Hücre - dan Latince cellula "keşiş odası" - tüm temel yapısal ve fonksiyonel biyolojik birimdir bilinen canlılar . Bağımsız olarak üreyebilen en küçük canlı birimidir. Fen çalışmaları hücreleri olduğu denir hücre biyolojisi .
Hücre, içinde proteinler ve nükleik asitler gibi çok sayıda biyomolekülün bulunduğu, organeller çerçevesinde organize edilmiş veya edilmemiş, sulu bir çözeltiden ( Sitosol ) oluşan bir sitoplazma içeren bir plazma zarından oluşur . Birçok canlı yalnızca bir hücreden oluşur: bunlar bakteri , arke ve çoğu protist gibi tek hücreli organizmalardır . Diğerleri birkaç hücreden oluşur: bunlar bitkiler ve hayvanlar gibi çok hücreli organizmalardır . İkincisi, bir türden diğerine çok değişken sayıda hücre içerir ; İnsan vücudu , böylece etrafında yüz bin milyar (10 sahiptir 14 ), fakat onun bir parçası olan bakteriler, biri on defa daha fazla sayıda bir dizi kolonize olan Mikrobiyota ve insan hücrelerine göre çok daha küçüktür. Bitkiler ve hayvanlardaki hücrelerin çoğu , 10 ile 100 µm arasında bir çapla sadece mikroskop altında görülebilir .
Hücrelerin varlığı, 1665 yılında İngiliz doğa bilimci Robert Hooke tarafından keşfedildi . Hücre teorisi ilk tarafından 1839 yılında formüle edildi Alman botanikçi Matthias Jakob Schleiden ve Alman histolojist Theodor Schwann : Bu hücreler, tüm biyolojik yapıların temel birimler olduğunu, bütün canlılar bir veya daha fazla hücre oluşur belirtiyor onlar o her zaman önceden var olan diğer hücrelerden türetilirler ve işlevleri ve sonraki hücre nesillerine kalıtımın aktarılması için gerekli olan genetik bilgiyi içerirler . İlk hücreler Dünya'da en az 3,7 milyar yıl önce ve muhtemelen 4 Ga kadar erken bir tarihte ortaya çıktı .
Adı "hücre" Onlara Latince adı verdi onun keşfeden Robert Hooke kaynaklanmaktadır cellula küçük odalarda atıfla tarafından işgal keşişler de manastır . Cellula türetilmiştir cellanın Latince bir oda ya da bir ifade, kiler türevi gelmektedir - Cellarium ( "kiler").
Cella , dolaylı olarak Fransız celer ("saklamak") veya İngiliz cehennemi (" yeraltı dünyası, cehennem") gelen ortak Hint-Avrupa * k̂el ("örtmek") gelir ...
Bir nükleer zarla çevrili bir çekirdeğe sahip olup olmamalarına bağlı olarak genellikle iki temel hücre tipini düşünürüz :
prokaryotlar | ökaryotlar | |
---|---|---|
Temsilciler | bakteri , arke | Protistler , mantarlar , bitkiler , hayvanlar |
Tipik boyut | ~ 1 ila 5 um | ~ 10 ila 100 um |
çekirdek tipi | nükleoid ; gerçek çekirdek yok | Gerçek çekirdeği ile çekirdek zarı |
DNA | Genellikle dairesel | Lineer moleküller ( kromozom ) ile histon |
Genetik transkripsiyon / çeviri | Proteinlerin tamamen sitoplazmada biyosentezi |
Mekansal olarak ayrılmış transkripsiyon ve çeviri :
|
ribozomlar | Büyük ve küçük alt birimler: | Büyük ve küçük alt birimler: |
Hücresel bölmeler | Birkaç hücre içi yapı | Çok sayıda yapı: endomembran sistemi , hücre iskeleti |
hücre hareketliliği | Flagellinden oluşan flagellum | Flagellum'a ve kirpikler yapılmış tubülinin |
Metabolizma | duruma bağlı olarak anaerobik veya aerobik | Genellikle aerobik |
mitokondri | Herhangi | Hiçbirinden birkaç bine |
kloroplastlar | Herhangi | Olarak yosun ve klorofil bitkiler |
Organizasyon tek hücreli veya çok hücreli |
Genellikle izole hücreler ( tek hücreli ) | İzole hücreler, koloniler , özelleşmiş hücrelere sahip karmaşık organizmalar ( çok hücreli ) |
Hücre bölünmesi | Scisiparity (basit bölme) |
Mitoz (hücrenin sürekli çoğalması) Mayoz ( gamet oluşumu ) |
Genetik materyal | Tek kromozom ve plazmitler | çoklu kromozomlar |
Prokaryotlar yeryüzünde ortaya yaşamın ilk formu, kendine yeter durumda olarak tanımlanır ve mekanizmaları da dahil olmak üzere tüm hayati biyolojik süreçler ile donatılmıştır hücre sinyal . Ökaryotik hücrelerden daha küçük ve daha basit olan prokaryotik hücreler, bir iç zar sisteminden ve çekirdekten başlayarak kurucu organellerinden yoksundur . Bakteriler ve arke ikisidir alanlar yaşayan prokaryotlar gruplama. DNA, bir prokaryot bir tek oluşturan kromozom ile doğrudan temas içinde sitoplazma . Sitoplazmanın nükleer bölgesi nükleoid olarak adlandırılır ve hücrenin geri kalanından açıkça ayrılmaz. Çoğu prokaryot, çapı 0,5 ile 2 µm arasında olan bilinen en küçük canlılardır .
