Hücre, yaşamın en küçük yapı birimidir. Bir yapbozu düşünün. Yapboz, güzel bir manzara ya da herhangi bir resim olabilir. Yapbozu oluşturan yüzlerce hatta binlerce parça bulunabilir. Bu parçalar, yapbozun yapı birimidir. Hücre de tıpkı yapbozun parçaları gibi bizim yapı birimimizdir. Gözümüzle göremeyeceğimiz küçüklükte milyonlarca hücre bir araya gelir ve bütün olarak bizi oluşturur.

Hücrelerin büyüklüğü ve işlevleri değişebilir. Örneğin; insanda bulunan en küçük hücre 3-4 mikrometre büyüklüğündeyken en büyük hücresi 200 mikrometre büyüklüğündedir. Bitki, hayvan ve diğer canlı türlerine göre hücre şekli ve boyutları değişir.

Yapbozun bir parçası olarak düşündüğümüz hücreler, canlılar için sayısız görev yapar. Bu cümleleri okurken kas hücreleriniz kasılarak gözlerinizi hareket ettirmenizi sağlarken; beyin hücreleriniz yazıyı okuyup anlamanızı sağlar. Bu sırada, kan hücreleri beyninize ve tüm hücrelerinize oksijen taşıyarak yaşamınızı devam ettirir. Vücudumuzda bulunan her bir işlev için hücrelerimiz özelleşmiştir.

İlk Hücre Nasıl Keşfedildi?

Hücre, ilk kez 1665 yılında İngiliz bilim insanı Robert Hook tarafından keşfedilmiştir. Gözle göremeyeceğimiz kadar küçük olan hücreler mikroskop aracılığı ile görülebilmiştir. Yani mikroskobun icat edilmesi hücrenin keşfedilme sürecini desteklemiştir. İlk mikroskop 1590 yılında icat edilmiştir. Bu mikroskoptan ilham alan R. Hook, kendi mikroskobunu icat etmiş mikro boyutta yeni bir dünya gözlemleyebilmiştir. Mikroskop, örnekleri aydınlatan ve büyüten üç mercek ve bir ışık kaynağından oluşuyordu. Robert Hook, kendi yaptığı bu mikroskop ile şişe mantarından aldığı bir kesiti incelemiştir ve boş odacıklar görmüştür. Bu boş odacıklara, kendisinin kaldığı manastırdaki hücreleri hatırlattığı için “cellula (Latince)” yani “hücre” ismini vermiştir. Buna benzer olan gözlemlerini "Micrographia" isimli kitabında yayınlamıştır. Robert Hook cansız olan hücreleri incelemiştir.

Hook 'un keşfinden kısa bir süre sonra, Hollandalı bilim adamı Antonie van Leeuwenhoek canlı mikroorganizmaları mikrokop altında gözlemlemişitr. Bu gözlem yine geliştirişmiş bir başka mikroskop sayesinde mümkün oldu. Van Leeuwenhoek usta bir mikroskop üreticisiydi ve (yalnızca tek bir merceği olan) basit mikroskobun tasarımını geliştirerek bir nesneyi orijinal boyutunun yaklaşık iki yüz ila üç yüz katı kadar büyütmesini sağladı. Van Leeuwenhoek'in bu mikroskoplarla gördüğü bakteri ve protozoonları (tek hücreli canlı) “hayvankül” olarak adlandırmıştır. 1600’lü yıllarda sperm hücrelerisi, beyaz kan hücresi, bakteri ve tek hücreli protozoonlar Leeuwenhoek tarafından tanımlanmıştır.

