üzere salınan proteinlerdir. Hücrelere özgü belirli bir ya da birkaç çeşit büyüme faktörü vardır. Bölünerek çoğalan doku hücreleri yeterli sayıya ulaştığında büyüme faktörü etkisiyle bölünme durdurulur. Bazen mutasyon nedeniyle yeterli düzeyde büyüme faktörü taşımayan hücreler bölünmeye devam eder, hücre döngüsü kontrolden çıkar. Kontrolden çıkan bu anormal hücreler kendilerini yok eder. Ancak bu mekanizma da bozulursa hücreler, anormal şekilde çoğalır. Bir dokudaki anormal hücre kütlesine tümör denir. Hücre döngüsünün kontrolünü bozan birçok etken vardır. DNA hasarının onarılmaması bunlardan birisidir. Kontrol noktasındaki genlerin işleyişi sayesinde DNA eşlenmesi sırasında oluşabilecek hatalar belirlenir ve onarılır. Hücre döngüsünü düzenleyen genlerde meydana gelen mutasyonlarla hücre döngüsünün kontrolü bozulabilir. Mutasyonlar kendiliğinden oluşabildiği gibi virüsler, bazı kimyasal maddeler, radyasyon ve X ışınları nedeniyle de oluşabilir. Tümörler; aynı dokuda kalıp yayılmıyorsa iyi huylu tümör, geliştiği dokuda kalmayıp vücudun diğer bölgelerine yayılıyorsa kötü huylu tümör olarak adlandırılır. Oluşan tümör hücrelerinin bulundukları yerden ayrılarak kan ve lenf yoluyla vücudun diğer kısımlarına yayılmasına metastaz denir. Metastaz yapan tümor hücrelerine kanser adı verilir. Kanserli hücrelerde normal hücrelere göre yapı ve fonksiyon değişiklikleri görüldüğü gibi çekirdekler normalden daha büyüktür. Kanser hücreleri anormal olarak bölünür. Kromozomlarda sayıca farklılıklar ve yapısal bozulmalar meydana gelir. DNA ile RNA arasında oran bozulur. Aşağıda normal hücreler ile kanser hücrelerinin karşılaştırması verilmiştir. Kanserli hücreler anormal beslenir. Bu nedenle bulundukları dokunun işlevlerini bozar. Dokulardaki bu fonksiyon bozukluğu; bağlı olduğu organların ve sistemin görev yapamamasına, canlının yaşamının sonlanmasına neden olabilir. Kanser tedavisinde kemoterapi ve radyoterapi yöntemleri kullanılır. Kemoterapide kimyasal ilaçlar, radyoterapide ise radyoaktif ışınlar kullanılır. Bu yollarla kanserli hücrelerin yok edilmesi ve etrafındaki sağlıklı dokulara zarar vermesinin önüne geçilmesi hedeflenir. Kanser tedavisi uzun süren, pahalı ve zor bir süreci kapsar. Bu dönemde aile birliğine önem verilmeli ve aile bireyleri dayanışma içinde olmalıdır. Hastanın moralini yüksek tutmak, tedavi sürecini olumlu etkilediğinden hastaya karşı anlayışlı ve şefkatli davranmak çok önemlidir.


Hücre görüntüleme teknikleri, mikroorganizmaların ve dokuları oluşturan hücrelerin büyüklüklerinin belirlenmesini sağlamıştır. Bu canlıların büyüklükleri, uluslararası metrik sisteme ait ölçü birimlerinden yararlanılarak ifade edilir. Ölçü birimleri birbirine dönüştürülebilir. Uluslararası metrik sisteme ait ölçü birimleri arasındaki matematiksel ilişki. Ökaryot organizmaların hücreleri ve bakteriler mikrometre, virüsler nanometre, atom ve moleküller ise angström boyutundadır. Normal bir insan gözü birbirine 0.1 mm'den daha yakın olan iki noktayı ayırt edemez. Hücreler 0.1 mm den çok daha küçük olduğu için çıplak gözle görülemez, ancak mikroskopla incelenebilir. Mikroskop, çıplak gözle görülemeyecek kadar küçük cisimlerin mercekler yardımıyla büyütülerek incelenmesini sağlayan bir alettir. Bu nedenle biyologların hücre ile ilgili çalışmalarında kullandıkları en önemli alettir. Biyolojik bir terim olan mikroskop; Yunanca mikro ve skop kelimelerinden meydana gelmiştir. Mikroskoplar özelliklerine göre büyük farklılık gösterir. Günümüzde laboratuvarlarda yaygın olarak ışık mikroskobu ve floresan mikroskobu kullanılmaktadır.


Hücre İskeleti, hücre şeklinin oluşması ve korunmasında görev alır. Prokaryot canlılarda bulunmaz. Organellerin sitoplazma içinde uygun konumda tutulmasını sağlar ve hücre bölünürken kromozomların hareket etmesinde rol oynar. Hücre iskeleti mikrofilamentler, mikrotübüller ve ara flamentler olarak üç farklı yapıdan oluşur. Mikrofilamentler: Aktin denilen proteinlerin bir araya gelmesiyle oluşur. Hücrenin ve hücre kısımlarının hareket etmesine yardımcı olur. Hücre biçimini belirler ve sabitler. Mikrofilamentler hayvanlarda kas hareketlerini, amipte ise yalancı ayakların oluşumunu sağlar. İnce bağırsak yüzeyinde bulunan ve besinlerin emilmesini sağlayan mikrovilluslar hücre zarının dışa doğru yaptığı küçük uzantılardır. Bu uzantıların oluşumunda mikrofilamentler görevlidir. Mikrotübüller: Hücre iskelet sisteminin çapı en büyük olan elemanlarıdır. Hücrelerde katı bir iskeletin oluşmasını sağlar. Hücre içindeki organellerin yer değiştirmesinde görevlidir. Hücrelerin hareketli üyeleri olan siller ve kamçılar hücre zarından meydana gelen uzantılarla oluşur. Bu uzantıların yapısında mikrotübüller bulunur. Bitki hücrelerindeki mikrotübüller, hücre duvarındaki selüloz liflerinin düzenlenmesini kontrol eder. Mikrotübüller sentrozomun yapısına da girerler. Sentrozom hücre bölünmesi sırasında iğ ipliklerini meydana getirir. Ara Filamentler: Hücre tiplerine uygun çok farklı yapıda proteinlerin bir araya gelmesiyle oluşmuştur. Ara filamentler diğer iki flamente göre daha kalıcıdır. Hücresel yapıları oldukları yere bağlar. Gerilmeye karşı dayanıklıdır ve bu sayede vücut yüzeyindeki dokuların gerginliğini korur.


Organizmayı oluşturan hücrenin canlılığı; yapısındaki atom, iyon ve moleküllerin eksiksiz bir şekilde düzenlenmesine ve işleyişine bağlıdır. Diğer bir deyişle; atom, iyon ve moleküllerin varlığı canlılığı temsil etmek için yeterli değildir. Çünkü bunlar cansız varlıkların da temel birimidir. Canlıların cansız varlıklardan ayırt edilebilmesi hücresel organizasyona bağlıdır. Yani atom, iyon ve moleküller arasındaki etkileşimler sayesinde canlılık kavramı ortaya çıkar. Bu nedenle bir hücre, kendi kendine yetebildiği için canlılığın en küçük birimi olarak kabul edilir. Temel besinler ve uygun çevresel koşullar sağlandığında birçok hücre tipi laboratuvarda oluşturulan yapay ortamda yıllarca canlı kalabilir. Ancak hiçbir hücre organeli besi yerinde canlılığını uzun süre sürdüremez. Bu durum hücrenin, kendi sürekliliği ve büyümesi için gerekli bütün fiziksel ve kimyasal bileşenler arasında mükemmel bir organizasyona sahip olduğunu ispatlamaktadır. Hücre ve organellerin yapısının keşfedilmesi, merceklerin özellikle de mikroskobun geliştirilmesi sayesinde mümkün olmuştur. Bilim dünyasında hücre terimini ilk kez İngiliz doğa bilimcisi Robert Hooke (1637-1703) kullanmıştır. Hook bir tüpün iki ucuna birer mercek yerleştirerek basit bir mikroskop elde etmiştir. 1665 yılında mantar meşesinden aldığı kesiti incelemiş ve gördüğü boşluklara cellula adını vermiştir. Aynı yıllarda bilim insanı Anton van Leeuwenhoek ve arkadaşları; mikroskobu daha da geliştirerek su içinde yaşayan tek hücreli canlıları, sperm hücresini ve kan hücresini incelemeyi başarmıştır.


Robert Hooke'un 1665 yılında hücreyi keşfetmesinden sonra hücre ile ilgili çalışmalar yüz yılı aşkın bir süre devam etmiştir. 1838'de Alman botanikçi Matthias Schleiden ve Belçikalı zoolog Theodor Schwann bitki ve hayvan dokuları üzerindeki çalışmalarını paylaşırken, gözlemlerindeki benzerliği fark ettiler. Buradan hareketle bitki ve hayvan dokularını oluşturan temel yapısal birimlerin aynı olduğu sonucuna vardılar. Bu gelişme bütün canlıların hücrelerden oluştuğunu ileri süren hücre teorisinin ortaya çıkmasını sağlamıştır. 1858 yılında Alman Patolog Rudolf Wirchow ise bu bilgilere ilave olarak her hücrenin, var olan diğer hücrelerin bölünmesiyle oluştuğunu ileri sürmüştür. - Tüm canlılar hücrelerden oluşur. - Hücre canlının temel, yapısal ve işlevsel birimidir. - Tüm hücreler, kendinden önceki hücrelerin bölünmesiyle meydana gelmiştir.


Canlılığın temel birimi hücredir. Hücrenin keşfi 17. yy'da mikroskobun icadıyla olmuştur. 1665 yılında Robert Hooke şişe mantarını incelerken gördüğü odacık halindeki boşluklara hücre adını vermiştir. Aynı zamanlarda Hollanda'da giysi ve düğme satıcısı olan Antony van Leeuwenhoek boş zamanlarında mikroskop üretmekteydi. Leeuwenhoek, havuz suyunu mikroskop altında inceleyen ilk kişiydi. Havuz suyuna 50-270 defa büyüten mikroskobundan baktığında oradan oraya sürekli bir hareket halinde olan minik canlıları görünce büyük bir heyecan duydu. Bu gözlemleri doğrulamak için Hollanda'ya gelen Robert Hooke'un gözlemleri doğrulaması, Leeuwenhoek'u tüm dünyanın tanımasına neden olmuştur. 1831 yılında Robert Brown bitki hücrelerini incelemiş ve çekirdek adını verdiği yoğunlaşmış bölgeyi keşfetmiştir. 1838 yılında Matthias Schleiden bitkilerin hücrelerden oluştuğunu keşfetmiştir. Bir yıl sonra ise Theodor Schwann hayvanların hücrelerden oluştuğunu belirlemiştir. 1858 yılında Rudolph Wirchow'un katkılarıyla günümüzdeki hücre teorisi geliştirilmiştir. - Bütün canlılar tek ya da çok sayıda hücreden oluşmuştur. - Hücreler, canlıların temel, yapısal ve işlevsel birimidir. - Hücreler, mutlaka önceden var olan başka bir hücrenin bölünmesiyle oluşmuştur. - Çok hücreli canlıların hücreleri, farklı gruplar altında bir araya gelerek tek bir birim gibi işler. Hücreler ilk zamanlarda ışık mikroskobu ile incelenmiştir. 1950'li yıllarda elektron mikroskobunun kullanılması sonucu hücre yapısı daha fazla aydınlatılabilmiştir. Elektron mikroskobunda aydınlatma için ışık yerine elektronlar kullanılır. Elektronların dalga boyu görünür ışığın dalga boyundan daha kısadır. Bundan dolayı büyütme oranı ve çözünürlüğü ışık mikroskobuna oranla çok yüksektir.


Hücre Zarı, hücreyi cansız çevreden ve diğer hücrelerden ayıran yapıdır. Hücrenin iç ve dış ortamı arasındaki sınırı oluşturur ve kontrollü madde alış verişini sağlar. Hücre zarı seçici geçirgen bir yapıya sahiptir. Bu özelliği sayesinde bazı maddeler hücre zarından geçerken bazıları geçemez. Hücre zarı canlıdır, bu nedenle enerji gerektiren faaliyetleri gerçekleştirebilir. Hücre zarı esnek olduğu için şekil ve yüzey değişikliği gösterebilir. Ayrıca saydam olduğu için de hücre içindeki yapılar mikroskop yardımıyla görülebilir. Mikroskobik boyutta olan hücre zarının kalınlığı yaklaşık 100 Ao kadardır. Bu kadar ince bir yapının ışık mikroskobunda tüm ayrıntılarıyla görülmesi mümkün değildir. Bilim insanları hücre zarı ile ilgili çeşitli modeller ortaya koymuştur. Günümüzde kabul gören akıcı-mozaik zar modeli, 1972 yılında S. J. Singer ve G. L. Nicolson tarafından açıklanmıştır. Bu modele göre hücre zarı büyük oranda yağ ve protein, daha az oranda da karbonhidrat moleküllerinden oluşur. Hücre zarındaki yağlar, fosfat grupları ile birleşerek fosfolipiti oluşturur. Fosfolipitler zarın yapısında iki sıra halinde dizilir ve akıcılığı sağlar. Protein molekülleri ise fosfolipit molekülleri arasına gömülüdür ve mozaik görünümü oluşturur. Karbonhidrat molekülleri de hücre zarının dışa bakan yüzeyinde proteinlere bağlanarak glikoproteinleri, lipitlere bağlanarak glikolipitleri oluşturur. Hücre zarının yapısında bir yağ çeşidi olan kolesterol bulunur. Kolesterol sıcaklıktaki değişikliklerin hücre zarına verebileceği zararları önleyen tampon bir molekül olarak rol oynar. - Hücreye şekil verir ve bütünlüğünü korur. - Hücreyi dış etmenlere karşı korur. - Yapısında bulunan glikolipit ve glikoproteinler sayesinde hücreye kimlik kazandırır . - Hücreye madde giriş çıkışını kontrol eder . - Yüzeyinde taşıdığı reseptörler sayesinde besin, hormon ve mikroorganizmaların tanınmasını sağlar. - Hücrelerin birbiriyle bağlantısını ve iletişimini sağlar. - Yapısında bulunan glikoproteinler sayesinde diğer hücreleri tanımasını sağlar. Bakterilerde, arkelerde, mantarlarda ve bitkilerde hücre zarının dışında hücre duvarı da bulunur. Bakterilerde hücre duvarı peptidoglikan yapıdadır. Arkelerde ise hücre duvarı çoğunlukla protein içeren pseudopeptidoglikan yapısındadır. Mantarların hücre duvarının ana maddesi kitindir. Bitki hücresindeki hücre duvarında ağırlıklı olarak sellüloz ve bazı polisakkaritler bulunur. Hücre duvarı, cansız, hücre zarına göre daha kalın ve dayanıklı bir yapıya sahip olduğundan bitki hücrelerini dışarıdan gelebilecek mekanik etkilere karşı korur. Hücre zarı canlı olduğundan seçici geçirgen özelliğe, hücre çeperi ise cansız olduğundan tam geçirgen özelliğe sahiptir.


