Hücre, latince “küçük oda” anlamına gelen cella kelimesinden gelmektedir. Bilinen tüm canlı organizmaların temel yapısal, işlevsel ve biyolojik birimidir. Bir hücre, bağımsız olarak çoğaltılabilen en küçük yaşam birimidir ve hücrelere genellikle “yaşamın yapı taşları” denir. Hücrelerin incelenmesine hücre biyolojisi denir.

Hücreler protein ve nükleik asitler gibi bir çok biyomolekül içeren bir membran içinde yer alan sitoplazmadan oluşur. Organizmalar tek hücreli veya çok hücreli olarak sınıflandırılabilir. Bitkilerdeki ve hayvanlardaki hücre sayısı, türe göre değişirken, insanlarda 10 trilyondan fazla hücre bulunmaktadır. Çoğu bitki ve hayvan hücresi yalnızca 1 ila 100 mikrometre arasında görüntüleme yapabilen bir mikroskop altında görülebilir.

Hücreyi kim keşfetti

17. yüzyıl ortalarında mikroskopun icadı organizmaların incelenmesinde yeni bir pencere açtı. Hücre, 1665 yılında İngiliz astronom ve matematikçi Robert Hooke tarafından keşfedildi. Robert Hooke mikroskobu ve onunla gözlenen bazı şeyleri tanımlayan Micrographia adlı bir kitap yayınladı. Tanımladıklarından biri, onun mantar ve diğer bitki dokularında gördüğü küçük dikdörtgen deliklerin modeliydi. Hooke bu bölümlere, Latince küçük odalar anlamına gelen Cella yani hücre adını verdi. Ancak Hooke onların gerçek yapısını ya da işlevini bilmiyordu.

Hooke’un hücre olarak adlandırdığı şeyler aslında bitki dokularının hücre duvarlarıydı. İncelemeleri sırasında düşük bir büyütme oranına sahip mikroskop kullandığı için hücrelerin başka iç bileşenleri olduğunu göremedi. Bu nedenle, “cellulae” nin canlı olduğunu düşünmüyordu. Hooke’un hücre gözlemleri, çoğu canlı hücrede bulunan nükleus ve diğer organellere dair hiçbir belirti vermedi. Micrographia’da Hooke ayrıca deride bulunan küflü, mavimsi renklere de dikkat çekti. Mikroskobu altında çalıştıktan sonra, küfün miktar olarak nasıl ve neden çoğaldığını açıklayamadı. Hooke, bu durumu doğal ya da yapay ısıdan kaynaklanan kendiliğinden oluşmanın sebebi olduğunu öne sürdü. Bu teori, o zaman hala kabul edilen eski bir Aristoteles teorisi olduğu için, diğer bilim adamları tarafından da reddedilmedi veya Leeuwenhoek‘un daha sonra neslin başka türlü elde edildiğini keşfettiği zamana kadar onaylanmadı.

Yaklaşık 200 yıl kadar süre geçene kadar neredeyse hiçbir bilim adamı hücrenin önemini kavrayamadı.

İlk Hücre Teorisi

İlk olarak 1839’da Matthias Jakob Schleiden ve Theodor Schwann tarafından geliştirilen hücre teorisi, tüm organizmaların bir ya da daha fazla hücreden oluştuğunu, hücrelerin tüm canlı organizmaların temel birim ve işleyiş birimi olduğu, tüm hücrelerin önceden var olan hücrelerden geldiğini ve tüm hücrelerin, hücre işlevlerini düzenlemek ve yeni nesil hücrelere bilgi aktarmak için gerekli kalıtsal bilgileri içerdiğini anlatmaktadır. Hücreler en az 3.5 milyar yıl önce Dünya üzerinde ortaya çıktı.

