Konu anlatımı
Hücreyi çıplak gözle göremeyiz; bu yüzden hücre bilgisinin gelişimi mikroskobun gelişimiyle el ele ilerlemiştir. Bu alt başlıkta hücre teorisine katkı sağlayan bilim insanlarını, teorinin ilkelerini ve ışık ile elektron mikroskobunu göreceksin.
Hücre teorisine katkılar
Robert Hooke 1665'te yayımladığı çalışmasında, şişe mantarından aldığı ince bir kesiti mikroskopla inceledi ve gördüğü küçük, boş odacıklara hücre adını verdi. Gördüğü yapılar canlı hücreler değil, ölü hücrelerin duvarlarıydı. Antonie van Leeuwenhoek kendi yaptığı güçlü merceklerle göl suyundaki tek hücreli canlıları, kan hücrelerini ve bakterileri gözlemledi. 19. yüzyılda Matthias Schleiden bitkilerin, Theodor Schwann hayvanların hücrelerden oluştuğunu ortaya koydu. Rudolf Virchow ise her hücrenin var olan bir hücreden oluştuğunu belirtti.
Hücre teorisinin ilkeleri
Bu çalışmaların birleşmesiyle hücre teorisi ortaya çıktı. Teoriye göre bütün canlılar bir ya da daha çok hücreden oluşur; hücre canlıların yapı ve görev birimidir; yeni hücreler ancak var olan hücrelerin bölünmesiyle oluşur. Sonraki çalışmalar hücrelerin kalıtım materyali taşıdığını ve bu materyali bölünmeyle yeni hücrelere aktardığını da gösterdi. Hücre teorisi, bilimsel bilginin birçok bilim insanının katkısıyla, yeni gözlem ve teknolojilerle zaman içinde biriktiğini ve düzeltildiğini gösteren iyi bir örnektir. Bu isimlerin ve tarihlerin ezberlenmesi beklenmez.
Işık mikroskobu
Işık mikroskobu görünür ışık ve cam mercekler kullanır. Göze yakın merceğe oküler, incelenen örneğe yakın merceğe objektif denir; toplam büyütme bu iki merceğin büyütmelerinin çarpımıdır. Işık mikroskobuyla canlı hücreler, hücre bölünmesi ve sitoplazma hareketi izlenebilir; çekirdek, kloroplast ve hücre duvarı gibi büyük yapılar görülür. Ancak ribozom gibi çok küçük yapılar ayırt edilemez. Örnekler genellikle ince kesit hâlinde hazırlanır ve bazı yapıların daha iyi görülmesi için boyanır.
Elektron mikroskobu ve ileri teknolojiler
Elektron mikroskobu ışık yerine elektron demeti kullanır. Büyütmesi ve birbirine çok yakın iki noktayı ayrı görebilme gücü ışık mikroskobununkinden çok fazladır; ribozomlar, zarlar ve organellerin iç yapısı bu sayede tanınmıştır. Ancak örnekler özel işlemlerden geçirildiği için elektron mikroskobunda canlı hücre incelenemez. Floresan boyalar ve bilgisayar destekli görüntüleme gibi ileri teknolojiler de hücre içindeki yapıları ve molekülleri izlemeyi kolaylaştırmıştır.
Çözümlü örnekler
Örnek 1. Bir ışık mikroskobunda 10 kat büyüten oküler ile 40 kat büyüten objektif kullanılıyor. Toplam büyütme kaçtır? Bu mikroskopla ribozomlar görülebilir mi?
Çözüm. Toplam büyütme oküler ve objektif büyütmelerinin çarpımıdır: 10 · 40 = 400 kat. Ribozomlar ışık mikroskobunun ayırt edebileceğinden çok daha küçük yapılardır; büyütme artırılsa bile ışık mikroskobunda ayrı ayrı görülemez. Ribozomlar ancak elektron mikroskobuyla görülebilir. Bu mikroskopla çekirdek, kloroplast ve hücre duvarı gibi büyük yapılar incelenebilir.
Örnek 2. Hooke ve Leeuwenhoek mikroskopla neler gözlemledi? İki gözlem arasındaki önemli fark nedir?
Çözüm. Hooke şişe mantarı kesitinde ölü hücrelerin boş duvarlarını gördü ve bu odacıklara hücre adını verdi; gördüğü yapılar canlılık göstermiyordu. Leeuwenhoek ise kendi yaptığı merceklerle göl suyunda hareket eden canlı tek hücrelileri, kan hücrelerini ve bakterileri gözlemledi. Böylece hücrenin yalnızca bir yapı olmadığı, yaşamsal olayların gerçekleştiği bir birim olduğu anlaşılmaya başlandı.
Sık yapılan hatalar
- Hooke'un canlı hücreler gözlediğini sanmak; gördüğü ölü hücrelerin duvarlarıydı.
- Toplam büyütmeyi oküler ve objektif büyütmelerini toplayarak bulmak; büyütmeler çarpılır.
- Elektron mikroskobunda canlı hücrelerin izlenebildiğini düşünmek.
- Hücre teorisi: canlılar hücrelerden oluşur; hücre yapı ve görev birimidir; hücreler var olan hücrelerden oluşur.
- Toplam büyütme = oküler büyütmesi · objektif büyütmesi.
- Işık mikroskobu canlı hücreyi gösterir; elektron mikroskobu ribozom gibi küçük yapıları gösterir, ama canlı örnek incelenemez.