Hücredeki genetik materyal DNA' dır. DNA' nın en küçük yapı birimi nükleotit'tir. DNA yüzbinlerce nükleotitin birleşmesiyle oluşan bir moleküldür. DNA' daki ortalama 1500 nükleotitten oluşan, belirli bir özelliği ifade eden, belirli bir proteini kodlayan anlamlı nükleotit dizilerine gen denir. DNA üzerinde bulunan genlerin ürünleri; protein, mRNA, rRNA ve tRNA'dır. DNA molekülü, gen kısmındaki bilgiyi mRNA, rRNA ve tRNA'yı kullanarak proteine dönüştürür. DNA, sentezlediği bu proteinler ile hücredeki metabolik faaliyetleri kontrol eder. Hücredeki DNA'nın toplam uzunluğu bir hücrenin çapının yüz bin katı kadardır. DNA'nın çekirdeğe sığabilmesi için yüksek oranda yoğunlaşması ve paketlenmesi gerekir. DNA'nın paketlenmesinde histon adı verilen proteinler görev alır. DNA bu proteinlerin etrafına sarılarak sıkıştırılır. Böylece çok az yer kaplar ve hücre çekirdeğine sığar. DNA'nın bu hali kromatin iplik olarak adlandırılır. Kromatin iplik hücre bölünmesi sırasında kısalıp kalınlaşarak kromozom halini alır. Kromozom canlılarda bulunan en büyük kalıtım birimidir. Kromozom sayısı türe özgüdür. Aynı türdeki bireylerin kromozom sayıları aynıdır ancak bu durum kromozom sayıları aynı olan canlıların kesinlikle aynı türden olduğu anlamına gelmez. Farklı türden canlılar da aynı sayıda kromozoma sahip olabilir. Örneğin insan ve moli balığı farklı tür olmalarına rağmen kromozom sayıları 46'dır. Hücredeki genetik materyal organizasyonunda genel olarak nükleotitler, genleri; genler, DNA'yı; DNA, kromozomları oluşturur.


Büyüme sırasında hücrelerin hacim ve yüzey alanı artar. Yüzey artışı hacim artışına göre daha yavaş gerçekleşir. Hücreler madde alışverişini yüzeyleri ile yapmaktadır. Bu nedenle belirli bir büyüme düzeyi sonrasında hücrenin yüzey alanı madde alışverişi için yetersiz hale gelir. Hücreler genellikle küp ya da silindirik şekildedir. Bu şekildeki hücrelerin hacim ve yüzey dengesi bozulduğunda hücre bölünmeye ihtiyaç duyar. Bölünme ile hacim/yüzey dengesi tekrar düzenlenmiş olur. Bölünmede sitoplazma/çekirdek oranı da etkilidir. Hücrenin büyümesi sonucunda sitoplazmada meydana gelen artış, çekirdeğin hücreyi kontrolünü güçleştirir. Bu nedenle, hücre bölünmesinin bir nedeni de sitoplazma/çekirdek dengesinin bozulmasıdır. Bu durumda hücre ya ölecek ya da bölünecektir. Çekirdeğin etki alanı sınırlı olduğu için büyüyen hücrede hacim/ yüzey alanı arttıkça çekirdeğin sitoplazmadaki denetimi zorlaşır. Bölünmenin ön koşulu, hücrenin belirli bir büyüklüğe ulaşmasıdır. Ancak hücre büyüklüğünün artışı bölünme için tek başına yeterli değildir. Belirli bir büyüklüğe ulaşan hücrenin bölünmesi ile ilgili şifrenin kalıtım materyali olan DNA tarafından verilmesi gerekir. Yüzey/hacim oranının hücre bölünmesini ne şekilde etkilediğine dair dört ay süreyle bir deney yapılmıştır. Deney gruplarına ait görseller ve açıklamalar aşağıda verilmiştir. - Bir amip hücresinin büyüklüğünü sürekli aynı oranda tutmak, hücre bölünmesi olayını engellemektedir. - Bölünme büyüklüğüne ulaşmış bir amip hücresine bölünme emri verildiği sırada hücrenin hacim/yüzey oranı azaltılsa bile bölünme engellenemez.


Canlılığın temel yapı birimi hücredir. Hücre teorisine göre tüm canlılar hücrelerden oluşur ve yeni hücreler öncekilerinin bölünmesiyle meydana gelir. Hücreler kimyasal bileşen ve metabolik işlev açısından benzerlik gösterir. Bir organizmanın işlerlik kazanması hücrelerin etkileşimine ve toplu faaliyetlerine bağlıdır. Elektron mikroskoplarının büyütme gücü ışık mikroskoplarına göre çok daha fazladır. Bu da bilim insanlarına hücreyi detaylı inceleme imkanı sunmuştur. Mikroskopta inceleme yapabilmek için ilk olarak preparat hazırlanmalıdır. Preparat; lam, lamel, inceleme ortamı ve kesitten oluşur. Bitkisel veya hayvansal bir dokudan jilet veya bisturi ile alınan ince parçaya kesit, kesitin üzerine damlatılan sıvıya da inceleme ortamı denir. Hücrelerin çevresi zarla çevrilidir. Zarla çevrili çekirdeği ve zarlı organelleri bulunmayan hücrelere prokaryot hücre, zarla çevrili çekirdeği ve zarlı organelleri bulunan hücrelere ökaryot hücre denir. Endoplazmik retikulum zarlı bir organel olup hücre içi madde taşınmasından sorumludur. Granüllü endoplazmik retikulumun dış zar yüzeyinde protein üreten ribozomlar bulunur. Granülsüz endoplazmik retikulum bazı hücrelerde steroit sentezler. Golgi aygıtı, ER'de üretilen salgıyı olgunlaştırır. Bazı bileşiklere karbonhidrat ekleyerek paketler ve salgılamaya hazır hale getirir. Ayrıca lizozom üretir. Lizozom hücre içi sindirimde görev alır. Mitokondri çift zarlıdır. İç zarın oluşturduğu kristalarda solunum enzimleri bulunur. Plastitler bitki ve alg hücrelerinde bulunur. Kloroplastlar yeşil renkli klorofil pigmentini, kromoplastlar daha farklı renklerdeki pigmentleri bulundururken, lökoplastlar renksizdir. Peroksizomlar oksidasyon reaksiyonları ile ilgili enzimleri içeren zarlı keseciklerdir. Mikrotübüller hücrenin şeklini korur. Mikroflamentler ve ara filamentler hücre hareketinde rol oynar. Sentrioller mikrotübüllerden oluşur. Hücre bölünmesi sırasında iğ ipliklerini meydana getirir. Çekirdek çift zarla çevrilidir. Hücrenin kalıtım ve yönetim merkezidir. Bitki hücreleri sentriol içermez, hücre duvarı ve büyük merkezi bir kofula sahiptir. Hücre zarı seçici geçirgen özelliğe sahiptir. Zardan madde geçişleri pasif taşıma ve aktif taşıma olmak üzere iki şekilde meydana gelir. Difüzyon, kolaylaştırılmış difüzyon, osmoz ve diyaliz pasif taşımadır. Pasif taşımada hücre enerji harcamaz. Difüzyonda moleküller çok yoğun oldukları yerden az yoğun oldukları yere doğru hareket eder. Kolaylaştırılmış difüzyonda çeşitli moleküllerin difüzyonu hücre zarındaki bazı proteinlerle sağlanır. Osmoz suyun difüzyonudur. Hücrelerin osmozla su kaybetmesi için hipertonik, su alıp şişmesi için de hipotonik bir çözeltiye konulması gerekir. İzotonik bir çözeltiye konulan hücrenin koful hacminde değişiklik olmaz. Aktif taşımada molekül ve iyonlar, az yoğun ortamdan çok yoğun ortama doğru hareket ettiğinden mutlaka enerji harcanır. Büyük moleküllerin, hücre zarı ile oluşturulan kofullar aracılığıyla hücre içine alınmasına endositoz denir. Endositozla hücre içine alınan madde katı ise bu olaya fagositoz, sıvı ise pinositoz adı verilir. Ekzositoz ise büyük moleküllerin hücre içinden hücre dışına doğru taşınması olayıdır. Hücresel yapılarda meydana gelen bozukluklar çeşitli kalıtsal hastalıklara yol açabilir. Örneğin Tay-Sachs hastalığı lizozomların görevlerini yapamaması sonucu ortaya çıkar. Kistik fibroz ise hücre dışına fazla miktarda klor iyonunun atılması sonucunda meydana gelir. Bu hastalıkların ikisi de bireyin çok erken yaşlarda hayatını kaybetmesine neden olur. Yine mitokondri DNA'sındaki mutasyonlar sebebiyle insanlarda LHON sendromu, Leigh Sendromu ve Kearns-Sayre sendromu gibi kalıtsal hastalıklar da görülebilir. Kök hücreler kendini yenileyebilen, farklı hücre ve dokulara dönüşebilen hücrelerdir. İnsan vücudunun farklı dokularından hem embriyonik hem de ergin dönemde alınan kök hücreler, hücre kültürü ortamında yetiştirildikten sonra birçok hastalığın tedavisinde kullanılmaktadır.


Hücrelerin yaşamsal faaliyetlerini sürdürebilmek için enerjiye ihtiyaçları vardır. Bu enerjiyi üretmek için ise hücresel solunum adı verilen bir süreç kullanılır. Hücresel solunum, hücrelerin besin moleküllerini oksijenle parçalayarak ATP adı verilen enerji birimlerini ürettiği metabolik bir yoludur. Hücresel solunum, üç ana aşamadan oluşur: glikoliz, Krebs döngüsü ve elektron taşıma zinciri. 1. Glikoliz: Glikoliz, hücre sitoplazmasında gerçekleşen ve glukoz molekülünün parçalanmasını içeren ilk aşamadır. Bu aşamada glukoz, pirüvat adı verilen iki moleküle ayrılır ve ATP üretilir. 2. Krebs Döngüsü: Krebs döngüsü, mitokondrinin içinde gerçekleşen ve pirüvat moleküllerinin tamamen parçalanmasını sağlayan aşamadır. Bu aşamada daha fazla ATP üretilir ve elektron taşıma zincirine besin moleküllerinden elektronlar aktarılır. 3. Elektron Taşıma Zinciri: Elektron taşıma zinciri, mitokondrinin içindeki zarlar arasında bulunan protein komplekslerinin yer aldığı bir dizi reaksiyondan oluşur. Bu aşamada elektronlar, oksijen molekülleri tarafından yakalanır ve su oluşurken ATP üretilir. Hücresel solunum, hücrelerin enerji üretimi için vazgeçilmez bir süreçtir. Bu süreç, hücrelerin enerji ihtiyaçlarını karşılamak için kullanılan ana yol olduğu için hayati öneme sahiptir. Hücresel solunum sayesinde hücreler, yaşamsal faaliyetlerini sürdürebilir, protein sentezi yapabilir, sinir sinyalleri iletebilir ve birçok metabolik süreci düzenleyebilir. Hücresel solunum, birçok faktör tarafından etkilenebilir. Oksijen seviyesi, besin moleküllerinin kullanılabilirliği ve hücre içi enerji ihtiyacı gibi faktörler, hücresel solunumu etkileyen önemli faktörlerdir. Ayrıca, egzersiz, metabolik hastalıklar ve yaşlanma gibi durumlar da hücresel solunumu etkileyebilir. Hücresel solunumun düzenlenmesi, hücrelerin enerji ihtiyacını karşılamak için gereken miktarda ATP üretimini sağlamak için önemlidir. Hücreler, ihtiyaç duydukları ATP miktarını algılar ve hücresel solunumu buna göre ayarlar. Bu düzenleme, hücrelerin sağlıklı bir şekilde işlev görmesini ve enerji dengesini korumasını sağlar. Hücresel solunum, hücrelerin enerji üretmek için kullandığı temel bir süreçtir. Bu süreç, hücrelerin yaşamsal faaliyetlerini sürdürebilmesi için vazgeçilmezdir. Hücresel solunumun düzenli ve etkili bir şekilde gerçekleşmesi, hücrelerin sağlıklı bir şekilde işlev görmesini ve enerji ihtiyaçlarını karşılamasını sağlar. Bu nedenle, hücresel solunumun kontrolü ve düzenlenmesi büyük önem taşır.


