Bilim Tarihi: Hücre (cella)'nin Keşfi

Hücre'nin Keşfi

Hücrenin keşfine geçmeden önce Canlılık nedir? sorusu ile başlamak istiyoruz. Canlılık kelimesinin açık ve net bir tanımı yok ancak varlıkların hareketli ve fonksiyonel olması olarak tanımlanabilir. Canlı ile cansız varlıkları birbirinden ayırabileceğimiz başlıca özellik ise yazımızın da konusu olan hücre'dir. Canlı varlıklar, hücresel yapıya sahiptir... Tüm canlıların hücre veya hücrelerden oluştuğu söylenmektedir.



Hücre; canlının yapısal ve fonksiyonel olarak işleyen en küçük birimidir. Hücrenin içinde büyüleyici bir sistem vardır.

Hatta bazı hücreler, başka bir hücreye ihtiyacı olmadan yaşayabilmektedir.Bunun için ihtiyacı olan enerjiyi kendileri üretebilmektedir. Enerji üretimi ve fonksiyonların belirlenmesi için hücrede birden fazla yapı bulunmaktadır. Bu yapılar iş bölümünde bulunarak hücre bölünene kadar yaşamına devam ederler, hücredeki görevlerini yerine getiremezler ise hücre kendini imha eder. Çok hücreli yapılarda hücre dokuları, dokular orfanları, organlar sistemleri, sistemler ise organizmaları meydana getirir. Bu demektir ki, organizmalar hücrelerden meydana gelmiştir.

Peki insanlar bu büyüleyici yapıyı ve temel taşı olan gizemli hücreyi ne zaman ve nasıl keşfetmiştir?

Bir çok bilimsel keşifte olduğu gibi hücrenin de ilk gözlemi yani keşfi teknolojik ve sosyal faktörlerin etkisinin yanında biraz da tesadüfi olaylar altında gerçekleşmiştir.

Hücrenin keşfi, mikroskobun icadı ile başlar. Bu icadın tam tarihi ve kökeni bilinmemektedir ancak 1600'lü yıllara dayandığı ve Hollanda'da merceklerle ilgilenen meslek grupları ya da kişiler tarafından ortaya çıkartıldığı yönünde tahmin yürütülmektedir. Bu icatla yani mikroskopla birlikte ilk defa bir maddenin 10 kat büyütülmesiyle oluşan bir görüntü elde edildi. Bu görüntü gözle görülmesi mümkün olmayan detayları ortaya koyması yani maddenin yapısına inmesi tüm dünyanın ilgisini çekti. Avrupa da bu yeni ve ilgi çekici alete kayıtsız kalmadı ve bilim insanları daha önce erişilemeyen bilgileri gözlem yaparak bilim camiasına sundular...

İlk gözlemi yapanlardan biri olarak kabul edilen Robert Hooke, mikroskobun iç yapısında bulunan mercek kısmına tek mercek yerine 2 tane mercek koyarak aletin gelişimine katkı sağlamıştır. Böylece daha büyük ve daha derin görüntü elde edebilen bu çok mercekli mikroskopla birden çok türün gözlemini de yaparak "Micrographia' diye adlandırdığı bir çizim kitabı yayımlamıştır. Kitapta bulunan en ünlü çizim ise meşe ağacından yapılan bir mantardır. Bu gözlemde mantardan alınan ince bir kesitte gözenekli ve bal peteğine benzer bir yapı incelenmiştir. Bu sıkışık görüntüye Latincede küçük oda anlamına gelen "cella" yani "hücreler" adını vermiştir. Böylece isim arayışı da son bulmuştur...

Robert Hooke ile aynı zamanlarda Anton van Leeuwenhoek de orijinal mikroskop tasarımı ile uğraşmaya başlamış ve bu çalışmaları ile birlikte "yaşayan hücreleri gözlemlenen ilk kişi kimdir?" sorusunun da cevabı olmuştur.

Antonie van Leeuwenhoek aslında Hollandalı bir kumaş tüccarıydı ve büyüteçleri başta kumaşlardaki iplikleri saymak için bir araç olarak kullanıyordu. Leeuwenhoek lensleri parlatmak ve ezmek için yeni yollar geliştirmek üzerine çalışmalar sürdürdüğü sırada mikroskobun büyütme oranını 270 kat büyütme oranına çıkartma başarısını göstermiştir. Bu sayede geliştirmiş olduğu mikroskop ile 1673 yılında gölet suyunda yaşayan organizmaları gören ilk kişi olmuştur. Bu hayatı keşfetme meraklıları için muazzam bir sahne değil midir? Tarihte ilk defa kimsenin göremediği bir şekilde dünyayı görmek, anlamak ve yorumlamak... Leeuwenhoek da gördüklerinin heyecanıyla bu gördüklerine "hayvancıklar" (animalcules) adını vermiştir. Artık onlar bizim için birer organizmadır.