Bir prokaryotik hücre üç farklı bölge içerir:
Bitkiler , hayvanlar , mantarlar , protozoa ve yosun olan ökaryotlarda . Bu hücreler tipik bir prokaryottan ortalama 15 kat daha büyüktür ve bin kata kadar daha büyük olabilir. Prokaryotlardan farklılaşacaktır ökaryotlar kendi olduğu temel özelliği, bölmelere içine özel organel , içinde belirli bir metabolik süreçlerin gerçekleşmesi . Bu organeller arasında hücrenin DNA'sını barındıran çekirdek bulunur . Bu hücre tipine adını veren, bu çekirdeğin varlığıdır, ökaryot , "gerçek çekirdekli" anlamına gelen Yunan köklerinden dövülmüştür. Üstelik :
Tüm hücreler, ister prokaryot ya da ökaryot bir sahiptir plazma membranını zarflar bunları, malzemenin (akış ve dışarı düzenler bu membran taşıma ) ve bir muhafaza zar elektrokimyasal potansiyelini . Bu zarda, hücre hacminin çoğunu kaplayan çözünmüş tuzlar açısından zengin sulu bir çözelti olan sitoplazma bulunur . Tüm hücreler , DNA'dan oluşan genetik materyale ve ayrıca esas olarak proteinlerin ve enzimlerin biyosentezinde yer alan RNA'ya sahiptir, ikincisi hücrenin metabolizmasından sorumludur ; eritrositler (kırmızı kan hücreleri, kan ) sitoplazma hemen hemen tüm yoksun olduğu için, bir istisnadır organelleri normalde bunları miktarını artırmak için izin veren bir ökaryotik hücre, oluşturan hemoglobin da ihtiva edebilir ve bu nedenle sahip çekirdeği olup, burada DNA bulunacaktı. Hücrelerde çok çeşitli biyomoleküller vardır.
Plazma zarı veya hücre zarı, bir hücrenin sitoplazmasını çevreleyen ve sınırlayan biyolojik bir zardır . Gelen hayvanlar ise, membran, hücre yüzeyi gerçekleşmesi bitkiler ve prokaryotlar , genellikle bir ile kaplanmıştır hücre duvarı . Böylece bitkilerde, alglerde ve mantarlarda hücre, vücuda bir iskelet sağlayan pektoselülozik bir duvara gömülür . Suberin veya lignin gibi bileşiklerin tortuları , duvarın fizikokimyasal özelliklerini modüle ederek, örneğin onu daha sert veya daha geçirimsiz hale getirir.