Hücre biçimleri

Tüm canlı organizmalar temelde aynı yapıya sahip olan hücreler tarafından oluşturulurlar. Bu, aynı biçimde yinelenen “tipik” bir hücre bulunduğu anlamına gelmez, fakat genel özellikleri paylaşan farklı hücreler vardır. Hücrelerin biçimleri oldukça çeşitlidir: Silindirik, kübik, prizmatik, konik veya yıldız biçimli olabilir. Yalın duruma getirilmiş yani zarsız ve hareketsiz bir hücre, küre biçimdedir. Hücrenin boyutlarıyla ilgili bir fikir verebilmek için bir karşılaştırma yapmak gerekir. Balina kadar büyük bir adamı varsayarsak, o zaman insanın bedenini oluşturan 1 trilyondan fazla hücreden biri, tükenmez kalemin ucu büyüklüğünde olacaktır.

Hücrenin Yapısı

Hücre iki temel bölümü kapsar; sitoplazma ve çekirdek. Her ikisine birden hücrenin protoplazması denir. Yuvarlak olan çekirdek, sitoplazmanın içine yerleşmiş olup, çekirdek zarı’yl!a örtülmüştür. Çekirdeğin içinde bir veya birkaç çekirdekçik ve kromozomlar vardır. Kromozomlar hücrelerin üremesinde hayati bir rol oynayan uzun, kıvrımlı dioksiribonükleikasit (DNA) iplikleridir. Sitoplazma jelatine benzeyen, yani akışkan bir maddedir. Belirli işlevleri olan oldukça önemli diğer organel veya “küçük organlar”ı içerir.

Mitokondri, hücrenin gereksinme duyduğu enerjinin çoğunu, yiyecek ve oksijeni birleştirerek üreten, solunumun yapıldığı, çubuk biçimli organellerdir.

Sadece bitki hücrelerinde bulunan kloroplastlar, karbondioksit ve suyu nişastaya dönüştürmek için ışık enerjisini kullanan fotosentez süreci için gereklidir.

Daima çift olan sentrioller hücre bölünmesinde görev alarak, hücrenin üremesine yardımcı olurlar.

Zarlardan oluşan ve küçük kanalların bir ağ oluşturduğu endoplazmik retikulumda yoğun metabolik etkinlikler (kimyasal reaksiyonlar) sürer.

Küçük küreler biçiminde olan ribosomlar, temelde ribonükleikasit (RNA) içerirler (protein oluşturan, canlı maddenin “yapı taşları” olan, aminoasitler topluluğu) ve protein sentezinde önemli bir rol oynarlar.

Hücrenin diğer bölümlerine protein taşımak .için, Golgi Aygıtı’nın proteinleri zarlarda topladığı sanılmaktadır.

Mikro-organizmaların hücreleri ve tek hücreli organizmalar kendilerine yeterlidir (örneğin, protozoa ya da birçok yosun türleri).

Bu nedenle onlar yukarda tanımlanan organellere ek olarak daha karmaşık yapılara sahip olabilirler: Hücreyi bir sıvı içinde hareket ettiren ya da alt tabakaya yapıştıran aygıtlar, ufak görsel organlar, fazla suyu atmaya yeterli organlar, vb. gibi. Çok hücreli organizmalardaki hücrelerin çok azı kendine yeterlidir, fakat bunun yokluğunu gidermek için, bu gibi hücreler, bitki ya da hayvanda değişik özel işlevleri yerine getirmek amacıyla uzmanlaşmış olabilirler.

Bitkilerde örtücü ve koruyucu işlev gören hücreler, organizmada dolaşan özsuyu (su ve su içinde erimiş maddeler) taşıyan hücresel yapılar, fotosentez olayını yapan hücreler ve besleyici maddeyi depo eden diğerleri bulunur. Birçok bitki hücrelerinin, birbirine bitişik hücre çevrelerine yapışan ve bitkinin yukarı doğru gelişmesine yardım eden selülozik duvarları vardır. Hayvanlarda dört ana hücre türü bulunur.

-Epitel hücreler, dış yüzeyi ya da sindirim borusunun yolunu ve onunla bağlantılı yapıları kaplar.
-Nöronlar ya da sinir hücreleri, duyu uyarılarını alır ve taşırlar. Ayrıca bu gibi uyarıların çözümlemesini yaparak karşı tepki üretirler.
-Kas hücreleri, hayvan bedeninin değişik bölümlerini hareket ettirmek üzere kasılır ve gevşerler.
-Bağlayıcı hücreler, organizma için destek ve tutarlılık sağlarlar.