1600'lerde bilim adamları mikroskop altında biyolojik incelemeler yapmaya başlamıştı ve bu incelemeler zaman geçtikçe mikroskopların daha da çok geliştirilmesi gerektiğini gösterdi. Çünkü bilim insanları inceledikleri örneklerde gözlemlediklerinin hücre mi yoksa mercek sapmasından kaynaklı bir görüntü mü olduğu konusunda ikilem yaşıyorlardı. Bu sorunla mücadelede ancak 1800'lü yıllarda verimli sonuçlar elde edilmeye başlandı. Bu çalışmalar doğrultusunda ilk elde edilen mercek olan "akromafik mercekler" (achromatic lenses) de sapma oranları düşüktü. Ancak hala sapma oranlarına net bir çözüm bulunmuş değildi. Ve bu duruma çözüm bulmak için yapilan çalışmalar sonucu daha düşük oranlarda sapma oranı olan "aporokromatîk mercekler" (apochromatic lenses) ortaya çıkmıştır.

Hücre ile İlgili Ortaya Atılan Teoriler

Bilim insanlarının yapmış olduğu biyolojik incelemeler ile birlikte hücre üzerine birçok teori ortaya çıkmaya başlar. Bu teorilerden ilki hücre çekirdeği üzerinedir. Hücre çekirdeğinin ilk açıklanması 1802 yılında Franz Bauer tarafından yapılmıştır. "Hücre Çekirdeği" (nucleus) ismini ise 1931 yılında ilk kez Robert Brown kullanmıştır. Bir Alman botanikçi ve mikroskop uzmanı olan Mattias Schleiden, uzun süreler boyunca mesleği de gereşi mikroskop altında çeşitli bitkileri inceler. Bu incelemeleri sonucunda bitkilerin çok katlı hücre duvarlarına sahip olduklarını fark eder; fakat bu hücre yapısının hayvan hücre yapısından farklı olduğunu gözlemler. Mattias Schleiden bu gözlemlerine dayanarak bitkilerin hücrelerden oluştuğunu ve bu hücrelerin çoğalarak bitkilerin büyümesini sağladığını belirtir.

Alman Zoolog Theodor Schwann, Schleiden'in bitkiler üzerinden yaptığı çalışmayı hayvanlar üzerinde denemeye karar verir. Gözlemleti sonucunda Schwann bitki ya da hayvan tüm canlıların hücrelerden oluştuğunu ve bu hücre yapısının merkezinde çekirdek bulundurduğunu, bu çekirdeği saran bir zarın olduğunu belirterek hayvan ve bitki hücresinin benzer olduğunu ortaya koyar.

Schwann, embriyonun gelişimine bir hücre ile başladığını ve bu hücrenin bölünerek çoğaldığını, bu çoğalmalar ile farklılaşma geçiren hücrelerin kemik, kas, yağ, sinir ve kan gibi bir organizmanın temel yapı taşlarını oluşturduğunu sonucuna varır. Varmış olduğu bu sonuç ile hayvansal doku sınıflandırmasına öncü olmuş ve embriyoloji alanında değerli bir çalışmaya imza atmıştır.

Schleiden ve Schwann'ın çalışmalarından sonra Rudolf  Virchow, Schwann'ın yapmış olduğu çalışmaları baz alarak bir organizmadaki hücrelerin, sadece bir hücre çekirdeğinden bölünerek değil diğer hücrelerin de bölünmesi ile oluştuğu fikrini savunur.

Bufün dahi, hücre teorisi denince hala Schleiden, Schwann ve Virchow İsimlerinin ortaya atmış olduğu iki teoriden bahsedilir. Bu üç isimin yanında hücre üzerine çalışmış olan Ernst Ruska ve Max Knoll organizmaların bütün yapı taşlarını daha detaylı görebilmek için normal mikroskoplarda kullanılan büyütme oranlarından daha fazla büyütme oranlarına sahip "elektron mikroskobu" adını verdikleri bir mikroskop geliştirdiler. Elektron mikroskobu bir cismi yaklaşık bir milyon defa büyütme oranına sahip bir mikroskop türüdür. Watson ve Francis Crick yapmış oldukları çalışmaları ile DNA'nın çift sarmallı bir yapıya sahip oldubnu kanıtlamış ve 1962 yılında Nobel Tıp Ödülüne layık görülmüşlerdir. Singer ve G. Nicholson sürdürmüş oldukları çalışmaları ile hücre zarının yapısının 'Akıcı Mozaik Zar" yapısında olduğunu belirtmişlerdir.

Günümüzde hala kabul edilen bu zar modeli protein, yağ ve karbonhidrat molekülleri içerir. Hücre zarı çift yağ tabakası ile kaplı olup protein molekülleri bu yağ tabakaları arasından düzensiz bir şekilde yerleşmiş olarak görünürler.

Bu teoriler günümüzde varlığından söz ettirirken gelecekte ortaya atılabilecek teorilerin de var olabileceğini göstermektedir. Çünkü henüz hâlâ tüm canlılar gizemini korumaya devam etmektedir. Gelişen teknoloji ile birlikte doğru bilinenler yanlış doğruluğu netleşenler ise detaylandırılarak insanın doğa hakkındaki bilgilerini arttırmaktadır.


Bir cevap yazın