Membranın işlevi, hücre içi ortamı hücrenin çevresinden koruyarak hücre ortamından ayırmaktır. Bu bilinen bileşimde bir lipit çift katman içinde ökaryotlar , bakteriler ve en arke veya tek tabakalı bir étherlipides bir arkelerde. Ökaryotlarda, bunlar esasen amfifilik olma , yani hidrofilik bir kutup başı ve hidrofobik alifatik kuyruklara sahip olma özelliğine sahip olan fosfolipitlerdir . Membran proteinleri olarak adlandırılan çok çeşitli proteinler , hücreye giren ve hücreden çıkan zarın taşınmasını sağlayan kanal ve pompaların rolünü oynadıkları plazma zarına dahil edilir . Plazma zarının yarı geçirgen olduğunu söylüyoruz, çünkü geçirgenliği, ele alınan kimyasal türe bağlı olarak çok değişkendir : bazıları onu serbestçe geçebilir, diğerleri sadece sınırlı bir şekilde veya bir yönde geçebilir, diğerleri nihayet geçemez. tüm. Hücre yüzeyi de içeren membran reseptörlerine sağlamak sinyal iletimini çerçevesinde hücre sinyal mekanizmalarının , hücre varlığına bağlı olarak, örneğin, tepkimeye girmesine izin verir, hormonlar .
Hücre iskeleti müdahale etmekte tanımlar ve hücre (şeklini korumak için tensegrity ), pozisyon organelleri içerisinde sitoplazma yürütmek endositoz hücre dışı elemanların sağlamak sitokinezi sırasında , hücre bölünmesi ve sırasında sitoplazmanın yer değiştirir, belirli bölgeleri , hücre bölünmesi. Hücresi büyüme ve hareketlilik (hücre içi taşıma). Hücre iskeleti ve ökaryotlar oluşur mikrofilamanlardan , ara ipliklerin ve mikrotübüllerin . Bu yapılarla çok sayıda protein ilişkilidir ve her biri filamentleri yönlendirerek, bağlayarak ve hizalayarak hücrenin yapısını kontrol eder. Prokaryotların hücre iskeleti daha az bilinir, ancak bu hücrelerin sitokinezini sağlamanın yanı sıra şekli ve polariteyi korumak için müdahale eder. Mikrofilamentleri oluşturan protein aktin adı verilen küçük, monomerik bir proteindir , mikrotübülleri oluşturan protein ise tubulin adı verilen dimerik bir proteindir . Ara filamentler, monomerleri hücre tipine ve dokusuna göre değişen heteropolimerlerdir ; bunlar özellikle vimentin , desmin , laminler A, B ve C, keratinler ve nörofilament proteinleridir (NF-L ve NF-M).
Hücrelerin genetik materyali DNA veya RNA (çekirdeksiz hücre) şeklinde olabilir. Bu bir nükleotid sekansı, bütün genetik bilgilerini (taşıyan DNA genotip , bir hücrenin). Bu DNA, bir transkribe RNA, başka bir tür içine bir nükleik asit , burada gerçekleştirir çeşitli işlevleri: DNA'dan genetik bilgiyi taşıyan ribozomların şeklinde haberci RNA ve çeviri messenger RNA protein her iki formu altında RNA transferinin ve ribozomal RNA , ikinci ribozim olarak görev yapar .
Prokaryotların genetik materyali , genellikle sitoplazmanın nükleoid adı verilen yaygın bir bölgesinde bir kromozom oluşturan tek bir dairesel DNA molekülüdür . Bu ökaryotlarda bir içerdiği kromozomları oluşturan birkaç doğrusal DNA molekülleri üzerine dağıtılır farklılaşmış hücre çekirdeği . Ökaryotik hücreler, bazı in DNA ihtiva organel gibi mitokondri içinde ve bitki , kloroplast .
Bu nedenle bir insan hücresi, çekirdeğinde ve mitokondrisinde DNA içerir. Sırasıyla nükleer genom ve mitokondriyal genomdan bahsediyoruz . İnsan nükleer genomu, birçok kromozom oluşturan 46 lineer DNA molekülü üzerine dağılmıştır. Bunlar çiftler halinde düzenlenir, bu durumda 22 çift homolog kromozom ve bir çift cinsiyet kromozomu . İnsan mitokondriyal genom dairesel bir kromozom üzerinde bulunan ve 38 sahiptir genleri 14 genleri: kodlayan alt birimleri beş oluşturan proteinler ( NADH dehidrogenaz , sitokrom b , sitokrom c oksidazı , ATP sintaz ve hümaninin , iki kodlama genleri) ribozomal RNA mitokondriyal ( 12S rRNA ve 16S rRNA ) ve 22 gen, yirmi mitokondriyal transfer RNA'sını kodlar .
