2. 1700’lerin başlarında mikroskop
yardımıyla canlı hücrede açık gri bir
sıvının içinde (sitoplazma) daha koyu
dairesel bir yapının yüzdüğü
keşfedildi.
1831 de Robert Brown hücrenin
merkezinde bulunan bu koyu renkli
dairesel yapıyı nukleus olarak
tanımladı
Nukleus latince “küçük fındık”
NUKLEUS
3. Nukleus farklılaşmış kırmızı kan hücreleri dışında tüm
ökaryotik hücrelerde bulunmaktadır.
Hücrenin en büyük organelidir.
Nukleusun büyüklüğü farklı doku hücrelerinde yaklaşık
10-20 mikrometre arasında değişen bir çeşitlilik
gösterebilir.
Hücrelerin büyük bir çoğunluğu tek nukleusludur.
Bazı patolojik durumlarda nukleus sayısının arttığı
görülür.
Bazen de nukleus bölünmesini sitoplazma bölünmesinin
izlememesi çok nukleuslu olma sonucunu ortaya
çıkarabilir.
4. Ökaryotik bir hücrenin beyni olarak
ifade edilen ve kalıtsal maddenin
organizasyonunun yapıldığı nukleus çeşitli
biyokimyasal reaksiyonların gerçekleştiği
bir bölgedir.
Hücrenin metabolik ve çoğalma
aktivitelerinin koordinasyonu ve
yönlendirilmesi için gerekli olan bir
merkezdir.
5. Nukleus, nukleus zarfı (kılıf)
adı verilen hücre membranına
benzeyen bir yapıyla
sitoplazmadan ayrılır.
Bu yapı nukleusa ait bölmeyi
belirler ve porlar içeren iki
adet membrandan oluşur.
İki membran arasındaki boşluk
ise perinukleer aralık olarak
adlandırılır.
Nukleus sıvısı nukleoplazma,
sitoplazmaya benzer jel
kıvamında pek çok maddenin
çözündüğü bir sıvıdır.
Bu maddeler nukleotit
trifosfatlar, enzimler,
proteinler ve transkripsiyon
faktörleridir.
Hücrenin genlerinin çoğu
nukleusta yerleşmiştir.
Nukleus,
DNA, RNA, nukleoplazma ve
nukleolus içerir
NUKLEUS
6. Nukleus 3 temel yönlendirme yapar.
1) Hücrenin en basit şekilde iki yeni hücre vermek üzere
bölünmesini kapsayan hücresel çoğalması,
2) Hücrenin metabolik aktivitelerinin oluşumu sırasında
hücrenin farklılaşmasını kontrol etmesi,
3) Hücrenin metabolik aktivitelerini düzenlemesidir
7. Hücrenin nukleusunda
DNA ve RNA, hücreyi
oluşturmak ve kontrol
etmek üzere birlikte
çalışırlar.
DNA’daki kalıtsal bilgi
RNA’ya çevrilir
(transkripsiyon) ve bu
ürün (haberci) nukleus
porları yoluyla nukleustan
dışarı protein sentezinin
yapıldığı ribozoma taşınır
NUKLEUS
8. Yapısal olarak nukleus 4 ana parçadan oluşur.
1. Nukleolus,
2. Nukleus zarı
3. Nukleus plazması
4.. Kromatin
9. Nukleolus (Çekirdekçik)
Nukleus sıvısı (nukleoplazma) içinde
genellikle koyu bir daire şeklinde
görülür.
Bir veya birkaç nukleolus bulunabilir.
Nukleolus, ribozom alt birimlerinin
birleştiği yapılardır.Ribozomları,
RNA, DNA ve proteinleri içerir.
Ribozomların oluşumunda etkin bir
role sahiptir. Ribozoma ait
ribonukleik asitin (rRNA) sentezinin
yapıldığı yerdir.
Nukleolusların oluşumunda nukleolus
organizatörü ( nukleolusa ait
organizer bölge) adı verilen
özelleşmiş bölgelere sahip bazı
kromozomların (nukleolar kromozom)
etkisi vardır.
Nukleolus etrafında zar bulunmaz.
10. Nukleolus
Aktif olarak çoğalan bir memeli hücresinde artan
protein sentezi gereksinimini karşılamak için 5-10
milyon ribozom bulunur ve bunların her bölünmede
sentez edilmeleri gerekir.