Hücreler, canlılığını devam ettirmek ve çoğalmak için enerjiye ihtiyaç duyar. Fotosentezle üretilen glikoz, yağ asidi, gliserol, aminoasit gibi organik besinler, solunum olayında hücreler tarafından kullanılarak enerji elde edilir. Bu olaya hücresel solunum denir. Canlının metabolik faaliyetleri için ihtiyaç duyduğu enerjinin tamamı hücresel solunumla üretilen ATP molekülünden karşılanır. ATP, dış ortamdan veya diğer hücrelerden alınamaz. Hücrede üretilen ATP, yine aynı hücre tarafından kullanılır. Canlılık hücresel solunumun kesintisiz bir şekilde devam etmesine bağlıdır. Hücresel solunum; oksijenli solunum, oksijensiz solunum ve fermantasyon olmak üzere üç şekilde gerçekleşir. Oksijenli solunumda; glikoz, oksijen kullanılarak H2O ve CO2'ye kadar parçalanır. Oksijensiz solunumda; glikoz, oksijensiz ortamda H2O ve CO2'ye kadar parçalanır. Fermantasyonda; besinler oksijen kullanılmadan etil alkol veya laktik asit gibi organik moleküllere dönüştürülür. Oksijenli solunum, oksijensiz solunum ve fermantasyon sonucu hücrenin ihtiyacı olan enerji üretilir. Oksijenli solunumda organik besinler oksijen varlığında karbondioksit ve suya kadar parçalanır. Oksijenli solunum, bazı prokaryot canlılarda ve ökaryotlarda görülen solunum şeklidir. Prokaryot canlılarda sitoplazmada, ökaryot canlılarda sitoplazmada ve mitokondride gerçekleşir. Ökaryot canlılarda oksijenli solunum mitokondri adı verilen organelde gerçekleşir. Oksijenli solunumda üretilen enerji hücrenin tüm metabolik faaliyetlerinde kullanılır. Mitokondri, çift katlı zarla çevrili bir organeldir. Dıştaki zar düz, içteki zarı kıvrımlı bir yapıya sahiptir. Bu kıvrımlar solunum yüzeyini artırarak daha fazla enerji üretilmesini sağlar. İç zarın kıvrımlarına krista denir. Kloroplastın içini dolduran sıvıya matriks adı verilir. Oksijenli solunumda görev alan enzimler krista ve matrikste bulunur. Ayrıca matrikste; mitokondriye özgü olan DNA, RNA ve ribozomlar vardır. Bu sayede mitokondri, hücrenin kontrolünde çoğalabilir ve protein sentezleyebilir. Hücredeki mitokondri sayısı, hücrenin yapısına ve enerji ihtiyacına göre değişir. Örneğin çizgili kas hücrelerinin enerji ihtiyacı çok olduğu için mitokondri sayısı çoktur. Oksijenli solunum; glikoliz, pirüvik asidin asetil-CoA'ya dönüşümü, Krebs döngüsü ve ETS aşamalarından oluşur. a. Glikoliz: Glikoz molekülü, tüm canlılarda çeşitli tepkimeler zinciri ile pirüvik asite parçalanır. Bu olaya glikoliz denir. Glikoliz olayı hücrenin sitoplazmasında enzimler kullanılarak gerçekleşir. Glikoliz olayını kontrol eden enzimler tüm canlılarda ortak olduğu için glikoliz sonucunda tüm canlılarda pirüvik asit oluşur. Glikoliz sırasında ATP, kararlı olan glikoz molekülünü kararsız hale getirmek için kullanılır. Böylece glikoz molekülünün pirüvik asite parçalanması kolaylaşır. Glikolizde üretilen ATP'ler ise substrat düzeyinde fosforilasyonla üretilir. Glikolizde üretilen NADH ise ETS'ye aktarılarak oksidatif fosforilasyonla ATP üretmek için kullanılır. b. Pirüvik Asidin Asetil-CoA'ya Dönüşümü: Ökaryot hücrelerde glikoliz sonucunda oluşan pirüvik asit ve NADH ortamda oksijen varsa mitokondriye geçer. Mitokondriye giren pirüvik asit, enzimler yardımıyla asetil-CoA molekülüne dönüştürülür. Bu aşamada CO2 açığa çıkar. Ortamda yeteri kadar oksijen yoksa pirüvik asit asetil-CoA'ya dönüşemez. Bu durumda glikoliz sonucu oluşan pirüvik asit fermantasyon tepkimelerine katılır. Bu yüzden asetil- CoA oluşumu, hücre içerisinde yeterli miktarda oksijen bulunduğunu gösteren önemli bir ölçüttür. c. Krebs Döngüsü: Bu reaksiyonlar ilk defa İngiliz bilim insanı Hans Krebs tarafından gözlenmiştir. Bu yüzden bu reaksiyonlara Krebs Döngüsü adı verilir. Krebs döngüsü, 2C'lu asetil CoA molekülünün mitokondri matriksinde bulunan 4C'lu okzaloasetik asit ile enzim kontrolünde birleşerek 6C'lu sitrik asit molekülünü oluşturmasıyla başlar. Mitokondrinin matriksinde gerçekleşen bu döngü, sitrik asittin tekrar okzaloasetik asite dönüşmesiyle tamamlanır. Krebs Döngüsü tamamlana kadar CO2, NADH, ATP ve FADH2 oluşur. Bir molekül glikoz parçalandığında iki molekül pirüvik asit oluştuğu için Krebs Döngüsü iki kez gerçekleşir. Üretilen 2 ATP molekülü, substrat düzeyinde fosforilasyonla sentezlenir. Üretilen 6 NADH ve 2 FADH2 molekülleri elektron taşıma sistemine aktarılır. Açığa çıkan toplam dört molekül CO2 atmosfere verilir. d. Elektron Taşıma Sistemi : Hücresel solunumun son aşaması elektronların ETS'de taşınmasıdır. Elektron taşıma sistemini oluşturan moleküller, ökaryot hücrelerde mitokondrinin kristasında, prokaryot hücrelerde ise hücre zarı kıvrımlarında bulunur. ETS molekülleri, oksijenli solunumun önceki evrelerinde oluşan NADH ve FADH2' nin getirdiği yüksek enerjili elektronları tutar. Elektronlar bir dizi indirgenme ve yükseltgenme tepkimesi ile oksijene kadar sistem boyunca taşınır. Bu sırada oksidatif fosforilasyonla ATP üretilir. Elektron kazanmış oksijen bir çift hidrojen molekülü ile birleşerek suyu oluşturur. ETS, oksijenli solunumun en çok enerji elde edilen aşamasıdır. Görsel 2.27' de, oksijenli solunum tepkimeleri bir arada gösterilmektedir. Görsel incelendiğinde, glikoliz ve Krebs Döngüsü' nde üretilen ATP' lerin substrat düzeyinde fosforilasyonla, ETS' de üretilen ATP'lerin oksidatif fosforilasyonla üretildiği görülür. Oksijensiz solunum, oksijenli solunumda olduğu gibi glikoliz, Krebs Döngüsü ve ETS aşamalarından oluşur. Oksijensiz solunumun oksijenli solunumdan farkı oksijen yokluğunda gerçekleşmesidir. Ayrıca oksijensiz solunumda kullanılan ETS elemanları, oksijenli solunumdaki ETS elemanlarından farklıdır. Oksijenli solunumda son elektron alıcısı olarak görev yapan oksijenin (O2) yerine oksijensiz solunumda; sülfat, nitrat, karbonat veya demir gibi inorganik moleküller son elektron alıcısı olarak kullanılır. Son elektron alıcısı olarak görev alan bu inorganik moleküllerin elektron çekim güçleri zayıf olduğu için oksijensiz solunumda üretilen ATP miktarı, oksijenli solunuma göre daha azdır. Bataklıkta yaşayan bazı bakteriler oksijensiz solunum yapar. Bu bakteriler besin moleküllerinden kopardıkları elektronları sülfat iyonuna aktarır. Elektron alan sülfat, hidrojen sülfüre dönüşür. Bataklıklardan gelen kötü kokunun sebebi de oksijensiz solunum yapan bu bakterilerin ürettiği hidrojen sülfürdür. Toprakta yaşayan ve oksijensiz solunum yapan bazı bakteriler ETS'de son elektron alıcısı olarak nitrat kullanır. Elektron alan nitrat, moleküler azota (N2) dönüşür Denitrifikasyon adı verilen bu olay, biyosferdeki azot döngüsüne katkı sağlar. Fermantasyonda glikoz molekülü, glikoliz olayı ile pirüvik asite kadar parçalandıktan sonra oksijensiz ortamda etil alkol veya laktik asit gibi organik yapılı son ürünlere dönüşür. Fermantasyon, hücre sitoplazmasında gerçekleşir. Bazı maya mantarları, bazı bakteriler, omurgalıların çizgili kas hücreleri fermantasyon yapar. Fermantasyon, tepkime sonucu oluşan son ürüne göre isimlendirilir. Son ürün etil alkolse etil alkol fermantasyonu, laktik asitse laktik asit fermantasyonu adını alır. Etil alkol fermantasyonu, glikoliz ve son ürün evresi olmak üzere iki aşamada gerçekleşir. Glikoliz evresinde glikoz molekülü pirüvik asite parçalanır. Son ürün evresinde ise pirüvik asitten CO2 çıkışı ve glikolizden gelen NADH molekülündeki hidrojenlerin tepkimeye katılması gerçekleşir. Bu işlemler sonucu etil alkol oluşur. Maya hücrelerinde, bakterilerin çoğunda ve bazı bitki tohumlarında etil alkol fermantasyonu gerçekleşir. Örneğin; ekmek yaparken hamurun mayalanmasını, etil alkol fermantasyonu yapan maya mantarları sağlar. Etil alkol fermantasyonu sırasında açığa çıkan karbondioksit (CO2) gazı da mayalanan hamurun kabarmasında etkilidir. Laktik asit fermantasyonu, glikoliz ve son ürün evresi olmak üzere iki aşamada gerçekleşir. Glikoliz evresinde glikoz molekülü pirüvik asite parçalanır. Son ürün evresinde ise glikolizden gelen NADH molekülündeki hidrojenler pirüvik asite eklenerek laktik asit üretilir. Etil alkol fermantasyonundan farklı olarak laktik asit fermantasyonunda karbondioksit (CO2) çıkışı olmaz. Laktik asit fermantasyonu bazı bakteriler tarafından gerçekleştirilir. Örneğin; sütün yoğurt ya da peynire dönüşümünü laktik asit fermantasyonu yapan bakteriler sağlar. İnsanların çizgili kas hücreleri de yeterli oksijenin olmadığı durumlarda laktik asit fermantasyonu yapar. Böylece ATP üreterek enerji ihtiyacını karşılar. İnsanlarda çizgili kas hücrelerinin ürettiği az miktardaki laktik asit, yeterli oksijen sağlandığında kasların daha iyi çalışmasını sağlar. Bu yüzden yoğun kas egzersizlerinden önce ısınma hareketleri yapmak faydalıdır ancak kas aktivitesinin aşırı artması, kas hücrelerinde laktik asit birikmesine neden olduğu için kas kramplarını oluşturur. Hücrelerde biriken laktik asit, kanla beyne taşınarak beyindeki ağrı, uyku ve yorgunluk merkezlerini de uyarır. Bu yüzden çok yorulduğumuzda uykumuzu gelir ya da vücudumuzda ağrılar oluşur. Çizgili kaslarda oluşan laktik asidin çoğu, karaciğere taşınır. Vücut dinlenmeye geçtiğinde yeterli oksijen alındıkça, karaciğer hücreleri laktik asidi, pirüvik asit ve glikoza dönüştürür. Pirüvik asit, oksijenli solunumda tüketilirken; glikozun fazlası glikojene dönüştürülerek karaciğerde depo edilir. Fermantasyon gıda üretiminde ve gıdaların bozulmadan saklanmasında uzun yıllardan beri kullanılan bir yöntemdir. Fermantasyonla üretilen gıdalara fermente ürün denir. Sütten elde edilen yoğurt ve kefir, tahıllardan elde edilen tarhana ve boza, et ürünlerinden elde edilen sucuk ve pastırma, çeşitli meyve ve sebzelerden elde edilen sirke ve turşular, fermente ürünlere örnektir. Fermente ürünlerin tüketimi bağışıklığı güçlendirdiği için insan sağlığı açısından oldukça faydalıdır. Hücresel solunumda enerji verimliliği en fazla oksijenli solunumda, daha az oksijensiz solunumda en az ise fermantasyondadır. Fermantasyonda enerji verimi oksijenli solunuma göre daha azdır çünkü fermantasyonda glikoz molekülü, CO2 ve H2O'ya kadar yıkılmaz. Fermantasyonda enerjinin büyük bir kısmı, oluşan son üründe kalır. Ayrıca fermantasyonda ETS'nin olmaması da enerji verimini düşürür. Oksijenli solunumda ise glikoz, H2O ve CO2 gibi inorganik bileşiklere kadar yıkılır. Ayrıca oksijenli solumda elektronların ETS'ye aktarılmasıyla en yüksek seviyede enerji elde edilir. Oksijensiz solunumda, son elektron alıcısı olarak görev alan inorganik moleküllerin elektron çekim güçleri zayıf olduğu için oksijensiz solunumda üretilen ATP miktarı, oksijenli solunuma göre daha azdır. Fotosentezin ve solunumun doğadaki madde ve enerji dengesinin sağlanmasında büyük önemi vardır. Örneğin; fotosentez ile güneş enerjisi, besinlerin yapısında kimyasal enerji olarak depo edilir. Canlılar besinlerde depolanmış kimyasal enerjiyi hücresel solunumla açığa çıkararak güneş enerjisinden dolaylı olarak yararlanmış olur. Fotosentez ve solunum tepkimeleri arasında birbirlerini tamamlayan bir ilişki vardır. Fotosentezde oluşan glikoz ve O2 solunumda kullanılırken, solunumda oluşan CO2 ve H2O fotosentezde kullanılır. Fotosentez ürünleri olmadan solunum, solunum ürünleri olmadan da fotosentez gerçekleşemez. Bu durum atmosferdeki O2 ve CO2 dengesinin korunmasını sağlar. Kemiosmotik görüş; mitokondri ve kloroplastlarda, zarın iki tarafındaki H+ yoğunluk farkına bağlı olarak ortaya çıkan potansiyel farkın ATP sentezlenmesinde kullanılmasını açıklar. Fotosentezin ışığa bağımlı reaksiyonlarında açığa çıkan H+ iyonları, tilakoit zarlarda bulunan ETS elemanları tarafından, tilakoit boşluğa pompalanır. Tilakoit boşluktaki H+ iyonlarının artmasıyla, tilakoit boşluk tarafı pozitif, stroma tarafı negatif yüklenir. Böylece zarın içi ile dışı arasında potansiyel fark oluşur. Bu potansiyel fark ATP sentezinde bir pil görevi yapar. Tilakoit boşlukta bulunan H+ iyonları stromaya geçme eğilimindedir. H+ iyonları, özel proteinler ile stroma sıvısına gönderilirken, zarda bulunan ATP sentaz enzimi ile ATP sentezlenir. Mitokondri iç zarında ETS bulunur. Oksijenli solunumda açığa çıkan H+ iyonları, krista zarındaki ETS elemanları tarafından yakalanarak dış zar ile krista zarı arasındaki boşluğa pompalanır. Bunun sonucunda kristanın dış zara bakan tarafı pozitif, matriks sıvısına bakan tarafı negatif yüklenir. Bu durum kristanın iç tarafı ile dış tarafı arasında bir potansiyel fark oluşmasına neden olur. Bu potansiyel fark ATP sentezinde bir pil gibi görev yapar. Kristanın dış tarafındaki H+ iyonları matrikse geri dönme eğilimindedir. H+ iyonları, krista zarındaki özel bir protein ile matrikse gönderilirken, zarda bulunan ATP sentaz enzimi ile ATP sentezlenir.