Eksojen genetik materyal, bir hücreye transfeksiyon yoluyla da dahil edilebilir . Bu, ekzojen DNA, hücrenin genomuna stabil bir şekilde yerleştirildiyse kalıcı veya değilse geçici olabilir. Bazı virüsler ayrıca genetik materyallerini konakçı hücrelerinin genomuna sokar : bu transdüksiyondur .
Organeller olan hücresel bölmeleri benzer uzmanlaşmış biyolojik işlevlerini yerine, organların içinde insan vücudu . Ökaryotik ve prokaryotik hücrelerin organelleri vardır, ancak prokaryotlarınkiler daha basittir ve genellikle bir zar tarafından gerçekleşmez.
Bir hücrede farklı organel türleri vardır. Bazıları genellikle benzersizdir, örneğin Golgi aygıtı gibi , diğerleri ise mitokondri , kloroplast , peroksizom ve lizozom gibi çok sayıda - yüzlerce hatta binlerce - bulunur . Sitozol içinde organelleri çevreleyen jelatinli akışkan sitoplazma .
Tüm canlılarda bulunan organellerPek çok hücrede ayrıca tamamen veya kısmen plazma zarının dışında yer alan yapılar bulunur . Bu yapılar bu nedenle hücrenin çevresinden yarı geçirgen bir zar tarafından korunmazlar . Bu yapıların montajı, bileşenlerinin belirli işlemlerle hücre dışına taşındığını ima eder.
hücre zarıBirçok türleri prokaryotik ve ökaryotik hücrelerin sahip hücre duvarlarını . Bu, hücreyi çevresinin kimyasal ve mekanik etkilerinden korur ve plazma zarının üzerine ek bir koruyucu tabaka ekler. Hücre tipleri farklı kimyasal doğaya sahip üretmek duvarlarına eğilimi: pectocellulosic duvar arasında bitkiler esas oluşur selüloz , duvar mantar öncelikle oluşan kitin ve bakterilerin hücre duvarı öncelikle oluşur peptidoglikan .
Prokaryotlara özgü yapılarHücre döngüsünün birbirini takip eden iki bölümü arasında hücreler metabolizmaları sayesinde gelişirler . Hücre metabolizması Her hücre kullanan süreçtir besinleri hayatta kalmak için ve emer yeniden . Metabolizma iki ana bölüme ayrılır: bir yanda hücrelerin ATP şeklinde metabolik enerji üretmek için karmaşık molekülleri daha basit kimyasal türlere ayırdığı katabolizma ve örneğin NADH ve FADH formundaki gücü azaltma 2 ; ikincisi, biyomolekülleri sentezlemek ve diğer biyolojik işlevleri yerine getirmek için katabolizma tarafından üretilen enerjiyi ve indirgeyici gücü kullanan anabolizma .
Hücre döngüsü yol açan biyolojik süreçlerin kümesidir bölünmesi iki kardeş hücrelerin içine anne hücresinin. Olarak , prokaryotlarda , bir yok, çekirdeği , hücre replikasyonu ile meydana bölünme basit bir bölümü ile, bir,. In ökaryotlarda : Öte yandan, hücre döngüsü üç ana aşamadan oluşur interfaz , mitoz ve sitokinez . İnterfaz sırasında hücreler büyür, hücre bölünmesi ve DNA replikasyonu için gerekli maddeleri biriktirir . Daha sonra çekirdek mitoz sırasında ikiye bölünür ve son olarak sitoplazma , sitokinez sırasında iki parçanın her birinde bir çekirdek ile sırayla ikiye bölünmeyi tamamlar. Kontrol noktaları (in) adı verilen mekanizmalar , bölümün yanlış çalışmasını sağlar.
Hücre bölünmesi anne hücresi olarak adlandırılan tek hücreli, iki hücreleri denilen yavru hücreye yol açmaktadır süreçtir. Bu, çok hücreli organizmaların büyümesine ve tek hücreli organizmaların çoğalmasına izin verir . Prokaryotik hücreler fissiparite (basit bölünme) ile bölünürken ökaryotik hücreler önce çekirdek - mitoz fazında - sonra tüm sitoplazma - sitokinez fazı seviyesinde bölünürler . Bir diploid hücre ayrıca mayoz bölünme süreci boyunca genellikle dört adet haploid hücre bağışlayabilir ; haploid hücreler, diploid hücreleri geri vermek için diğer gametlerle kaynaşarak çok hücreli organizmalarda gamet görevi görür .