Hücre Teorisinin Ortaya Çıkışı

On dokuzuncu yüzyılda, biyologlar hem hayvan hem de bitki dokularına daha yakından bakmaya başladılar ve hücre teorisini geliştirdiler. 1831 yılında bir botanikçi olan Robert Brown, orkide bitkisinden kesit alarak, bitki hücresi keşfetmiştir. Bu keşifte bitki hücresine özel olan “hücre duvarını” ve hücrenin çekirdeği görülmüştür. Bitkilerde bulunan hücre duvarları, bitki hücresini belirgin şekilde görülmesini sağlamıştır. Ancak, hayvan hücresinde bitkilerdeki gibi hücre duvarı yoktur. Bunun yerine sadece bir zar ile çevrilidir. Bu yüzden hayvan hücreleri, mikroskop altında bitki hücreleri kadar belirgin şekilde görülemedi. Daha sonra, 1838 yılında yine bir botanikçi olan Matthias Schleiden bitki hücrelerini daha detaylı incelemiş ve bitkilerin hücrelerden oluştuğu yorumunu ortaya çıkarmıştır. Bu sırada bir diğer biyolog Theodor Schwann, hayvan dokuları üzerinde çalışmıştır. Her iki bilim insanı çalışmalarından yola çıkarak tüm canlıların hücrelerinden oluştuğunu öne süren hücre teorisinin temellerini atmıştır. Bu çalışmalar sırasında bitki ve hayvan hücreleri arasındaki benzerlik ve farklılıklar da incelenmiştir. Hücre teorisi, daha sonra 1858 yılında Rudolf Virchow tarafından geliştirilmiştir. Bir patalog olan Rudolf, hastalıkların organ ya da dokulardan değil hücreden kaynaklı olduğunu savunmuştur. Hücre teorisine, her hücrenin bir başka hücreden geldiği fikrini eklemiştir.

İlk Hücre Teorisi

17. Yüzyıldan 19. Yüzyıla kadar geçen sürede farklı bilim insanları mikroskop aracılığı ile farklı hücreleri keşfedip tanımlamışlardır. Buna göre hücre teorisi gelişmiş ve 3 madde altında toplanmıştır:

1. Tüm canlı organizmalar hücrelerden oluşur.
2. Bir hücre başka bir hücreden gelmiştir.
3. Hücre, yaşayan en küçük canlı birimdir.

Bu 3 madde daha sonraki yıllarda genişletilip farklı bilgiler ile düzenlenmiştir. Ancak, bu maddelerle ilgili tamamlanmayan cevaplar mevcuttur. Yaşamın en küçük birimi hücre kabul edilir, ancak bazı bilim insanlarına göre virüsler herhangi bir hücre yapısı göstermediği halde virüsler canlıdır. Bu görüşe göre yaşamın en küçük birimi virüsler olarak gösterilir. Maddelerle ilgili bir diğer genel problem ise ilk hücrenin nasıl oluştuğudur. Eğer tüm hücreler bir başka hücreden geliyorsa ilk hücre nasıl oluşmuştur? Bu gibi tam olarak yanıtlanmayan sorulardan dolayı hücre teorisi, teori olarak kalmıştır. Yanıtlanmayan tüm sorular disiplinler arası geniş çalışmalar gerektirmektedir.

Hücrenin keşfedilmesi, mikroskobun icat edilmesi ile mümkün olmuştur. Ancak hücre teorisi mikroskobun icat edilmesinden yaklaşık 200 yıl sonra bile formülize edilemedi. Bunun sebebi mikroskopların yeterince gelişmiş olmaması ve canlı biriminin tanımına ilişkin eski fikirlerin yaygın olarak kabul edilmesidir. Daha sonraki, yıllarda hücrelerin yapısı, fiziksel özellikleri ve nasıl çalıştıkları ortaya çıkarılmıştır.

Mikroskop ile binlerce farklı hücre incelenmiştir. Bitki, hayvan, bakteri ve diğer canlılar kendilerine özgü hücrelere sahiptir. Buna göre de birçok metabolik süreç vardır. Bitki hücresinde bulunan kloroplast organeli ile fotosentez süreci gerçekleştirilir. Hücrenin keşfedilmesi ile biyoloji bilimi görünmeyen başka bir dünyaya adım atmıştır. Metrenin milyonda biri kadar küçüklükte olan hücrelerin neredeyse küçüklükleri ile karmaşıklık düzeyleri ters orantılıdır. Bu sebeple biyolojinin birçok alt bilim dalı gelişmiştir. Hücreyi inceleyen bilim dalı ise sitolojidir yani hücre biyolojisi.

Hücre ile en çok karıştırılan kavramlardan biri "tek hücreli" veya "çok hücreli" olmadır. Bu kavram canlının kaç hücreden oluştuğunu tanımlamak için kullanılmaktadır. Çok hücreli canlılar, bizler gibi milyonlarca hücrenin bir araya gelmesiyle oluşur. Tek hücreli canlılar ise tek bir hücreden oluşabilir. Örneğin; tek hücreli algler, tek hücreli mantarlar ve bakteriler bu canlılara örnektir.