Bazı canlılar tek hücreli, bazı canlılar ise çok hücrelidir. Fakat ne olursa olsun tüm hücreler ya prokaryot ya da ökaryot hücre tipine sahiptir. Zarla çevrili çekirdeği ve organelleri olmayan hücrelerdir. Bakteriler ve arkeler prokaryot hücre yapısına sahip canlılardır. Bakterilerin birbirlerine ve bulundukları ortama tutunmalarını sağlayan uzantılarına pilus denir. DNA molekülü çift zincirli, sarmal yapılı ve halkasaldır. Zarla çevrili değildir. Sitoplazmada serbest olarak bulunur. DNA'nın bulunduğu bu bölgeye nükleoit denir. Sadece ribozom organeline sahip hücrelerdir. Kamçı adı verilen uzantılar bazı bakterilerde bulunur ve bakterinin aktif hareketini sağlar. Tüm bakteriler yapılarındaki glikozu glikojen şeklinde depolar. Bakterilerin bazı türleri hücre duvarına ek olarak polisakkarit yapılı kapsüle sahiptir. Kapsüllü olan bakteriler hastalık yapıcı patojen bakterilerdir. Bazı bakterilerde asıl DNA'dan farklı olarak küçük halkasal genler bulunur. Bu genlere plazmit denir. Zar ile çevrili çekirdek ve organellere sahip hücrelerdir. Bakteri ve arke dışında kalan tüm canlılar ökaryot hücre yapısına sahiptir. Ökaryot hücreler üç kısımdan oluşur. - Hücre zarı - Sitoplazma Organeller - Çekirdek Hücre zarının yapısı Seymour Jonathan Singer ve George Nicholson tarafından 1972 yılında açıklanmıştır. Hareketli yapıya sahip olması nedeniyle Akıcı-mozaik zar modeli olarak adlandırılmıştır. Hücre zarı canlı, esnek ve seçici-geçirgendir. Hücre zarının seçici geçirgen olması demek her maddenin hücre içine girip yine her maddenin hücre dışına çıkamayacağı anlamına gelir. Hücreyi korur, sitoplazmanın dağılmasını önler. Hücre zarı karbonhidrat, protein ve yağ yapılıdır. Karbonhidrat olarak glikoz, yağ olarak fosfolipit bulunur. Fosfolipitler hücre zarında çift sıralı olarak bulunur. Birbirlerine bağlı olmadıkları halde bu kadar düzgün durmalarının sebebi sahip oldukları hidrofobik ve hidrofilik kısımlarıdır. Hücre zarının yapısındaki fosfolipitlerin gliserol ve fosforlu yan gruptan oluşan baş kısımları hidrofiliktir. Bu nedenle zarın her iki tarafında da yüzeye dönük halde bulunur. Yağ asidinden oluşan kısımları ise hidrofobiktir ve zarın iç kısmına dönük halde bulunur. Bu tabaka hareketli bir yapıya sahiptir. Zar yapısında bulunan proteinler de fosfolipitler gibi serbest halde bulunabilir. Zarın her iki yüzeyinde, zar içine gömülü ya da zarı boydan boya katetmiş halde bulunabilir. Zarı boydan boya katedenler madde alışverişi için kanalları oluşturur. Bu kanallar madde alışverişi için sürekli açıktır. Taşıyıcı proteinler ise açılıp kapanabilir ve taşıdıkları moleküle özgüdür. Bazı proteinler enzim görevi alır. Hücre zarının yapısında bulunan başka bir protein çeşidi de reseptör görevi görür. Bu proteinler bazı hormonların ve hücre içine alınacak maddelerin tanınmasında görevlidir. Doku oluşumu hücrelerin zarında; sayısı, çeşidi, dizilimi değişim gösteren glikoproteinler sayesinde olur. Bu proteinler hücrelere özel kimlik kazandırır. Bu nedenle doku ve organ nakillerinde dikkate alınan kriterlerden biri de glikoproteinlerin uyumudur. Karbonhidrat olarak zar yapısında bulunan glikozlar ise serbest halde bulunmaz. Proteinlere ya da yağlara bağlı olarak bulunur. Eğer proteinlere bağlı ise glikoprotein, yağlara bağlı ise glikolipit adını alır. Glikolipit ve glikoproteinler hücre zarının sadece hücre dışına bakan yüzeyinde bulunur. - Sayısı, çeşidi, dizilişi hücreden hücreye değişim gösterdiğinden hücreye özel kimlik verir. Doku ve organ nakillerinde bu yapıların uyumu esas alınır. - Hücrelerin birbirini tanımasını ve hissetmesini sağlar. Hücreler birbirlerine temas ettiklerinde gereksiz bölünmez yani kontrolsüz bölünme olmaz. - Hücrelerin hormonları tanımasında ve cevap oluşturmasında etkilidir. - Hücre zarına seçici-geçirgen özelliğini kazandırır. - Hücrelere antijenik özellik kazandırır. - Hücreyi dış ortamdan ayırır. - Hücreye madde giriş çıkışını düzenler. - Hücrenin dağılmasını önler. - Diğer hücrelerle haberleşmeyi sağlar. - Hücrelerin birbirini tanımasını sağlar. Hücrenin dış ortamındaki bir madde, hücre zarına ulaştığı zaman hemen hücre içine giremez. Büyüklüğüne, kimyasal özelliklerine göre farklı şekillerde karşılanır. - Difüzyon - Osmoz - Aktif Taşıma - Endositoz - Ekzositoz


İki yaşamlılar göllerde, nehirlerde, su birikintilerinde, nemli ve suya yakın yerlerde yaşar. Bu hayvanlar hayat döngülerinin bir döneminde suda, bir döneminde karada yaşamaya uyumlu oldukları için iki yaşamlılar olarak adlandırılır. Derilerinde mukus bezleri bulundururlar. Bu yüzden derileri daima kaygandır. Akciğerleri basit bir kese şeklindedir. Kurbağaların kalpleri üç odacıklıdır. Vücuttan kalbe gelen kan akciğerlere gönderilerek temizlenir. Temizlenen kan kalbe döner. Kalpte vücuttan gelen kan ile karışarak tekrar vücuda pompalanır. Bu nedenle vücut sıcaklıkları değişken canlılardır. Bu özelliğe sahip hayvanlara soğukkanlı hayvanlar denir. Kış uykusuna yatarlar. Eşeyli ürerler. İki yaşamlılar yumurtalarını suya bırakır, döllenme ve gelişme suda gerçekleşir. Ağaç kurbağası, yeşil kara kurbağası ve semenderler bu gruba örnektir. Kurbağalar Avrupa ülkelerinde yiyecek olarak tüketilmektedir. Konserve olarak da ihraç edilir. Bilimsel çalışmalarda kurbağalardan denek olarak yararlanılmaktadır.


Kordalılar ilkel kordalıları ve omurgalıları kapsayan üst sınıflandırma basamağıdır. Bir hayvanın kordalı olarak sınıflandırılabilmesi için dört özelliğinin olması gerekir. Yaşamlarının en az bir döneminde sırt bölümlerinde içi boş bir sinir kordonu; bu kordonun altında omurganın ilkel hali olan notokord; solungaç yarıkları ve vücudun arka bölümünden dışarı doğru uzanan kuyruk bulunmalıdır. İlkel kordalı olarak bilinen hayvanlar denizlerde yaşar. Notokord ve solungaç yarıkları yaşamları boyunca vardır. Tulumlular denilen ilkel kordalılar kayalara, iskele ayaklarına, gemilere yapışarak yaşayan deniz hayvanlarıdır. Bazılarının erginlerinde sinir kordonu, notokord ve kuyruğa rastlanmaz. İlkel kordalıların bir bölümü ise kafatassızlar olarak adlandırılır. En bilineni Amphioxus deniz kıyılarında kumların dip kısımlarında tutunmuş olarak yaşar. Solungaç yarıklarından geçen sudan küçük besin parçacıklarını alarak beslenirler. Vücut yüzeyi ile gaz alış verişi sağlanır. Tulumlular ve Balanoglossus ilkel kordalı canlıların diğer örnekleridir.


Canlılar tarafından üretilemeyen, doğadan hazır olarak alınan, yapısında genellikle karbon ve hidrojen elementlerini birlikte bulundurmayan bileşiklere inorganik bileşik denir. İnorganik bileşikler su, mineraller, asitler, bazlar ve tuzlardır. Küçük yapılı olduklarından sindirilmeden kana geçer ve hücre içine alınır. İnorganik bileşikler enerji vermez; yapıcı, onarıcı ve düzenleyici olarak görev yapar. Su molekülü, bir oksijen atomuna kovalent bağlar ile bağlanan iki hidrojen atomundan oluşur. Tüm canlıların yapısını oluşturan temel madde sudur. Dünyanın ve insan vücudunun yaklaşık dörtte üçü sudan oluşur. Su, hem dünya hem de canlılar için mutlak gerekli bir bileşiktir. Canlıların yaşadığı ortama ve içinde bulunduğu duruma göre sahip oldukları su miktarı farklılık gösterir. Su bitkilerinde su oranı %98'e ulaşırken kuru tohumlarda su oranı %15'in altına düşer. Fasulye, mercimek, mısır gibi tohumlar kuru ortamda çimlenmez. Bunun nedeni su oranının çok az olması ve buna bağlı olarak metabolizma hızının oldukça yavaşlamasıdır. İnsanların da çeşitli doku ve organlarındaki su miktarı birbirinden farklı olduğu için metabolizma hızları da farklılık gösterir. Kohezyon: Su molekülleri birbirlerine hidrojen bağı ile bağlanır. Su molekülleri arasında kurulan hidrojen bağının çekim kuvvetine kohezyon denir. Kohezyon sayesinde köklerden alınan su molekülleri, kopmayan bir sütun halinde yapraklara doğru çıkar. Örneğin sekoya gibi boyu 100 metreyi geçen ağaçlarda su topraktan alınıp kohezyonun da etkisiyle metrelerce yükseğe rahatlıkla taşınır. Suyun hava ile temasta olan yüzeyini kırmak zordur. Çünkü yüzeydeki su molekülleri altındaki diğer su moleküllerine de hidrojen bağıyla bağlıdır. Bu bağlar sayesinde yüzey gerilimi olarak bilinen durum oluşur. Bunun sonucunda böcekler su üzerinde yürüyebilir. Su, canlılardaki bileşiklerin çözünmesi ve taşınmasında da görev alır. Bitkiler topraktaki maddeleri suda çözünmüş olarak kökleriyle alır. İnsanlarda ve hayvanlarda metabolizma faaliyetleri sonucu oluşan atık maddeler ve besinler kan ile taşınır. Kan dokusunun %98'ini su oluşturduğundan iyi bir çözücü ve iyi bir taşıyıcıdır. Yetişkin bir insanın vücut su dengesini koruyabilmesi için günde, yaklaşık 2,5 litre su tüketmesi gerekir. Bu miktar bireyin kütlesine, fiziksel aktivitelerine, tükettiği besinlerin özelliğine, hava sıcaklığına ve neme bağlı olarak değişir. Suyun birçok bileşiğe göre özgül ısısı çok yüksektir. Öz ısı bir bileşiğin sıcaklığını 1 oC derece artırmak için verilmesi gereken ısı enerjisi miktarıdır. Suyun öz ısısının yüksek olması, ısı tutma kapasitesinin yüksek olduğunu gösterir. Su, ortamdan ısı alır ve bu sayede sıcak mevsimlerde yerkürenin fazla ısınmasını engeller. Suyun sıcaklığı düşerken de ortama ısı verdiğinden soğuk mevsimlerde yerküre normalden fazla soğumaz. Bunun sonucunda yerküre canlılar için elverişli bir ortam haline gelir. Suyun öz ısısının yüksek olmasından kaynaklanan bu olaylar, canlı vücudu için de geçerlidir. Örneğin bitki yapraklarında ve insanda terleyerek suyun buharlaşması sayesinde doku ve vücut ısısını sabit tutmaya çalışır. Buz, sıvı sudan daha hafif olduğu için suyun üzerinde yüzer. Bu durum göller ve kutup denizlerindeki canlıların donmuş haldeki yüzeyin altında yaşamlarını olası kılar. Sindirim reaksiyonları sırasında harcanan su aynı zamanda fotosentezin de ham maddesidir.