DNA replikasyon replikasyonu için moleküler temeli, genomun , bir hücrenin, her zaman, mitoz veya parçalanmasıyla oluşan zaman hücre böler oluşur; hücre döngüsünün S fazında gerçekleşir. Mayoz bölünme sırasında, hücre iki kez bölünürken DNA yalnızca bir kez eşlenir: DNA eşlenmesi mayoz bölünmenin ilk bölünmesi sırasında gerçekleşir, ancak sonraki bölünme sırasında gerçekleşmez. Replikasyon, diğer tüm hücresel süreçler gibi, başarılı olmak için özel proteinler ve enzimler gerektirir.
Tek hücreli organizmalar söz konusu olduğunda, hücrelerin herhangi bir uyarıya ihtiyaç duymadan kendiliğinden çoğaldığı genel olarak kabul edilir. Çok hücreli organizmalar söz konusu olduğunda, bu soru tartışma konusudur. Pek çok yazar, bu hücrelerin çoğalmak için uyarılmaya ihtiyaç duyduğu fikrini savunurken, diğerleri bunun aksine, sessizliğin, hareketsiz hücrelere etki eden kısıtlamaların bir sonucu olduğunu düşünür. Hücrelerin davranışını modellemek için her iki bakış açısı da yaygın olarak kullanılır.
Hücrelerin temel biyokimyasal aktivitelerinden biri yeni proteinler üretmektir . Bunlar hücresel aktivitenin düzenlenmesi ve sürdürülmesi için gereklidir. Protein sentezi çeşitli aşamalarda ayrılmıştır: transkripsiyon bölgesinin DNA içine haberci RNA , transkripsiyon sonrası modifikasyonlar haberci RNA'nın, çeviri messenger RNA protein , post-translasyonel modifikasyonlar yeni sentezlenmiş proteinlerin ve son olarak katlama fonksiyonel konformasyonda proteinleri olarak adlandırılan doğal durumu .
Boyunca transkripsiyon , RNA polimeraz , bir üreten iplikçik ait RNA Tamamlayıcı DNA kodlama ipliğine. Genetik bilgi, transkripsiyon sırasında haberci RNA üzerinde çoğaltılan DNA'nın nükleotid dizisi tarafından taşınır . Bu dizi, daha sonra , amino asitleri , haberci RNA üzerindeki üç nükleotitlik gruplarının art arda sıralanmasıyla belirlenen sırayla polimerize etmek için ribozomlar tarafından okunur , bu üçlülerin her biri, belirli bir amino aside karşılık gelen kodonlar olarak adlandırılır ; Genetik kod dediğimiz şey , kodonlar ve amino asitler arasındaki bu yazışmadır .
Tek hücreli , yiyecek aramak veya yırtıcılardan kaçmak için hareket edebilir . Flagella ve kirpikler , hücre hareketliliğinin ana araçlarıdır .
Olarak çok hücreli organizmalardan , hücrelerin, örneğin hareket edebilir iyileşmesi ve yara boyunca bağışıklık tepkisi veya oluşması sırasında metastatik tümör . Böylece lökositler (beyaz kan hücreleri) enfeksiyona neden olabilecek mikroorganizmaları öldürmek için yaraya gider . Hücresel hareketlilik, diğer protein türleri arasında çok sayıda reseptör , proteinlerin çapraz bağlama , montaj, bağlama ve hatta yapışma mekanizmalarının yanı sıra motor proteinleri içerir. İşlem üç aşamada gerçekleşir: hücrenin ön ucundan çıkıntı, hücrenin ön tarafının yapışması ve hücre yüzeyinin geri kalanından “de-yapışma” ve hücreyi ileri çekmek için hücre iskeletinin kasılması . Bu adımların her biri, hücre iskeletinin belirli bölümleri tarafından üretilen kuvvetler tarafından yönlendirilir. Çoğalmada olduğu gibi, çok hücrelilerde hücre hareketliliğinin tek hücrelilerde olduğu gibi kendiliğinden mi yoksa uyarılması mı gerektiği tartışma konusudur.
Çok hücreli bir organizma , tek hücreli bir organizmanın aksine, birkaç hücreden oluşur .