Nukleolus denetimli ve yeterli rRNA sentezi ile
ribozomal alt birimlerin oluşması için bir ribozom
fabrikası gibi çalışır.
Son yıllarda nukleolusun RNA modifikasyonunda
ve farklı tipteki RNA’ların işlenmelerinde etkin
bir rolü olduğu bulunmuştur.
11. NUKLEUS ZARFI
Nukleus 30nm genişliğinde iç
ve dış nukleus membranlar
olmak üzere iki membran
sisteminin oluşturduğu bir yapı
ile çevrelenerek sitoplazmadan
ayrılır.
Dış nukleus membranı
endoplazmik retikulum (ER) ile
devam eder. Böylece dış ve iç
nukleus zarları arasındaki
boşluk doğrudan endoplazmik
retikulum lümeni ile bağlanmış
olur.
Ek olarak dış nukleus zarı
üzerinde de ER’de olduğu gibi
ribozomlar yer alır.
12. Buna karşılık iç nukleus zarı nukleusa
özgü bazı proteinleri taşır.
İç memranın altında nukleusa yapısal
destek sağlayan fibröz bir ağ olan
nukleus laminası bulunur.
Nukleus laminası lamin adı verilen
bir veya daha fazla fibril proteinin
biraraya gelmesiyle oluşur.
Nukleusa yapısal destek sağlamasına
ek olarak nukleus laminası kromatinin
bağlanmasında da iş görmektedir
13.
14. Lamin Yapısı:
İki polipeptit molekülün birbirine
sarılmasıyla lamin dimerleri oluşur. Dimerin
baş kuyruk bağlantılarıyla doğrusal polimer
oluşumu ve polimerlerin yanyana
yerleşmesiyle flamentler oluşur.
16. Diğer hücre
membranlarında olduğu gibi
nukleus membranları
sadece küçük polar
olmayan moleküllerin
geçişine izin veren
fosfolipit tabakalarından
oluşur.
Diğer moleküller fosfolipit
tabakadan geçemezler.
İç ve dış nukleus
membranları düzenli
aralıklarda birleşerek
nukleus ve sitoplazma
arasında taşınımı
düzenleyen ve kolaylastıran
120nm çapında porları
oluştururlar.
17. Bütün bu taşınma
işlemlerinin
gerçekleştiği nukleus
por kompleksleri
nukleoporin adı
verilen 50’den fazla
proteinden
oluşmaktadır.
Genellikle nukleus
transkripsiyon
açısından ne kadar
aktifse zarfta
bulunan por sayısı da
o kadar fazladır.
18. Elektron mikrosobu ile
yapılan çalışmalar
sonucunda por yapısını
bir merkez kanalın
etrafında yerleşmiş 8
adet tekerleğe benzeyen
yapının (“spoke”) biraraya
gelerek oluşturduğu
saptanmıştır.
Tekerleğe benzeyen
yapılar nukleus ve
sitoplazmik yüzeylerde
halkalara bağlanır.
19. Bu açıklık büyük moleküllerin geçişi için yeterlidir ve
merkez taşıyıcı adı verilen bir yapı ile makromoleküllerin
aktif taşınması sağlanır.
Böylece porlar aracılığı ile sitosol ve nukleus arasındaki
iki yönlü trafik sürekli olarak devam eder.
Nukleusta görev yapan histonlar, DNA ve RNA
polimerazlar, gen düzenleyici proteinler, RNA
işlenmesinde görev yapan proteinler vb. Seçici bir
şekilde sitosolden nukleusa taşınmaktadır.
Aynı zamanda tRNA ve mRNA molekülleri de nukleusta
sentezlenip sitosole taşınmaktadır.
Nukleus dışına yapılan taşıma da seçici olarak
gerçekleştirirlir. Örneğin mRNA’lar doğru bir şekilde
işlendikten sonra taşınırlar.
Ribozomal proteinler sitosolde sentezlenir ve nukleusa
taşınır. Burada yeni sentezlenen rRNA molekülleriyle
birleşerek ribozomların alt birimi olarak tekrar sitosole
taşınır.
20.
21. Tekerlek-halka birliği iç ve
dış membranların birleştiği
noktada nukleus zarfına
yerleşir.