İnsanda sinir sistemi merkezi ve çevresel sinir sistemi olmak üzere iki kısımda incelenir. Merkezi sinir sistemi beyin ve omurilikten, çevresel sinir sistemi somatik ve otonom sinir sisteminden oluşur. Merkezi sinir sistemi, beyin ve omurilikten oluşur. Beyin ve omurilik dış ve iç ortamdan gelen çeşitli uyartıları alır ve değerlendirir. Beyin, insan vücudunun kontrol merkezdir. Yetişkin bir insanda ortalama 1300-1400 gram ağırlığındadır. Yaklaşık olarak 100 milyar sinir hücresinden oluşan beyin oldukça yumuşak bir yapıdadır. Bu yüzden kafatası kemikleri tarafından korunur. Aksi durumda en ufak darbede bile çok büyük zarar görebilirdi. Kafatası kemiklerinin hemen altında beyni saran meninges adı verilen üç katlı zar vardır. Üç katlı bu zar sistemi dıştan içe doğru sert zar, örümceksi zar ve ince zar olarak adlandırılır. Sert zar, kafatası kemiklerinin hemen altında bulunur. Örümceksi zar, örümcek ağına benzeyen ince bağ dokusu liflerinden oluşur. Bu lifler sayesinde sert zar ile ince zarı birbirine bağlar. İnce zar, beyin zarının en içte bulunan tabakasıdır ve beynin bütün kıvrımlarını sarar. Taşıdığı kan damarları sayesinde beynin besin ve oksijen ihtiyacını karşılar. İnce zar ile örümceksi zarın arasını dolduran bir sıvı vardır. Bu sıvıya beyin-omurilik sıvısı denir. BOS, beyni ve omuriliği vurma, çarpma gibi darbelerden korur. Sinir hücreleri ile kan damarları arasında madde alışverişini sağlar, merkezi sinir sistemindeki iyon derişiminin dengede kalmasında etkilidir. Beyin zarlarının mikroorganizma etkisiyle iltihaplanması, menenjit adı verilen hastalığa neden olabilir. Beyin çoğunluğu su ve yağ olmak üzere protein, karbonhidrat, organik ve inorganik maddelerden oluşur. Beyin; ön beyin , orta beyin ve arka beyin olmak üzere 3 temel bölümde incelenir. Ön beyin diğer beyin kısımlarını üstten örterek beynin en büyük kısmını oluşturur. Ön beyin; uç beyin ve ara beyin olmak üzere iki bölümde incelenir. a. Uç Beyin: Sağ ve sol olmak üzere iki yarım küreden oluşur. Bu yarım küreler birbirine üstten ve alttan sinir demetleriyle bağlıdır. Üstten bağlayan sinir demetlerine nasırlı cisim, alttan bağlayan sinir demetlerine beyin üçgeni denir. Beyin yarımkürelerini enine bölen yarığa rolando yarığı denir. Beyin yarım kürelerinin her biri vücudun zıt tarafını kontrol eder. Yani beynin sağ yarım küresi vücudun sol tarafını, sol yarım küresi vücudun sağ tarafını kontrol eder. Beyin yarım kürelerinde istemli hareketlerin kontrolü, beş duyu organından gelen uyarıların algılanması, öğrenme, hafıza, zeka, bilinç, yazma, konuşma, işitme gibi faaliyetleri ve öğrenilmiş davranışları kontrol eden merkezler vardır. Yapılan çalışmalarda beyin yarım küreleri hasar gören bir hayvanda solunum, dolaşım, sindirim gibi faaliyetlerin devam ettiği ancak bilinçli davranışların gerçekleşmediği görülmüştür. Örneğin beyin yarım küreleri çıkarılmış bir kuşun havaya atıldığında uçabildiği, açlık hissetmediği, ağzına besin verildiğinde besini yediği, düşmanlarından kaçmadığı ve dış etkilere karşı duyarlı olmadığı görülmüştür. Beyin yarım kürelerinden enine kesit alındığında dış tarafın koyu renkte, iç tarafın beyaz renkte olduğu görülür. Bunun nedeni dış tarafta nöronların gövdelerinin iç tarafta miyelinli nöronların aksonlarının bulunmasıdır. Nöronların gövdeleri koyu bir renk oluştururken, aksonları beyaz bir renk oluşturur. Koyu renkte görülen dış tarafa boz madde, beyaz renkte görülen iç tarafa ak madde denir. Boz madde, beyin kabuğu adını alır. Beyin kabuğu kıvrımlı bir yapıya sahiptir. Bu kıvrımlar beyin kabuğunun yüzey alanını arttırır. Yüzey alanının fazla olması insan beyninin diğer omurgalılara göre daha gelişmiş olmasını sağlayan faktörlerden biridir. Beyin yarım küreleri birbirinden farklı aktiviteleri kontrol eden dört loptan oluşur. Bunlar ön lop, yan lop, şakak lop, arka lop olarak adlandırılır. Ön lop: İstemli kas hareketlerinin kontrol merkezidir. Ayrıca yazma ve konuşma merkezi de bu bölgede bulunur. Yan lop: Dokunmanın, acının, basıncın ve derideki sıcaklığın algılanmasını sağlayan merkezdir. Şakak lop: İşitme, koku ve hafıza merkezidir. Bu bölgenin zarar görmesi durumunda kişi cisimleri fark eder ama tanıyamaz. Arka lop: Görme merkezidir. Koku duyusu hariç bütün duyuların toplanma ve dağılma merkezi ara beyindir. Ara beyine gelen duyular burada sınıflandırılarak beyin kabuğundaki duyu merkezlerine iletilir. Koku duyusu ise doğrudan beyin kabuğundaki koku merkezine ulaşır. Açlık, tokluk, susama, üreme, hipofiz bezinin çalışmasının düzenlenmesi, vücut ısısının düzenlenmesi, uyku ve uyanıklık durumunun ayarlanması, heyecanın, korkunun ve stresin kontrolü, karbonhidrat ve yağ metabolizmasının düzenlenmesi, kan basıncının düzenlenmesi gibi pek çok olayın kontrol merkezi ara beyindir. Ayrıca, beyin omurilik sıvısını oluşturan bazı kılcal damar toplulukları da burada yer alır. Özetle ara beyin; homeostasinin korunduğu, hormonal kontrolün sağlandığı, duyusal davranışların kontrol edildiği bölgedir. Orta beyin, ara beyin ile beyincik arasında kalan bölgedir. Aynı zamanda ön beyin ile arka beyin arasında bağlantı kuran sinirlerin geçtiği yerdir. Orta beyin, göz bebeklerinin karanlıkta büyümesi, fazla ışıkta küçülmesi ya da ses duyan köpeğin kulaklarını dikmesi gibi görme ve işitme ile ilgili refleksleri düzenler. Ayrıca kas tonusu ve vücut duruşunu düzenleyen merkezler de orta beyinde bulunur. Arka beyin; beyincik, omurilik soğanı ve pons adı verilen yapılardan oluşur. a. Beyincik: Beyin yarımkürelerinin arka alt kısmında, omurilik soğanının üzerinde yer alır. Ön beyin gibi iki yarımküreden oluşur. Beyincikten enine kesit alındığında dışta boz madde, içte ak madde olduğu görülür. Boz madde sinir hücrelerinin gövdelerinden, ak madde ise aksonlarından oluşur. Ak madde, boz madde içinde dallanmalar yapar. Bu görünüm bir ağaca benzediği için beyinciğe hayat ağacı da denir. Beyincik hareket ve denge merkezidir. İç kulaktan ve gözden gelen uyarıların etkisiyle istemli kas hareketlerini düzenler ve vücut dengesini sağlar. Beyinciği zedelenen bir canlı dengesini sağlayamaz ve düzgün hareket edemez. Örneğin, beyinciği zedelenen bir kuş uçamaz, bir köpek yürüyemez. Bebekler ise beyincik gelişimini tamamlamadan oturamaz, ayakta duramaz ve yürüyemez. b. Omurilik Soğanı: Beyinciğin altında, omurilik ve pons arasında yer alır. Enine kesitinde, ön beyin ve beyincikten farklı olarak, içte boz madde, dışta ak madde bulunur. Omurilik soğanı; solunum, dolaşım, sindirim, boşaltım gibi sistemlerin çalışmasını düzenler. Ayrıca çiğneme, yutma, kusma, hapşırma, öksürme gibi refleks hareketlerini kontrol eder. Omurilik soğanının zedelenmesi hayati önemi olan bu olayların durmasına neden olur. Bu yüzden, omurilik soğanına hayat düğümü de denir. Beyinden çıkan motor sinirleri omurilik soğanından geçerken çapraz yaparak vücuda dağılır. Böylece beynin sağ tarafından çıkan sinirler vücudun sol tarafını, sol tarafından çıkan sinirler vücudun sağ tarafını kontrol eder. c. Pons: Pons, orta beyin ile omurilik soğanı arasında bulunur. Omurilik soğanı ve orta beyinle birlikte beyin sapını oluşturur. Sadece memelilerde bulunan pons beyincik yarımkürelerini birbirine bağlayarak bu yarımküreler arasında impuls iletimini sağlar. Bu yüzden varolii köprüsü olarak da isimlendirilir. Pons vücudun sağ ve sol tarafındaki kas faaliyetlerinin yönetilmesine ve solunum merkezlerinin çalışmasına yardımcı olur. Bilinçaltını ve vücudun uyanık kalmasını kontrol ettiği için zarar görmesi durumunda koma hali oluşur. Merkezi sinir sisteminin diğer elemanı olan omurilik, omurilik soğanından başlayıp omurga kanalı boyunca uzanan kalın bir sinir demetidir. Omur kemikleri tarafından korunan omurilik yaklaşık 50 cm uzunluğundadır. Beyin gibi omurilik de sert, örümceksi ve ince zar olmak üzere üç katlı zar ile çevrilidir. Örümceksi zar ile ince zar arasında beyin-omurilik sıvısı bulunur. Omurilikten enine kesit alındığında beyindekinin tam tersi olarak dışta ak madde, içte boz madde olduğu görülür. Boz madde, ak maddenin içinde kanatları açık bir kelebek görüntüsü oluşturur. Kelebek şeklindeki yapının öne bakan uçlarına ön kök, arkaya bakan uçlarına arka kök denir. Arka kökten duyu nöronları girer, ön kökten motor nöronları çıkar. Ara nöronlar ise omurilikteki sinirlerdir. Omuriliğin iki önemli görevi vardır: uyarıları iletmek ve refleksleri kontrol etmek ve yönetmek. Uyarıları İletmek: Omurilik, çevredeki uyaranlar sonucu oluşan impulsları beyne, beyinden gelen impulsları da çevresel sinir sistemine iletir. Böylece beyin ve çevresel sinir sistemi arasındaki bağlantının kurulmasını sağlar. Refleksleri Kontrol Etmek ve Yönetmek: Bir uyarı karşısında sinir ve kas sisteminin birlikte çalışmasıyla istemsiz ve otomatik olarak verilen yanıta refleks denir. İki tip refleks vardır. Bunlar kalıtsal refleksler ve kazanılmış refleksler'dir. Göz kırpma, göz bebeklerinin büyüyüp küçülmesi, hapşırma, öksürük, solunum hareketleri, bebeklerin emme refleksi, diz kapağı refleksi gibi doğuştan gelen pek çok vücut fonksiyonu kalıtsal reflekse örnektir. Öğrenme yolu ile sonradan kazanılan reflekslere ise kazanılmış refleks denir. Yürümek, yüzmek, koşmak, bisiklete binmek, araba kullanmak gibi alışkanlıklar önce beyin kabuğu tarafından öğrenilir. Öğrenildikten sonra omuriliğe devredilerek kazanılmış refleks haline gelir ve buradan yönetilir. Bir refleksin oluşumunda impulsun izlediği yola refleks yayı denir. Refleks yayı, duyu nöronu, ara nöron ve motor nörondan oluşur. Uyarı sırasıyla duyu, ara, motor nörondan geçerek tepki organına ulaşır ve uygun tepkinin verilmesi sağlanır. Reseptör duyu nöronunda impuls başlatır. Duyu nöronu impulsu omurilik içindeki ara nörona aktarır. Ara nöron impulsu motor nörona iletir. Motor nöron, impulsu kol kaslarına taşıyarak el ve kolun hareket ettirilmesini sağlar. Böylece sıcak tavaya dokunan el hızla çekilir. Refleks yayında iletim hızlı olduğu için tepki süresi de hızlıdır. Örneğin; parmağını sobaya dokunduran bir insanın parmağını çekmesi çok kısa sürer. Acıyı ise parmağını çektikten sonra hisseder çünkü refleks yayında impulslar önce omuriliğe iletilerek parmağın çekilmesi, sonra beyne iletilerek sıcaklık ve acı hissi olarak yorumlanıp istemli hareketin yapılması sağlanır. Örneğin; parmağı sıcak tavaya dokunan kişinin parmağını çekmesi omurilik tarafından, acı ve yanma hissi ile parmağını üflemesi beyin tarafından yönetilir. Omuriliğin çalışması beyin tarafından kontrol edilir. Örneğin elimize iğne battığında elimizi çekeriz ancak hastanede kan alma işleminde kolumuza iğne batırıldığında canımız yansa da kolumuzu çekmez, bekleriz çünkü burada beyin devreye girer, refleksi baskılar ve istemli hareket etmemizi sağlar. Omuriliğin bir diğer görevi de alışkanlık haline gelen bisiklet sürme, yüzme, araba sürme gibi davranışları kontrol etmesidir. Bu davranışlar beyin tarafından öğrenilir, alışkanlık haline geldikten sonra omurilik tarafından kontrol edilir. Bu davranışlarda hata yapılırsa beyin tekrar devreye girer ve hata düzeltilir. Refleks vücudu koruyan bir mekanizmadır. Refleks yayı ile uyarıya çok hızlı cevap verilmesi sağlanarak uyarının vücuda daha fazla zarar vermesi önlenir. Ayrıca emme refleksi, yutma refleksi gibi doğuştan gelen refleksler hayatta kalmayı sağladığı için oldukça önemlidir.


Kuş gribi , genellikle kuşlarda görülen bir virüs enfeksiyonudur. Ancak bazı durumlarda, insanlar da bu virüsle enfekte olabilirler. İnsanlarda kuş gribi, özellikle kuşlarla yakın teması olan kişilerde görülebilir. Nadir durumlarda, insanlarda kuş gribi ciddi bir akut solunum yolu enfeksiyonuna yol açabilir ve hatta ölümcül olabilir. Bu nedenle, kuşlarla temas halinde olan kişilerin önleyici tedbirler alması gerekmektedir. İnsanlarda kuş gribinin yayılması, genellikle kuşların dışkıları, tükürükleri ve kanları yoluyla gerçekleşir. Bu nedenle, kuşlarla çalışan veya temas halinde olan kişilerin uygun kişisel koruyucu ekipmanları kullanması, ellerini sık sık yıkaması ve kuşların temizliği ve hijyeni konusunda özenli olması önemlidir. Ayrıca, insanlarda kuş gribi şüphesi olan kişilerin vakit kaybetmeden tıbbi yardım alması önemlidir. Kuş gribi, influenza A virüsünün bir alt türüdür ve genellikle kuşlarda görülür. İnsanlarda kuş gribi nadirdir, ancak insana bulaşabilir ve ciddi solunum yolu enfeksiyonlarına neden olabilir. İnsanlarda kuş gribi, enfekte kuşlarla temas etmek veya enfekte hayvanların atıklarına maruz kalmak gibi doğrudan temas yoluyla bulaşabilir. Ayrıca, insanlar arasında da yayılabilir, özellikle yakın temas, öksürme, hapşırma veya enfekte yüzeylere dokunma yoluyla. İnsanlarda kuş gribi semptomları, diğer grip benzeri semptomlarla benzerlik gösterir. Ancak, ciddi solunum yolu semptomları da ortaya çıkabilir ve hayatı tehdit edici bir durum olabilir. Koruyucu önlemler arasında, kuşlara veya diğer hayvanlara maruz kalma riskinin azaltılması, hijyen kurallarına uyulması ve gıda güvenliği önlemlerinin alınması yer alır. Ayrıca, kuş gribi aşısı da mevcuttur ve bu aşı, kuş gribine karşı koruma sağlamaya yardımcı olabilir.