Çok hücreli organizmalarda hücreler, her biri fizyolojik özel işlevlere uyarlanmış çeşitli hücre tiplerinde (içinde) uzmanlaşır . Örneğin memelilerde deri hücreleri , miyositler ( kas hücreleri ), nöronlar ( sinir hücreleri ), kan hücreleri , fibroblastlar ( bağ dokusu hücreleri ) ve hatta kök hücreler bulunur . Aynı organizmadaki farklı tipteki hücreler, kendi fizyolojik işlevlerine ve görünümlerine sahiptir, ancak aynı genomu paylaşırlar . Aynı genotipe sahip hücreler, farklılaşmış gen ekspresyonu nedeniyle farklı fenotipler sergileyebilir : içerdikleri genler birbirleriyle aynı eksprese edilmez, bazıları bir hücre tipinde diğerinden daha fazla eksprese edilir.
Belirli bir organizmanın tüm hücre tipleri, totipotent adı verilen , yani organizmanın gelişimi sırasında herhangi bir hücre tipine farklılaşabilen tek bir hücreden türer. Hücre farklılaşması, çeşitli çevresel faktörlerden (örneğin, hücre-hücre etkileşimi (in) ) ve içsel farklılıklardan (örneğin, bölünmedeki moleküllerin düzgün olmayan dağılımı) etkilenir .
Multicellularity sırasında tek hücreli organizmalardan kez çok sayıda ortaya çıkmıştır evrim ve sadece görülmez ökaryotlarda : Belirli prokaryottara gibi siyanobakteri , miksobakterilerin , Aktinomiset , Magnetoglobus multicellularis hatta . Archaea ait cinsine Methanosarcina , sergilemek çok hücreli örgütleri . Ancak bunlar, çok hücreli organizasyonların ortaya çıktığı ökaryotlardır ve altı gruptan oluşur: hayvanlar , mantarlar , kahverengi algler , kırmızı algler , yeşil algler ve bitkiler . Çok hücrelilik, birbirine bağlı organizmaların kolonilerinden veya hatta simbiyozdaki organizmalardan kaynaklanmış olabilir .
Çok hücreliliğin en eski izleri, 3 ila 3.5 milyar yıl önce yaşamış siyanobakterilerle ilgili organizmalarda tanımlanmıştır . Çok hücreli organizmaların diğer fosil içerir Grypania spiralis , tartışılan kalır kesin biyolojik doğası olan, ancak, aynı zamanda gelen fosil Paleoproterozoyik şist arasında Franceville fosil grubu içinde Gabon .
Tek hücreli atalardan çok hücreli organizmaların evrimi , bir seçim baskısı vektörü olarak predasyonu kullanan deneysel evrim deneyleri yoluyla laboratuvarda yeniden üretildi .
Hücrelerin kökeni, yaşamın kökeniyle, canlıların evrimsel tarihinin kökenleriyle yakından bağlantılıdır .
Dünya'da yaşamın ortaya çıkmasına neden olan küçük moleküllerin kökenini açıklayan birkaç teori var . Bunlar tarafından uzaydan getirilen olabilir meteoritlerin ( Murchison göktaşı oluşan), hidrotermal havalandırma altında okyanuslar veya etkisi altında yıldırım a indirgeyici bir atmosfer ( Miller-Urey deneyi ). Aynı şekilde çoğalabilen ilk maddelerin neler olduğunu bilmek için çok az deneysel verimiz var. Düşünülmektedir RNA ilk molekülü muktedir olduğu gibi, kendi kendine replikasyon yeteneğine sahip her iki depolama genetik bilgi ve katalize kimyasal reaksiyonlar ( ribozimler bağlamında içinde formüle edildi), RNA dünya hipotezi ; bununla birlikte, bu işlevde RNA'dan önce gelebilen kendi kendini kopyalayabilen başka maddeler de vardır, örneğin RNA'nın polimerizasyonunu ve lipid zarlarının oluşumunu katalize edebilen montmorillonit gibi killer , hatta peptid nükleik asitleri .
İlk hücreler en az 3.5 milyar yıl önce ortaya çıktı. Bu erken hücreler şu anda heterotrofik olarak kabul edilmektedir . İlk hücre zarları muhtemelen günümüz zarlarından daha basit ve daha geçirgendi. Lipidler kendiliğinden meydana gelen lipid iki katmanlı olarak su , elde miseller ve vesiküller ; RNA'dan önce gelebilirlerdi, ancak ilk hücre zarları ayrıca ribozimler tarafından üretilmiş olabilir veya hatta oluşması için yapısal proteinler gerektirebilirdi .