Protein flamentler
sitoplazmik ve nukleus
yüzeylerinden dışarı doğru
uzanır ve nukleus tarafında
basket filesine benzer bir
yapı oluştururlar.
Merkez kanal yaklaşık 40
nm çapındadır
22. Nukleer Por Kompleksinde Molekül Taşınımı
Küçük Moleküller por
kompleksinden pasif
difüzyonla kolaylıkla
geçerler.
Makromoleküller
özellikle proteinleri
sitoplazmadan nukleusa
ve RNA’ları nukleustan
sitoplazmaya taşıyan
enerji bağımlı seçici bir
taşınım ile aktarılır.
23.
24. Mitoz sürecinde Nukleus
Hücrelerin çoğunda çekirdek zarının
bozulması mitozda profaz döneminin sonunu
belirler. Nukleus bütünlüğünün bozulması
mitozun yaygın bir özelliği değildir ve tüm
hücrelerde gerçekleşmez.
26. Nukleus zarfının yıkılması 3 değişiklik ile
gerçekleşir.
Nukleer zarın altını kaplayan laminanın
dağılması
Nukleer zarın veziküllere parçalanması
Nukleer por kompleksi ayrışması
27. Nukleer laminanın dağılması filamanların lamin
dimerlerine yıkılmasına neden olan laminlerin Cdc2
(treonin kinaz) tarafından fosforillenmesinin
sonucudur.
28. Nukleer lamin
dağılmasından sonra
nükleer zar da
vesiküllere
parçalanır. B tipi
laminler vesiküllere
bağlı kalırken A ve C
tipi laminler serbest
olarak bulunur.
Nükleer por
kompleksleri de
yapılarındaki birkaç
por proteininin
fosforillenmesiyle alt
birimlerine ayrılır.
29. İnterfaz Nukleusunun Yeniden Oluşması
Mitozu başlatan Cdc2’nin (treonin kinaz)
inaktifleşmesi nukleus zarfının yeniden
oluşmasının sinyalidir.
İlk aşama nukleus yıkımında oluşan veziküllerin
kromozomların yüzeylerine tutunmasıdır.
Veziküller daha sonra kromozomların
etrafında çift zar oluşturmak üzere
birleşirler.
Bunu nükleer por komplekslerinin yeniden
yapılanması, nükleer laminanın yeniden
şekillenmesi ve kromozom gevşemesi izler.
30.
31.
32.
33. İki tip kromatin
bulunmaktadır.
Ökromatin DNA’nın daha
az yoğun olan şeklidir.
Hücre tarafından
sıklıkla anlatım yapan
genleri içeren DNA’dan
oluşmaktadır.
Heterokromatinde DNA
oldukça kompakttır.
34. Hücreler iki tip heterokromatin içerir.
Sürekli Heterokromatin, hücre tarafından hiç anlatım
yapmayan DNA dizilerini örneğin kromozomların telemor
ve sentromerlerini oluşturan bölgelerini içerir.
Fakültatif Heterokromatin, bazı hücre tiplerinde anlatım
yapmayan fakat diğer bazı tip hücrelerde anlatım yapan
DNA dizilerini içerir.
Çok hücreli organizmalarda hücreler özel işlevleri
gerçekleştirmek üzere özelleşirler. Bu nedenle farklı gen
grubları gereklidir ve anlatım yapmalıdır. Bu yüzden hücre
tipleri arasında heterokromatini oluşturan DNA bölgeleri
de çeşitlilik gösterir.
Heterokromatin genellikle iç nukleus zarının altında
bulunan özelleşmiş proteinlere bağlı şekilde bulunur.
35. Kromatin
Hücrelerle ilk yapılan mikroskop çalışmaları sırasında
nukleus içinde boyaları çok çabuk emen bir yapı
belirlendi.
Bu yapı yunancada renkli anlamına gelen “chroma” dan
esinlenerek kromatin olarak adlandırıldı.
Kromatin DNA ve proteinden oluşmuş bir yapıdır. Bu
yapı olukça uzun, ince dağınık iplikler şeklinde bulunan
kromozomları meydana getirir.
Koromozom Yunanca’da chroma renkli ve soma yapı
anlamındadır.
Hücre bölüneceği zaman kromozomlar kendi
üzerlerinde katlanarak kalınlaşırlar ve ayrı yapılar
olarak ışık mikroskobunda görülebilirler.
