Hücre biyolojisi, hücre yapısı, özellikleri ve işlevi üzerinde çalışmalar yapar. Hücre yaşamın temel birimidir. Hücre anatomisi, hücre bölünmesi ( mitoz ve mayoz ) ve hücre solunumu ve hücre ölümü dahil olmak üzere hücre süreçleri dahil olmak üzere hücrenin tüm yönleriyle ilgilenir. Hücreyi anlamak, hücrelerin oluşturduğu doku ve organizmaların ayrıntılı bir şekilde anlaşılmasına olanak sağlar. Bazı organizmalar yalnızca bir hücreye sahipken diğerleri çok sayıda hücreye sahiptir.
Bilim insanları yüzyıllardır mikroskop kullansalar da, neye baktıklarından emin değillerdi. Robert Hooke 1665 yılında mantar dilimleri halinde bitki hücresi duvarlarıyla ilk gözlemini yaptı. Sonrasında Antonie van Leeuwenhoek gözle görülür şekilde hareketli parçalara sahip canlı hücreler hakkında ilk açıklamalarını yaptı. 1830’larda bitki hücreleri hakkında araştırma yapan Schleiden ve hayvan hücreleri hakkında araştırma yapan Schwann, hücrenin açık şekilde ifade edilen ilk tanımını yaptı. Tanım, hem basit hem de karmaşık tüm canlıların bir veya daha fazla hücreden oluştuğunu, hücrenin yapısal ve işlevsel yaşam birimi olduğunu ve hücre teorisi olarak bilinen bir kavram olduğunu ifade ediyordu.
19. ve 20. yüzyılda mikroskopların ve boyama tekniklerinin gelişmesiyle bilim insanları hücreleri daha detaylı inceledi. Van Leeuwenhoek tarafından kullanılan mikroskoplar, numuneleri birkaç yüz kat büyüttü. Günümüzde kullanılan yüksek güçlü elektron mikroskopları numuneleri bir milyondan fazla büyüttü. Organellerin şekillerini mikrometre ölçeğinde göstermektedir. Konfokal mikroskopi ile araştırmacılar hücrelerin ayrıntılı üç boyutlu örneklerini oluşturarak görüntüleri birleştirdiler. Bu gelişmiş görüntüleme teknikleri hücrelerin karmaşıklığının ve oluşturdukları yapıların daha iyi anlaşılmasını sağladı.
Hücre biyolojisi içinde birkaç ana alt alan vardır. Birincisi, hücre enerjisi ve bunu destekleyen biyokimyasal mekanizmaların incelenmesi yani hücre metabolizması. Hücreler kendi başlarına birer yapı oldukları için kendi enerjilerini üretirler. Hücre biyolojisinin bir başka alt alanı hücrenin genetiği ve genetik bilginin çekirdekten hücre sitoplazmasına salınmasını kontrol eden proteinlerle sıkı bağlanmasıdır. Hücre döngüsü, hücre bölünmesi ile başlar ve biten fazların dönüşü ile büyür ve DNA replikasyonunu gerçekleştirir.
Hücre biyolojisi alanında sistem biyolojisi, gen düzenleyici ağların karşılıklı ilişkileri, genomlar arasındaki evrimsel ilişkiler ve hücre içi sinyalleme ağları arasındaki etkileşimler gibi konuları inceler. Hücre biyolojisindeki araştırmalar ne kadar geniş kapsamlı olursa büyük ve küçük tüm canlı sistemlerin karmaşıklıklarını çözme olasılığı o kadar yüksek olur.
Tüm canlı organizmalar hücrelerden oluşur. Bazı organizmalar trilyonlarca sayıdaki hücrelerden oluşur. İki ana hücre türü vardır: ökaryotik ve prokaryotik hücreler. Ökaryotik hücrelerin bir çekirdeği vardır, prokaryotik hücrelerin çekirdekleri yoktur veya bir zar içinde yer almaz. Tüm organizmalar hücrelerden oluşurken bu hücreler organizmalar arasında farklılık gösterir. Bu farklılıklar; hücre yapısı, boyutu, şekli ve organel içeriğini kapsar. Örneğin hayvan hücreleri, bakteri hücreleri ve bitki hücreleri benzerlik gösterir ancak aynı zamanda belirgin farklılıkları da vardır. Hücrelerin farklı üreme yöntemleri vardır. Bu yöntemlerden bazıları; ikili fisyon, mitoz ve mayozdur. Hücreler, tüm hücresel aktiviteler için komut veren organizma genetik materyali ( DNA ) barındırır.
Hücreler Neden Hareket Eder?
Bir dizi hücre işlevinin gerçekleşmesi için hücrenin hareket etmesi gereklidir. Bu hareketler sonucu hücre bölünür, hücrenin şekli belirlenir, bulaşıcı ajanlarla mücadele ve doku onarımı gerçekleşir.
Hücre Biyolojisi Alanları
Birçok hücre biyoloğu endüstriyel veya akademik laboratuvarlarda çalışan araştırmacı bilim insanı vardır. Biyoloji ve hücre alanında çalışılacak diğer alanlar şu şekildedir;
- Hücre Kültürü Uzmanı
- Klinik Kalite Denetçisi
- Klinik Araştırmacı
- Gıda ve İlaç Müfettişi
- Endüstriyel Hijyenist
- Tıbbi doktor
- Tıbbi İllüstratör
- Tıp Yazarı
- Patolog
- Farmakolog
- Fizyolog
- Kalite Kontrol Uzmanı
- Teknik Yazar
- Veteriner Hekim
Hücre Biyolojisinde Önemli Olaylar
Tarih boyunca hücre biyolojisi alanının bugünkü haline gelmesini sağlayan pek çok önemli olay olmuştur.
- 1655 – Robert Hooke bir mantar ağacı hücresinin ilk tanımını yaptı.
- 1674 – Leeuwenhoek tek hücreli canlıyı görüntüledi.
- 1683 – Leeuwenhoek bakterileri inceledi.
- 1831-Robert Brown, çekirdeği önemli bir hücre bileşeni olarak tanımlayan ilk kişi oldu.
- 1838 – Schleiden ve Schwann, Hücre Teorisi’ni tanımladı.
- 1857 – Kolliker mitokondriyi tanımladı.
- 1869 – Miescher DNA’yı ilk kez izole etti.
- 1882 – Kock bakterileri tanımladı.
- 1898 – Golgi, golgi aygıtımı keşfetti.
- 1931 – Ruska ilk Transmisyon Elektron Mikroskobunu üretti.
- 1953 – Watson ve Crick, DNA çift sarmallı yapısını önerdi .
- 1965 – İlk ticari Taramalı Elektron Mikroskobu üretildi.
- 1997 – İlk koyun klonlandı.
- 1998 – Fareler klonlandı.
- 2003 – İnsan genomu DNA dizisi taslağı tamamlandı.
- 2006 – Yetişkin fare deri hücreleri uyarılmış pluripotent kök hücrelere (iPS) yeniden programlandı.
- 2010- Yetişkin hücrelerindeki nöronlar, kalp kasları ve kan hücreleri yeniden programlandı.
İnsan vücudunda çok sayıda farklı hücre türü vardır. Bu hücreler yapı ve işlev bakımından farklılık gösterir ve vücutta bulundukları yere göre işlev gösterirler. Vücuttaki hücre örnekleri şunlardır: kök hücreler, üreme hücreleri, kan hücreleri, yağ hücreleri ve kanser hücreleridir.
Hazırlayan: Rabiye Baştürk