İnanılmaktadır ökaryotik hücreler bir kaynaklanıyor simbiyotik topluluk içinde prokaryotlarda . Organelleri oluşan DNA gibi mitokondri ve kloroplast kaynaklanan sırasıyla Proteobakteriler aerobik ve siyanobakteri haline endosimbiyont prokaryotik ev sahibi .
Optik veya fotonik mikroskopi (görünür ışıkta +/- 0.25 µm çözünürlük) ökaryotik hücrelerin yapısının gözlemlenmesine olanak tanır. Bunun nedeni, ışık mikroskoplarının numunenin boyutunu yaklaşık 1000 kat büyütebilmesidir. Ancak bu tür bir mikroskop, hücrenin organellerini incelemek için yeterince güçlü değildir.
Elektron mikroskobu (birkaç Angström çözünürlüğünde) onların üst yapısını ortaya çıkarır ve ökaryotların yanı sıra prokaryotik hücrelerin yapısının daha fazla gözlemlenmesine izin verir. Pratikte, modern elektron mikroskopları, ışık mikroskoplarından 100 kat daha büyük bir çözünürlük olan 2 nm'lik bir çözünürlüğe ulaşabilir. Elektron mikroskopları, ışık mikroskobunun göremediği çok sayıda organeli ve bir dizi başka hücre altı yapısını keşfetmeyi mümkün kılmıştır. Bununla birlikte, büyük teknik atılımlar ışık mikroskobuna yeni bir hayat vermiştir: örneğin hücrenin 3D görüntülerinin iyi bir netlikle verilmesine izin veren flüoresan işaretleyicilerin kullanımı, konfokal ve dekonvülsiyon mikroskopisi gibi.
Mikroskop altında hücrelerin hücre altı organizasyonunu incelemek için, dokular, seçilen yönteme bağlı olarak, dinamik gözleme izin veren canlı olabilir veya genellikle daha kesin gözleme izin veren, ancak donmuş ve dakik olan histolojik bölümlerde sabitlenmiş ve hazırlanmış olabilir .
GFP ( yeşil floresan protein ) ve lusiferaz gibi haberci genlerin kullanımıyla, immünositokimya ile veya radyoaktif moleküller sayesinde hücre altı lokalizasyonu .
Farklı renklenmeler , hayati olsun ya da olmasın, yapıların optik bir mikroskop altında gözlemlenmesine izin verir: vakuoller için nötr kırmızı, çekirdek için yıldız çiçeği menekşesi veya kristal ...
Yapıların izolasyonu: ozmotik şok veya deterjan kullanarak ve ardından santrifüj ile.
Protein saflaştırma : elektroforez, santrifüj, kromatografi, diyaliz vb.
Örneğin bir ürünün toksisitesini belirlemek için, bir kültür kabındaki canlı hücrelerin sayısını saymak ve bunu toplam hücre sayısıyla karşılaştırmak yaygın bir uygulamadır. Bu sayma yöntemlerinden biri MTT testi kullanılarak yapılır .
Yetişkin bir insan organizmasına özgü hücre sayısının 10 12 ile 10 16 arasında olduğu tahmin edilmektedir . En son araştırmalar bu sayıyı 3.72×10 13 olarak tahmin ediyor . Mikrobiyotayı oluşturan (esas olarak sindirim sisteminde) bu aynı organizmada bulunan bakteriler , bir araştırmaya göre on kat daha fazladır (10 15 ).
Canlılar dünyasındaki en büyük hücre , kütlesi 1,2 ila 1,9 kg arasında olan bir devekuşu yumurtasının sarısı ve aksonu 12 m'ye ulaşabilen dev bir kalamarın veya devasa bir kalamarın nöronunun uzunluğudur .
Duvar hücrelerinin boyutu ( bitkiler , bakteriler , mantarlar , algler ve bazı arkeler ) bir mikrometreden daha az (bazı bakteriler) ile bir santimetreden fazla (dev algler) arasında değişir. 2019'da yapılan bir çalışma, bu boyutun, sıkıştırılamazlık modülü ile kalınlığının ürünü olarak tanımlanan duvarın sertliği ile doğrudan ilişkili olduğunu göstermektedir .