Bir bölünmenin tamamlanmasından sonra oluşan hücrelerin yeni bir bölünme başlangıcına kadar geçirdiği sürece interfaz denir. İnterfaz süresi hücre döngüsünün yaklaşık %90'ını oluşturur. Örneğin insan deri epitel hücresi 24 saatte bir bölünebilir. Bu sürenin yaklaşık 23 saati interfazı kapsarken geriye kalan 1 saatlik kısmında hücre, bölünme aşamasındadır. Bu nedenle çok sayıda hücreden oluşan preparatların mikroskobik incelemelerinde interfazdaki hücrelere daha fazla rastlanır. İnterfaz G1, S ve G2 olmak üzere üç aşamada gerçekleşir. G1 evresinde metabolik olaylar yoğun şekilde sürer. Madde alışverişi, sentez ve yıkım reaksiyonları, organel yapımı , RNA sentezi devam eder. Hücreler bu evrede hızlı bir şekilde büyür. S evresinde DNA kendini eşler ve böylece her genin bir kopyası oluşur. DNA miktarı iki katına çıkar. G2 evresinde protein, enzim ve RNA sentezi devam eder. Organel sayısı artar. Bölünme hızı canlıdan canlıya hatta dokudan dokuya farklılık gösterir. Örneğin bağırsak mukozasındaki epitel hücreleri, kan hücrelerini üreten kemik iliği hücreleri, bitki kök ve gövde ucundaki hücreler hızlı ve devamlı bölünürken bazı doku hücreleri belirli zamanlarda bölünebilir. Örneğin karaciğer hücreleri yaralanma ya da yıpranan hücrelerin yerine yenilerinin yapılması gibi durumlar dışında bölünemez. Sinir, göz retinası ve çizgili kas hücreleri gibi ileri derecede özelleşmiş hücreler ise farklılaşmasını tamamladıktan sonra hiç bölünmez. Bölünme yeteneğini kaybeden bu hücreler interfazın G1 evresinden çıkarak G0 olarak adlandırılan evreye girer. Kalp kası hücreleri ise G1 ve S evrelerini geçirip G2 evresinde kalarak mitoza devam etmez. Bölünmeye devam eden hücrelerde ise interfazdan sonra mitotik faz ile hücre döngüsü tamamlanır.


Çoğunlukla temel eğitim, lise ve üniversitelerin bazı bölümlerindeki öğrenci laboratuvarlarında kullanılan mikroskop çeşididir: Işık Mikroskobu. Işık mikroskobunda, kaynaktan gelen görünür ışık , incelenecek örnek içinden geçerek objektif merceğine ulaşır. Işık objektifte kırılarak oküler vasıtasıyla göze ulaşır. Işık mikroskobuyla ökaryot ve prokaryot hücrelerin genel yapıları incelenir. Işık mikroskobu mekanik ve optik olmak üzere iki kısımdan oluşur. Bu kısımları oluşturan parçalar ve bunların görevleri aşağıda maddeler halinde verilmiştir. Ayak : Mikroskobun bütün kısımlarını üzerinde bulunduran parçadır. Mikroskop Kolu: Mikroskobun arka kısmında bulunan ve taşıma sırasında mikroskobun kavranmasını sağlayan kavisli parçadır. Ancak güvenlik bakımından mikroskop taşınırken bir elle mikroskop kolu diğer elle ayak kısmı tutulmalıdır. Sıkıştırma Klipsleri: Preparatın tabla üzerinde iki tarafından sabitlenmesini sağlayan parçalardır. Revolver: Üzerinde objektifleri taşıyan hareketli parçadır. Mikroskop Tüpü: Mikroskop kolunun üst kısmında bulunan parçadır. Üst kısmına oküler, alt kısmına ise objektifler monte edilmiştir. Ayar Vidaları: Kaba ayar vidası ve ince ayar vidası olmak üzere iki tanedir. Mikroskop kolunun yan tarafında iç içe geçmiş şekilde bulunur. Dıştaki makro vidadır ve tablanın aşağı, yukarı doğru hareketini sağlar. Yani tablayı objektiflere yaklaştırıp uzaklaştırmak amacıyla kullanılır ve tablanın bu hareketi gözle fark edilebilir. Makro vida, arama objektifi ile objenin ilk görüntüsü bulunup netleştirilirken kullanılır. Mikro vida ise makro vidanın iç kısmına geçecek şekilde yerleştirilmiştir. Büyütme gücü fazla olan objektife geçildikten sonra görüntüyü netleştirmek için kullanılır. Mikro vida tablayı mikron düzeyinde hareket ettirdiği için bu hareket gözle fark edilemez. X ve Y Ekseni Ayar Vidaları: Tabla üzerine yerleştirilip klipslerle sıkıştırılan preparatın ileri-geri ve sağa-sola hareket ettirilmesini sağlayan parçalardır. Bu şekilde preparattaki kesitin farklı kısımları incelenebilir. Objektif: Revolver üzerine monte edilmiş, mikroskopta görüntünün ilk oluştuğu ve görüntü netliği ile ilgili parçadır. Bir ışık mikroskobunda genellikle 4 adet objektif bulunur. Bunlardan büyütme gücü küçük (4X) olanına arama objektifi denir. Hazırlanan preparattaki objenin ilk görüntüsü arama objektifi kullanılarak bulunur. 4X ifadesi bu objektifin görüntüyü 4 defa büyüttüğünü belirtir. Ayrıca revolver üzerinde büyütme gücü 10X, 40X ve 100X olan üç tane daha objektif bulunur. Oküler : Mikroskop tüpünün üst kısmına monte edilmiş ve objektiften gelen görüntüyü büyütmeye yarayan parçadır. Bir tane oküleri bulunan mikroskoplara monoküler, iki tane oküleri bulunan mikroskoplara da binoküler adı verilir. Okülerin büyütme gücü üzerinde yazılıdır. Bir mikroskobun toplam büyütme gücü oküler ve objektifin büyütme gücünün çarpımına eşittir. Örneğin kullandığınız mikroskobun oküleri 5X büyütme gücüne sahipse ve siz objeyi 40X'lik objektif ile inceliyorsanız, o objenin görüntüsünü 200 defa (5X x 40X) büyütmüş olursunuz. Işık Kaynağı: Mikroskop ayağına monte edilmiş ve üst kısımdaki preparata doğru ışık yansıtan parçadır. Kondansatör: Mikroskop tablasının altında bulunan ve kaynaktan gelen ışığın preparat üzerinde toplanmasını sağlayan mercek sisteminden oluşan parçadır. Diyafram: Kondansatörün altında bulunan ve preparata ulaşacak olan ışığın yoğunluğunu ayarlamaya yarayan parçadır.


İyonik bağlar, bir metal ve bir ametal arasındaki bağlantıdır. Metal, valans elektronlarını kaybederek pozitif yüklü iyonlar oluşturur. Aynı zamanda, ametal valans elektronları kazanarak negatif yüklü iyonlar oluşturur. Bu iki iyon, elektrostatik çekim ile birbirine bağlanır ve iyonik bağ oluşur. Örneğin, sodyum klorür iyonik bağ ile birleşir. Sodyum bir elektron kaybeder ve pozitif bir iyon oluştururken, klorür bir elektron kazanır ve negatif bir iyon oluşturur. Bu iki iyon arasındaki elektrostatik çekim, sodyum klorürün iyonik bağını oluşturur. İyonik bağlar genellikle yüksek erime ve kaynama noktalarına sahiptir ve sert ve kırılgandırlar. Ayrıca, elektrik akımını iyi iletirler ve çözünürlükleri polar çözücülerde daha yüksektir.


Aynı anne ve babaya sahip kardeşler fiziksel olarak birbirine benzese de bu kardeşlerin ayırt edici birçok özelliğinin olması nasıl açıklanabilir. Kalıtım, bir canlının sahip olduğu özelliklerin nesilden nesile aktarılması olayıdır. Genetik ise bu canlı türleri arasındaki benzerlik ve farklılıkların ortaya çıkmasını sağlayan kalıtsal karakterlerin nesilden nesile nasıl aktarıldığını inceleyen bilimdir. Genetik, günümüzde bilim insanlarının üzerinde en çok durduğu konuların başında gelmektedir. Çünkü genetik kavramı yeni türlerin keşfinde ve birçok hastalığın tedavisinde altın anahtar niteliğindedir. İnsanlar, kendilerini ve diğer canlıları gözlemleyerek yeni doğan yavruların anne ve babalarına benzediğini fark etmiştir. Bu şekilde çocukların akrabalarına benzemesinin basit bir rastlantı olamayacağı anlaşılmıştır. Daha sonra bu benzerliklerden hayatın birçok alanında yararlanılmaya başlanmış ve insanlar farkında olmadan da olsa daha üstün özelliklere sahip olan bitki ve hayvan ırkları geliştirmeye çalışmıştır. Bu nedenle etinden, sütünden, yününden ve diğer özelliklerinden yararlanılan hayvanların ekonomik verimini artırmak için uygun özelliklere sahip bireyleri çiftleştirme yoluna gidilmiştir. En kaliteli bitkilere ait tohumlar ekilerek ürün miktarının ve kalitesinin artırılması için çaba harcanmıştır. Ancak bu çalışmaların bilimsel bir platforma oturtulması ve genetiğin bir bilim dalı olarak kabul edilmesi uzun zaman almıştır. Modern genetiğin temelleri Gregor Mendel adlı Avusturyalı bilim insanının çalışmaları ile atılmıştır. Mendel, ailesine ait bir çiftlikte büyümüştür. Yaşadığı yer büyük oranda tarım yapılan bir bölge olduğu için öğrenim gördüğü okullarda temel eğitimin yanı sıra basit ziraat eğitimi de almıştır. Lise öğrenimini tamamladıktan sonra Felsefe Enstitüsünü bitirmiş ve 1843'te Augustinian Manastırı'na girmiştir. Fizik ve kimya eğitimi almak üzere gittiği Viyana Üniversitesinde fizik profesörü olan Christian Doppler'den doğal olayları aydınlatmaya yardımcı olmak üzere matematiği nasıl kullanacağı konusunda eğitim almıştır. Franz Unger isimli bir botanik profesörü ise Mendel'in ''bitkilerde çeşitliliğin nedenleri'' konusuna ilgi duymasını sağlamıştır. Mendel, daha sonra ülkesine geri dönmüş ve bitkilerin çeşitliliği konusundaki merakını arkadaşları ile paylaşmıştır. 1857'de de bezelyeleri kullanarak kalıtım ile ilgili çalışmalar yapmaya başlamıştır. Hücre bilimcileri, gelişmiş mikroskop tekniklerini kullanarak 1875'te mitozun ve 1890'lı yıllarda da mayozun mekanizmasını aydınlatmıştır. Biyologların canlıların yaşam döngüsü sırasında Mendel'in önerdiği kalıtım faktörlerinin davranışı ile kromozomların davranışı arasında ilişki olduğunu görmeye başlaması, hücre bilimcileri ile genetikçileri bir araya getirmiştir. Böylece başlayan disiplinli çalışmalar sonucunda genlerin kromozomlar üzerinde yer aldığını gösteren Kalıtımın Kromozom Teorisi ortaya konulmuştur. Bu teori, genlerin özgün kromozomlar üzerinden aktarıldığına dair doğrudan kanıtlar elde eden Morgan ve Bridges'ın çalışmalarıyla da desteklenmiştir. 1906 yılında Theodor Boveri bu yeni çalışma alanını genetik olarak adlandırmıştır. 1953 yılında James Watson ve Francis Crick tarafından DNA'nın yapısının aydınlatılmasıyla birlikte genetikle ilgili çalışmalar hız kazanmıştır. 2003 yılında Craig Venter ve arkadaşları tarafından İnsan Genom Projesi tamamlanmıştır. Bu proje ile insana ait genlerin tespit edilmesi, kromozomlar üzerindeki yerlerinin belirlenmesi ve insan kromozomlarında bulunan DNA nükleotitlerinin dizilişinin analiz edilmesi amaçlanmış olup buna benzer çalışmalar halen devam etmektedir. Mendel, 1856 yılında yaptığı genetik ile ilgili araştırmalarında bezelye bitkisini kullanmaya karar vermiştir. Çünkü bezelyeler çok çabuk ürer. Dişi ve erkek organları aynı çiçek üzerinde bulunduğundan kendi kendilerini döller. Her nesilde çok sayıda yavru verir. Yapay döllenmeye uygundur, gözle görülebilen ve bireyden bireye farklılık gösteren çeşitli özelliklere sahiptir. Örneğin çiçek rengi bakımından bezelyeler incelendiğinde beyaz ve mor renkli çiçekleri olan farklı bezelye çeşitlerinin olduğu görülür. Bunun dışında tohum rengi olarak sarı ve yeşil, tohum biçimi olarak da yuvarlak ve buruşuk olan çeşitleri bulunur. Bir nesilden diğerine aktarılabilen ve bireyler arasında çeşitlilik gösteren tohum rengi, biçimi gibi karakterler vardır. Bu karakterlerin her bir farklı tipine özellik denir. Örneğin tohum biçimi bir karakterken tohumların yuvarlak ya da buruşuk olması bir özelliktir. Mendel, çalıştığı bitkilerdeki karakterlerin ortaya çıkmasını sağlayan faktörlere özel birim faktör adını vermiştir. Bu faktörler Mendel'e göre kalıtımın temel birimleridir. Birim faktör, genetik özelliklerin bir nesilden diğerine aktarılmasını sağlayan genlerdir. Gen, bir karakterin oluşumunda etkili olan DNA parçasıdır. Genler, özelliklerin bir nesilden diğer nesile aktarılmasını sağlar. Aynı karaktere etki eden genlerden her birine alel denir. Aleller benzer ya da farklı olabilir. Örneğin bezelyelerde yeşil ve sarı tohumlu olmayı sağlayan tohum rengi karakterinden sorumlu iki farklı alel bulunur. Bu alellerin biri dişi, diğeri erkek bireyden gelir. Bu nedenle aleller aynı kromozom üzerinde bulunamaz. Homolog kromozomların lokus adı verilen karşılıklı bölgelerinde yer alır. Diploit canlılarda bir özelliği belirleyen alellerin ikisi de aynı ise homozigot , farklı ise heterozigot olarak tanımlanmaktadır. Bir alel, belirlediği özelliği hem homozigot hem de heterozigot iken ortaya çıkarabiliyorsa baskın gen adını alır. Sadece homozigotken özelliğini ortaya çıkaran alele ise çekinik gen denir. Baskın genler büyük harfle çekinik genler ise küçük harfle ifade edilir. Örneğin bezelyelerde sarı tohum rengini belirleyen alel , yeşil tohum rengini belirleyen alele baskındır. Kalıtım molekülünde bulunan alellerin tümü canlının genotipini oluşturur. Fenotip ise canlının rengi, şekli, büyüklüğü, biyokimyası gibi dış görünüş ve ölçülebilen özelliklerinin tümüdür. Canlılarda bazı fenotipik özellikler sadece genlerin, bazıları ise gen ve çevrenin etkileşimi sonucu ortaya çıkar. Mendel, yaptığı çalışmalarda bezelyelerin yedi adet gözlemlenebilen karakterini seçmiştir. Bu yedi karakter çıplak gözle rahatlıkla izlenebilen niteliklerdir. Bu karakterlerden her biri, birbirinden farklı olan iki özellik ile temsil edilmektedir. Mendel, bezelyelerdeki her bir karakterin birbirine zıt iki özelliğini seçerek bunları kendi aralarında çaprazlamıştır. Çaprazlama, iki farklı bireyden gelen üreme hücrelerinin birleşmesi olarak tanımlanabilir. Mendel, homozigot mor ve beyaz çiçekli bitkileri çaprazlayarak elde ettiği tohumları ekmiş ve oluşan yavru bezelyelerin çiçek renklerini gözlemlemiştir. Mor ve beyaz çiçekli bezelyelerin alelleri homozigot durumdadır. Genotipi, herhangi bir özellik bakımından homozigot durumda olan bireylere arı döl denir. Mendel, arı dölleri P çaprazlayarak F1 kuşağındaki tüm bezelyelerin mor çiçekli olduğunu görmüştür. F1 kuşağındaki bireyleri de kendi arasında çaprazlayarak F2 kuşağını elde etmiştir. F2 kuşağında ise mor ve beyaz çiçekli bezelyeleri gözlemlemiştir. Mendel, çalışmalarında bazı olasılık ilkelerini kullanarak hesaplamalar yapmıştır. Bu ilkelerden birincisi, şansa bağlı ve bağımsız olarak gerçekleşen olayların sonuçlarının da birbirinden bağımsız olmasıdır. Örneğin havaya atılan bir metal paranın yazı veya tura gelme olasılığı için toplam iki sonuç vardır. Her seferinde bu sonuçlardan bir tanesi gerçekleşecektir. Bu nedenle metal paranın havaya atılması sonucu yazı ya da tura gelme olasılığı 1/2'dir. Bu olay birçok defa tekrarlansa bile sonuçlar değişmez. Yani birinci olayın sonucu sonraki olayın sonucunu etkilemez. Mendel'in kullandığı olasılık ilkelerinden ikincisi, şansa bağlı ve bağımsız olarak gerçekleşen iki olayın aynı anda gerçekleşme olasılığının bunların ayrı ayrı gerçekleşme olasılıklarının çarpımına eşit olmasıdır. Örneğin aynı anda havaya atılan iki metal paradan birincisinin yazı, ikincisinin tura gelme olasılığı 1/2 1/2 = 1/4'tür.


