Bir hücre ne kadar küçüktür?

Bir insan karaciğer hücresi ortalama 25 µm genişliğindeyken, dev amip Chaos carolinense 1 mm uzunluğa kadar uzayabilir. Hücrelerin tek bir boyutu yoktur: İnsanlarda sık rastlanan hücrelerin genişliği onlarca mikrometre olabilirken, bazı tek hücreli canlılar hareket eden noktalar gibi görünecek kadar büyür.

Mikrometre (µm), hücreleri ölçmek için kullanılan bir uzunluk birimidir; nanometre (nm) ise daha küçüktür. Bu birimler, insan hücresinden bakteriye, ardından hücrenin içindeki minicik bir yapıya uzanan ölçek değişimini takip etmeyi kolaylaştırır.

Bir insan hücresi saç telinin genişliğine yakın olabilir

Bir insan saç telinin genişliği yaklaşık 70 µm'dir. Bir yanak hücresi 60 µm genişliğindedir; yani neredeyse bir saç teli kadar geniştir ve yaklaşık sekiz alyuvar çapına eşittir. Bir alyuvarın genişliği 7.5 µm'dir. İnsanlardaki bu tanıdık hücre türleri, mikroskobik olmanın ne anlama geldiğini somutlaştırır: Yanak hücresi bir saç telinin genişliğine yakınken, alyuvar çok daha incedir.

Yanak hücreleri, ağzın iç yüzeyini kaplayan yassı hücrelerdir. Geniş şekilleri yüzeyde bir örtü oluşturmalarını sağlar ve yanaktan alınan bir sürüntüyle kolayca toplanabilirler. Bu nedenle sınıflarda DNA çıkarma deneyleri için sıkça örnek olarak kullanılırlar. Örnek, çoğu insanın kolayca ulaşabileceği bir vücut bölgesinden alınır; ancak hücreleri net biçimde görmek için mikroskop gerekir.

Olgun bir insan adipositinin, yani yağ hücresinin çapı 100 µm'dir. Hücrenin içinin neredeyse tamamını, çekirdeği kenara iten tek ve büyük bir lipit damlacığı kaplar. 100 µm genişliğiyle yanak hücresinden yaklaşık 1.7 kat daha geniştir. Büyük damlacık, bu hücreye kendine özgü bir düzen kazandırır: Hücrenin dış zarının içindeki alanın çoğunu depolanmış bir rezerv doldurur.

Bir karaciğer hücresi olan hepatositin genişliği ortalama 25 µm'dir. Yanak hücresinden küçüktür ama yaklaşık 3.3 alyuvar çapı genişliğindedir. Hepatositler karaciğer kütlesinin yaklaşık %80'ini oluşturur ve yüzlerce metabolik işlevi yerine getirir. Bir hücrenin genişliği, yaptığı işi tek başına göstermez: Daha küçük olan hepatosit, pek çok kimyasal faaliyetten sorumlu bir organın parçasıdır.

Bazı tek hücreli canlılar çok daha büyüktür

Chaos carolinense, bilinen en büyük amiplerden biridir ve çıplak gözle hareket eden bir nokta gibi görünebilir. Uzandığında uzunluğu 1 mm'ye ulaşır; bu, orta büyüklükteki bir kum tanesinin genişliğinin yaklaşık iki katıdır. Bir pirinç tanesi, uzanmış amipten yaklaşık altı kat daha uzundur. Amibin dış hatları hareket ettikçe değiştiğinden, ölçülen uzunluk uzanmış hâlini ifade eder.

Pembe kirpikli Blepharisma japonicum 300 µm uzunluğundadır; bu, bir insan saç telinin genişliğinin yaklaşık 4.3 katıdır. Ayrıca yaklaşık 40 alyuvar çapına eşittir. Blepharisma'nın ışığa duyarlı pigmenti blefarismin, ona pembe rengini verir ve parlak ışıkta zehirli olabilir. Bu kadar büyük bir hücre bile büyütme olmadan net görülemeyecek kadar küçüktür; yine de vücudunuzda oksijen taşımaya yardımcı olan alyuvardan kat kat geniştir.

Bakteriler ölçeği birkaç mikrometreye indirir

Bakteriler hücredir, ancak yukarıda anlatılan insan hücrelerinden çok daha küçüktür. Çubuk şeklindeki bakteri Shigella flexneri 2.5 µm uzunluğundadır. Bir alyuvarın genişliği yaklaşık üç Shigella uzunluğuna eşittir. Shigella, özelleşmiş bir enjeksiyon sistemi kullanarak insan bağırsak hücrelerini istila edebilir. Küçük boyutları, kendisinden çok daha büyük hücrelerle doğrudan etkileşime girmesine engel olmaz.

Deinococcus radiodurans 2 µm genişliğindedir. Parçalanmış DNA'sını hızla onararak, bir insanı öldürebilecek dozun binlerce katı radyasyona dayanabilir. Bir alyuvarın çapı, bunun yaklaşık 3.8 katıdır. Bu bakteri bir alyuvarın yanında çok az yer kaplar; yine de onarım sistemi hasar görmüş genetik malzemeyi eski hâline getirebilir.

Deniz siyanobakterisi Synechococcus'un genişliği ortalama 1 µm'dir. Bir alyuvar yaklaşık 7.5 kat daha geniştir; Synechococcus ise Deinococcus radiodurans'ın çapının yaklaşık yarısı kadardır. Synechococcus, Dünya'da fotosentez yapan en bol canlılardan biridir ve küresel oksijen üretimine önemli ölçüde katkıda bulunur. Rolü, küçücük görünüşünün çok ötesine uzanır: Bu hücreler okyanuslardaki fotosentezin gerçekleşmesine yardımcı olur.

Virüsler hücrelerden küçüktür ama hücre değildir

Bilinen en küçük hücrelerden biri olan Mycoplasma genitalium yaklaşık 0.3'e 0.6 mikrometre (yeni sekmede açılır) boyutlarındadır. Hücrelerin içinde daha küçük yapılar da bulunur. Bir lizozom, atıkları ve hücresel kalıntıları parçalayan sindirim enzimleri içeren, zarla çevrili bir organeldir; tipik çapı 500 nm'dir. Bu, Synechococcus'un çapının yaklaşık yarısıdır. Lizozom bir hücrenin parçasıdır, bağımsız bir hücre değildir.

Bir Lassa virüsü parçacığının genişliği 100 nm'dir; bu, lizozom çapının yaklaşık beşte biridir. Virüsler kendi başlarına çoğalamaz; konak hücrenin mekanizmalarını kullanırlar. Bu ölçekte bile aradaki fark önemlidir: Virüs bir hücreden küçük olabilir ama bağımsız olarak üreyemez.

Bir alyuvarın genişliği yaklaşık 75 Lassa virüsü çapına eşittir; yine de virüsün çoğalmak için bir konak hücreye ihtiyacı vardır.