İnsanlardaki birçok hastalığın belirtileri ilk bakışta görülmez. Dışarıdan hasta veya engelli gibi görünmeyen insanların genelde sağlıklı bireyler olduğu düşünülebilir. Fakat insanların fenotipine yansımasa bile genotiplerinde birçok hastalık genini resesif olarak taşıdıkları bilinmektedir. Resesif genler, hem anneden hem de babadan çocuğa aktarılırsa bu genlerin temsil ettiği özellikler fenotipinde de ortaya çıkar. Akraba olan bireylerde aynı resesif genlerin bulunma ihtimali, akraba olmayanlara göre daha fazladır. Buna bağlı olarak hastalık genlerini genotipinde resesif olarak taşıyan bireyler evlendiğinde kalıtsal hastalığa sahip çocuklarının olma ihtimali şansa bağlı evliliklere göre daha yüksek olmaktadır. Dünya Sağlık Örgütü, akraba evliliklerinde bebek ve çocuk ölümlerinin ve zihinsel engellilik sıklığının daha yüksek olduğunu belirtmektedir. Akraba evliliğinde en büyük sorun, sağlıklı olan bireylerin DNA'larındaki hastalık genlerini çocuklarına aktarmasıdır. Genetik bağı olan akrabalarda ortak genleri taşıma oranı, toplumun geneline göre daha yüksektir. Akraba evliliği ile doğan çocuklarda renk körlüğü, orak hücreli anemi, Akdeniz anemisi, sağırlık, fenilketonüri, kistik fibroz hastalıklarının yanı sıra şizofreni gibi ruhsal hastalıklar da sık görülmektedir. Akraba evliliklerine bağlı kalıtsal hastalıkların görülme sıklığını azaltmanın yolu toplumu bilinçlendirmek ve eğitim düzeyini yükseltmekten geçmektedir. Genetik danışmanlık hizmetinin sağlık hizmetleri içinde yapılandırılması ve uygulanması, evlilik öncesi ve erken yaş evlilikleri için danışmanlık hizmetlerinin oluşturulup yaygınlaştırılması gerekmektedir.


İnsanda AB0 kan grubunun belirlenmesinde görev alan genin üç aleli vardır. A ve B alelleri alyuvar hücrelerinin zarında antijen oluşumunu sağlayarak kan gruplarını belirler. Sadece A antijeni bulunduranlar A kan grubu, sadece B antijeni bulunduranlar ise B kan grubudur. A ve B antijenini birlikte bulunduranlar AB kan grubu, hiç antijen taşımayanlar ise 0 kan grubudur. Kanda yabancı antijenlere karşı akyuvarlar tarafından üretilen proteinlere antikor adı verilir. Antikorlar kan plazmasında bulunur. Kan gruplarının antijen-antikor ilişkisi, fenotip ve genotipleri aşağıdaki tabloda verilmiştir. A antijenine karşı A antikoru, B antijenine karşı da B antikoru üretilir. A antijeni ile A antikoru birbirine karıştıkları zaman A antikorları A antijenine bağlanarak alyuvarların yapışıp kümelenmesine neden olur. Bu olaya çökelme denir. Oluşan çökelme damarların tıkanmasına yol açacağı için ölüme neden olabilir. İnsanlarda AB0 kan grubundan başka Rh kan grubu vardır. Kanda Rh karakteri, biri baskın diğeri çekinik iki alel tarafından kontrol edilmektedir. İlk kez Rhesus maymununda tespit edildiği için adının ilk iki harfi kullanılıp Rh sistemi olarak adlandırılmıştır. Genotipinde baskın geni taşıyan bireylerin alyuvar zarında Rh antijeni bulunur. Bu antijene sahip kan grupları Rh pozitif olarak adlandırılır. Genotipi rr olan bireylerin alyuvar zarında Rh antijeni bulunmaz. Bu kan grubu ise Rh negatif olarak adlandırılır. Rh antikorları doğal olarak kanda bulunmaz. Rh antijeni ile karşılaştığı zaman oluşmaktadır. Bu yüzden Rh- kan grubuna sahip insana Rh+ kan verilirse hazır antikor olmadığı için hızlı reaksiyon görülmez. Ebeveynlerin kan gruplarına bakılarak doğacak çocukların kan grubu hakkında tahminde bulunmak mümkündür.


Kurum veya bireylerin ulaşım, ısınma, elektrik tüketimi vb. tüm yaşamsal faaliyetlerinde atmosfere verilen toplam karbondioksit ve diğer sera gazlarının salınım miktarına karbon ayak izi denir. Karbon ayak izi, bu süreçlerde yıllık oluşan birim karbondioksit cinsinden ölçülür. İhtiyaçların karşılanabilmesi için atılan her adım enerji gerektirir. Bu enerjinin kullanımı sırasında atmosfere sera gazlarının salınımı gerçekleşir. Kullanılan enerjinin yarısının fosil kaynaklı olduğu düşünülürse enerjiyi verimli ve akılcı kullanmak dünyanın geleceği için büyük önem taşımaktadır. Fosil yakıtların kaynağı yeryüzünde sınırsız değildir. Bu nedenle güneş enerjisi, rüzgar enerjisi ve jeotermal enerji gibi yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmek gerekir. Yenilenebilir enerji kaynaklarına güneş, rüzgar, jeotermal, hidroelektrik, biyoenerji ve okyanus enerjisi örnek olarak verilebilir. Kaynakların kullanımında bilinçli olmak ve yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelimi teşvik etmek, gelecek nesillere karşı insanlığın sorumlulukları arasında yer alır. Türkiye'nin toplam ekolojik ayak izinde en büyük pay %46 ile karbon ayak izine aittir. Türkiye'de, 2017 yılından itibaren yeni binaların yıllık enerji ihtiyacının en az %20'sinin yenilenebilir enerji kaynaklarından temin edilmesi planlanmaktadır.


Karbon, canlıların temel yapı taşlarının içinde bulunur. Bu nedenle canlılar için önemli bir elementtir. Fotosentez yapan canlılar, ortamdaki karbondioksiti kullanarak hem besin üretir hem de kendi yapılarını oluşturur. Karbon, fotosentez yapan canlıların tüketiciler tarafından kullanılmasıyla bu canlıların yapısına da girer. Besinlerden enerji elde etmek amacıyla gerçekleştirilen solunum olayı ile canlılar bulundukları ortama karbondioksiti tekrar verirler. Yani fotosentez ve solunum olayları ile karbon, döngüsel bir biçimde kullanılarak ekosisteme kazandırılmaktadır. Karbondioksit; petrol, kömür, doğal gaz gibi fosil yakıtların yanmasıyla oluşabileceği gibi ölü bitki ve hayvan atıkları ayrıştırıcılar tarafından parçalanırken de oluşur ve atmosfere verilir. Kireç taşları canlıların fosilleşmesiyle oluştuğu için bol miktarda karbon bulundurur. Kireç taşlarının zaman içinde aşınmasıyla içlerindeki karbon doğaya verilerek döngüye katılmış olur.


Karbonhidratlar nükleik asitlerin , ATP 'nin, yağ ve proteinlerle birleşerek hücre zarının ve bitkilerde hücre çeperinin yapısına katılır. Canlının yaşamını devam ettirebilmesi için gereksinim duyduğu enerji öncelikle karbonhidratlardan elde edilir. Karbonhidratlar yapılarında karbon , hidrojen ve oksijen atomu bulunduran organik bileşiklerdir. Genel olarak karbonhidratların formülü (CH2 O)n ile gösterilir. Formülden de anlaşılabileceği gibi yapılarındaki karbon, hidrojen ve oksijen sayısı değişebilir. Bu farklılık karbonhidratların çeşitlenmesini sağlar. Karbonhidratlar monosakkaritler, disakkaritler ve polisakkaritler olmak üzere üçe ayrılır. Basit şekerler olarak adlandırılan monosakkaritler karbonhidratların en küçük birimidir. Bunlar sindirimle daha küçük birimlere parçalanamaz. Karbon sayısı üç ile sekiz arasında değişir. Biyolojik açıdan önemli monosakkaritler yapısal olarak 5C'lu ya da 6C'lu olabilir. Bunlardan deoksiriboz ve riboz 5C'lulara; glikoz, fruktoz ise 6C'lulara örnektir. Riboz RNA'nın ve ATP'nin, deoksiriboz ise DNA'nın yapısına katılır. Bu monosakkaritler hücrede enerji verici olarak kullanılmaz. Aşağıda glikoz , fruktoz ve galaktoz 'un kimyasal formüllerinin açılımı görülmektedir. Örnekleri görülen monosakkaritler aynı atomlardan oluşmasına karşın, atomların dizilişindeki farklılık basit şekerlerde çeşitliliği sağlamıştır. Monosakkaritler biyolojik açıdan önemli karbonhidratlardır. Monosakkaritler suda çözünür ve tatlıdır. Hücre zarından geçebilecek büyüklüktedir. Canlılarda enerji ihtiyacının karşılanmasında en çok kullanılan monosakkarit glikozdur. Vücuda glikoz dışında alınan fruktoz ve galaktoz karaciğerde glikoza çevrilir ve kana karışır. Glikoz memelilerin kanında bulunması gereken bir maddedir. İnsan kanında 100 mL'de yaklaşık 90 mg glikoz bulunur. Glikoz beynin en önemli yakıtıdır ve kandaki yoğunluğu en düşük düzeyde iken bile önce beyni besler. Glikoz hücrelerde oksijenli solunum ile su (H2 O) ve karbon diokside (CO2 ) kadar parçalanır. Bu arada açığa çıkan enerji ATP'nin yapısında kimyasal bağ enerjisi olarak depolanır. Glikoz proteinlerle birleşip glikoproteini, yağlarla birleşerek glikolipiti oluşturur. Bu şekilde yapı maddesi olarak hücre zarının yapısına katılır. İki molekül monosakkaritin birleşmesi sonucu disakkaritler meydana gelir. Bu birleşme sırasında bir molekül su açığa çıkar. Küçük moleküller birleşirken suyun açığa çıkmasıyla gerçekleşen olaya dehidrasyon sentezi denir. Disakkaritlerin oluşumu da dehidrasyon sentezi ile gerçekleşir. Bu tepkime sırasında monosakkaritler arasında bir tür kovalent bağ olan glikozit bağı oluşur. Canlılarda en çok bulunan disakkaritler maltoz, sakkaroz ve laktozdur. Laktoz, memeli sütünde bulunur ve yavru için öncelikli besin kaynağıdır. Sütte bulunan laktoz ise glikoz ve galaktozun birleşmesiyle oluşur. Disakkarit çeşitlerinden olan maltoz iki molekül glikozun bağlanmasıyla oluşur. Maltoz, bira yapımında kullanılır. Disakkaritlerden maltozun oluşumunu gösteren tepkime denklemi aşağıda verilmiştir. Çay şekeri olarak bilinen sakkaroz ise glikoz ve fruktozun birleşmesinden oluşmuştur. Maltoz ve sakkaroz bitki hücresinde üretilirken laktoz hayvan hücresinde üretilir. Hayvanların besinlerle aldıkları disakkaritler, sindirim sisteminde monosakkaritlere ayrılarak vücutta kullanılır hale getirilir. Disakkaritlerin yapı birimlerine ayrılması, su ile tepkimeye girerek monosakkaritler arasındaki glikozit bağının kırılmasıyla gerçekleşir. Büyük moleküllere su katılarak yapı birimlerine ayrıştırılmasına hidroliz denir. Hidroliz olayı dehidrasyon olayının tersidir. Disakkaritler yapı birimlerine ayrılmadan kana ve hücre içine geçemez. Çok sayıda monosakkaritin dehidrasyonu ile oluşmuş büyük moleküllü karbonhidratlara polisakkarit denir. Polisakkaritler kompleks şekerler olarak da bilinir. Polisakkaritlerin temel yapı birimini glikoz molekülü oluşturur. Bir polisakkaritin oluşumunu aşağıdaki gibi formüle edebiliriz. Nişasta, glikojen, selüloz ve kitin birer polisakkarittir. Bitkiler, fotosentez sonucu ürettikleri glikozun bir kısmını kullandıktan sonra plastit adı verilen organellerde nişastaya dönüştürerek depo eder. Nişasta bitkinin kök, gövde, yaprak, tohum ve meyve gibi kısımlarındadır. Özellikle tahıllar ile patateste bol miktarda bulunur. Binlerce glikoz molekülünün birbiri ile bağlanması sonucu oluşan nişasta bir polisakkarittir ve bitki hücrelerinde depo edilir. Hayvanlarda ise besinlerle alınan nişasta, sindirim sisteminde hidrolize uğrayarak glikoz birimlerine ayrılıp kana geçebilecek duruma gelir. Bitki hücrelerinde hücre çeperinin temel maddesi olan selüloz çok sayıda glikoz molekülünden meydana gelmiştir. Selüloz suda çözünmez. Nişasta, glikojen ve selüloz aynı yapı biriminden oluşmalarına rağmen farklılık gösterir. Bunun nedeni glikoz molekülünün sayısı ve bağlanma düzenindeki farklılıktır. Omurgalı hayvanların sindirim sistemi selülozu sindirecek enzimlere sahip olmadığı için besinlerle alınan selüloz sindirilmeden vücuttan atılır. Selüloz lifleri, bağırsaklarda yüzeyi aşındırarak hücreleri mukus üretmek üzere uyarır. Mukus sayesinde besinler sindirim kanalından kayarak ilerler ve sindirim hızı artar. Dolayısıyla selüloz, insanlar için bir besin olmasa da sağlıklı bir diyet için gereklidir. Otla beslenen hayvanların sindirim sisteminde yaşayan bazı bakteriler selülozu sindirebilecek molekülleri üretir; bu moleküllerin yardımı ile selülozun sindirimi yapılır. Kitin, böcek, örümcek, kabuklular gibi eklem bacaklıların dış iskeletinin yapısında bulunan bir polisakkarittir. Dış iskelet, hayvanın yumuşak vücut bölgelerini çevreleyen bir kılıftır. Saf kitin, deri gibi yumuşaktır. Ancak yapısına kalsiyum karbonat tuzunun katılmasıyla sertleşir. Mantarlar da hücre duvarlarının yapısında selüloz yerine kitin bulundurur. Kitin selüloza benzer, ancak selülozdan farklı olarak yapısında azot bulunur. Sağlam ve esnek olduğundan ameliyat ipliğinin yapımında kullanılır. Ameliyat sırasında kullanılan, kitinden yapılan iplik yara iyileşince kendiliğinden ayrışır.


Karbonhidratların bileşiminde karbon , hidrojen ve oksijen elementleri bulunur. Karbonhidratların molekül formülü genel olarak CH2O'nun katları şeklinde ifade edilir. Canlılar, enerji elde etmek amacıyla öncelikli olarak karbonhidratları kullanır. Bunun yanı sıra yapı maddesi olarak da görev yapar. DNA, RNA ve ATP gibi moleküllerin yapısına katılır. Hücre zarı ve bitkisel organizmalardaki hücre çeperi gibi yapılar, farklı tipte karbonhidratlara sahiptir. Tahıllar , patates, şeker pancarı, sebzeler ve meyveler karbonhidrat bakımından zengin besinlerdir. Monosakkaritler: Sindirime uğramadan hücre zarından geçebilen basit yapılı şekerlerdir. İçerdikleri karbon atomu sayısına göre gruplandırılır. Monosakkaritlerin içerdiği karbon sayısı üç ile yedi arasında değişir. Bunlardan üç karbonlulara trioz, beş karbonlulara pentoz, altı karbonlulara heksoz denir. Trioz, pentoz ve heksoz şekerlerin canlılardaki metabolik olaylar açısından önemi oldukça fazladır. - Birleşerek fotosentez reaksiyonlarında sentezlenen glikozu oluşturur. - Solunum reaksiyonlarında glikozun parçalanması sırasında oluşan ara üründür. - RNA, ATP, NAD, FAD ve NATPnin yapısına katılır. - DNA'nın yapısına katılır. - Ribozdan farklı olarak yapısında bir oksijen atomu eksiktir. - Meyve şekeri olarak da bilinir. - Üretici bitkiler tarafından üretilir. - İnsanlar fruktozu glikoza dönüştürerek kullanır. - Tatlılık derecesi en yüksek olan şekerdir. - Üzüm şekeri olarak da bilinir. - Üretici canlılar tarafından üretilir. - Canlılar enerji elde etmek için ilk sırada kullanır. - Kanda ölçülen tek şeker olduğundan kan şekeri olarak bilinir. - Sinir hücreleri öncelikle glikozdan enerji elde eder. Açlık sırasında bayılmamızın nedeni sinir hücrelerinin yeterli glikoz bulamayışıdır. - Bitkilerde kloroplastın içinde, yosunlardan elde edilen bir polisakkarit olan agarın yapısında, şeker pancarı, reçine ve keçi boynuzu özütünde bulunur. - Memeli hayvanlar vücutlarına aldığı glikozu galaktoza dönüştürebilir. Elde edilen galaktoz, sütün yapısında bulunan laktozun üretiminde kullanılır. Disakkaritler: Bir disakkarit molekülü iki monosakkaritin glikozit bağı ile birleşmesi sonucunda oluşur. Bu sırada bir molekül su açığa çıkar. Disakkaritlerin sentezlenmesi dehidrasyon tepkimesine örnektir. Arada glikozit bağı kurulduğu için dehidrasyon tepkimesinin karbonhidratlardaki özel ismi glikozitleşmedir. Disakkaritler hidroliz edilmeden hücre zarından geçemez. Maltoz, sakkaroz ve laktoz canlılarda bulunan disakkaritlere örnek olarak verilebilir. - Arpa tohumlarında bulunur. - Şeker pancarı ve şeker kamışının yapısında bulunur. Çay şekeri olarak bilinir. - Memeli hayvanların sütünde bulunur. Yavrular için karbonhidrat kaynağıdır. - Karbonhidratları parçalamak için gerekli oksijen miktarı, lipit ve proteinlere göre daha az olduğundan enerji kaynağı olarak ilk sırada kullanılır. - Atmosferdeki karbondioksit (CO2) gazı fotosentez ve kemosentez sonucunda karbonhidratların yapısına katılır. Hayvanlar da bu karbonhidratlı bileşiklerle beslenerek karbonu yapısına almış olur. - Glikoz, sinir hücrelerinin normal şartlar altında enerji elde etmek için kullanabildiği öncelikli organik bileşiktir. - Bazı karbonhidrat çeşitleri; DNA, RNA, ATP ve hücre zarı gibi önemli molekül ve bileşiklerin yapısına katılır. - İnsanlar tarafından sindirilemeyen selüloz, sindirim kanalı yüzeyinden mukus salgılanmasını sağlayarak besinlerin bu kanal içinde kolay hareket etmesine yardımcı olur. - Selüloz; kağıt, sentetik ipek, plastik ve fotoğraf filmlerinin yapımında kullanılır. - Beslenme yoluyla gereğinden fazla alınan karbonhidratlar, yağa dönüştürülerek vücutta depo edilir. Karbonhidratların aşırı tüketilmesi şişmanlık ve obezitenin yanı sıra şeker hastalığına da yol açabilir. - Kanserli hücreler sağlıklı hücrelere göre daha fazla şeker kullanır.


Kas hücresi veya miyosit, kas dokusunun temel yapı birimidir. Kas hücreleri, kasılma hareketini yapmak için özelleşmiştir ve kasılabilme özelliğine sahiptirler. Kas hücreleri çok çekirdekli hücrelerdir ve uzun ve ince yapıları vardır. İskelet kası hücreleri silindir şeklindedir ve çizgili kas olarak adlandırılır. Düz kas hücreleri ise yassı ve farklı şekillerde olabilirler. - İskelet kası: Vücudun hareketini sağlayan kaslardır. Kemiklere tutunurlar ve istemli olarak kontrol edilirler. Bu kaslar uzun, ince ve silindiriktir. - Düz kas: İç organların hareketini sağlayan kaslardır. İç organların duvarlarına yerleşmişlerdir ve istemsiz olarak çalışırlar. Bu kaslar kısa, geniş ve yassıdır. - Kalp kası: Kalp kası, kalbin çalışmasını sağlayan kaslardır. Kendi içinde düzenli bir şekilde kasılıp gevşerler ve istemsiz olarak kontrol edilirler. Bu üç tip kas hücresi farklı şekillerde yapılandırılmıştır ve farklı kasılma özelliklerine sahiptir.


Katabolizma, vücudun enerji ihtiyaçlarını karşılamak için kullanılan önemli bir metabolik süreçtir. Bu süreç, besinlerin parçalanmasıyla başlar ve enerji açığa çıkarılarak hücrelerin işlevlerini sürdürmesini sağlar. Katabolizma, açlık dönemlerinde ve fiziksel aktiviteler sırasında enerji kaynaklarını etkin bir şekilde kullanır. Bu makalede, katabolizmanın nasıl aktive edildiği, enerji kaynaklarının nasıl kullanıldığı ve fiziksel aktivitelerin katabolizma üzerindeki etkisi incelenecektir. Katabolizma, vücutta enerji açığa çıkarılması gerektiğinde aktive olur. Bu durum genellikle açlık dönemlerinde veya uzun süren egzersizlerde gerçekleşir. Vücut, enerji kaynağı olarak glikojeni kullanarak katabolizmayı başlatır. Glikojen depoları tükenince, vücut enerjiyi yağ dokularından serbest bırakarak devam eder. Katabolizma, enerji açığa çıkaran kimyasal reaksiyonların zincirleme olarak gerçekleştiği karmaşık bir süreçtir. Katabolizma, besinlerin parçalanmasıyla enerji açığa çıkarır. Karbonhidratlar, yağlar ve proteinler gibi besinler, katabolik enzimlerin etkisiyle parçalanarak enerjiye dönüştürülür. Karbonhidratlar ve yağlar, hücrelerin ana enerji kaynaklarıdır. Katabolizma sürecinde, bu moleküller oksijenin varlığında yakılır ve ATP adı verilen enerji birimi üretilir. Bu ATP, hücrelerin işlevlerini sürdürmek, kas kasılmalarını gerçekleştirmek ve diğer metabolik süreçleri desteklemek için kullanılır. Fiziksel aktiviteler, katabolizma sürecini etkileyen önemli faktörlerdir. Egzersiz yaparken vücut, enerji ihtiyacını karşılamak için katabolizmayı hızlandırır. Bu süreçte, özellikle yağ dokuları kullanılarak enerji sağlanır. Düzenli olarak yapılan egzersiz, yağ yakımını artırır, kas kitlesini korur ve metabolizmayı hızlandırır. Ancak, aşırı egzersiz veya aşırı açlık durumlarında katabolizma aşırı aktive olabilir ve kas dokusunun kaybına neden olabilir. Katabolizma, vücudun enerji ihtiyaçlarını karşılamak için kullanılan önemli bir süreçtir. Bu süreç, besinlerin parçalanmasıyla enerji açığa çıkarılarak hücrelerin işlevlerini sürdürmesini sağlar. Katabolizma, açlık dönemlerinde ve fiziksel aktiviteler sırasında enerji kaynaklarını etkin bir şekilde kullanır. Düzenli egzersiz, katabolizmayı optimize ederek sağlıklı bir metabolizma sağlar. Ancak, aşırı katabolizma durumunda kas kaybı gibi olumsuz etkiler ortaya çıkabilir.


Bebeğinizin katı gıdalara geçiş zamanı, bebeğinizin bireysel ihtiyaçlarına, gelişimine ve hazır olduğuna bağlıdır. Genellikle, bebekler 4-6 aylık olduklarında katı gıdalara geçmeye hazır hale gelebilirler. Ancak, bu dönemde bebeğiniz yalnızca anne sütü veya formülle beslenmelidir. 1- Bebek başını dik tutabilir ve oturabilir. 2- Bebek ağzını açabilir ve yutma refleksine sahiptir. 3- Bebek, kaşıkla beslenirken ağzını açar ve yiyeceği itmeye çalışır. 4- Bebek, beslenme saatlerinde sık sık acıkıyorsa ve yeterli miktarda süt almıyorsa. Katı gıdalara geçiş sırasında bebeğinize yavaş yavaş yeni gıdalar tanıtmalısınız. İlk olarak, bebeğinize pirinç veya yulaf gibi tahıllar, daha sonra sebzeler ve meyveler verilebilir. Bebeğinizin yeni gıdalara nasıl tepki verdiğini gözlemlemek ve herhangi bir alerjik reaksiyon belirtisi olup olmadığını kontrol etmek önemlidir. Katı gıdalar, bebeğinizin dişleri tam olarak çıkmadan önce verilmeli ve küçük parçalara ayrılmış olmalıdır. Ayrıca, bebeğinizin gıdaları yavaşça çiğnemesine ve yutmaya hazır olduğundan emin olmak için yavaşça beslemek önemlidir.