HÜCRE BÖLÜNMELERİ

Hücre bölünmeden önce kalıtım materyali bir ip yumağına benzer. Buna kromatin iplik denir. Hücre bölüneceği zaman kromatin iplikler kısalıp kalınlaşarak kromozomları oluşturur. Yani kromatin iplik kalıtım materyalinin dağınık hali, kromozom ise şekilli halidir. Hem kromozom hem de kromatin iplik, DNA’nın proteinle sarılmış halidir.

Biri anneden diğeri babadan gelen, şekli ve büyüklüğü aynı olan kromozom çiftine homolog kromozom denir.

İnsanların dişilerinde 23 çift, erkeklerinde ise 22 çift homolog kromozom bulunur (X ile Y kromozomu homolog değildir).

Bir kromozomda 2 kinetokor boğumu ve 1 sentromer bulunur. Kinetokorlar, iğ ipliklerinin bağlandığı protein yapılı moleküllerdir.

Diploit Hücre (2n): Her kromozomdan ikişer tane bulunduran hücrelerdir. Örneğin vücut hücreleri (böbrek hücresi, deri hücresi v.s), üreme ana hücreleri, zigot, üreme kanalı hücreleri, yumurtalık hücreleri diploittir.

Haploit Hücre (n): Her kromozomdan birer tane bulunduran hücrelerdir. Örneğin üreme hücreleri (yumurta, sperm), polen, spor, erkek arının vücut hücreleri ve bakteriler haploittir.

Haploit hücrelerde (n) homolog kromozomlar bir arada bulunmaz. Çünkü her kromozomdan birer tane bulunur. Yani yumurta hücresinde, anneye ait her özellikten birer gen bulunur. Sperm hücresinde de, babaya ait her özellikten birer gen bulunur. Yumurta ve spermin döllenmesiyle oluşan zigotta (2n) ise, her özellikle ilgili ikişer gen bulunmuş olur. Yani diploit hücrelerde homolog kromozomlar bir arada bulunur ama haploit hücrelerde homolog kromozomlar bir arada bulunmaz.

Mitoz bölünme olayı tek hücrelilerde üremeyi sağlarken, çok hücrelilerde ise genel olarak büyüme, gelişme ve yaraların onarılmasını sağlar. Mayoz bölünme ise genel olarak üreme hücrelerinin oluşması olayıdır.

Hücre bölünmesinin sebepleri

Bir hücrede madde alış verişi hücre zarının yüzeyinden sağlanır. Hücre büyürken hem yüzeyi (hücre zarı) hem de hacmi (hücrenin toplam kapladığı alan) büyür Ancak hücrenin yüzeyi “’r²” oranında büyürken hacmi “r³” oranında büyür Böylece bir süre sonra yeterince madde alış verişi olamaz. Bu durumda hücre bölünerek sorunu ortadan kaldırır.

Hücre büyüdüğü zaman çekirdeğin kontrolünden çıkar Hücre bölünerek bu sorunu da ortadan kaldırır. Bölünmenin asıl sebebi ise çekirdeğin bölünme emrini vermesidir. Örneğin bir amip hücresinin yüzey/hacim oranı bozulduğunda hücreyi kesip küçültürsek, hücre bölünmeye gerek duymaz. Ancak çekirdek bölünme emrini verdikten sonra, hücreyi küçültsek bile hücre bölünür. Bölünmenin sebepleri kısaca aşağıda verilmiştir.

1- Yüzey (r²) / hacim (r³) oranının azalması
2- Çekirdek / sitoplazma oranının azalması
3- Çekirdeğin bölünme emrini vermesi

İNTERFAZ

• DNA eşlenmesinin (replikasyon) gerçekleştiği evredir. Sentrozom taşıyan hücrelerde bu organel de interfaz evresinde eşlenir.
• Hem mitoz hem de mayoz bölünmeden önce interfaz gerçekleşir. İnterfaz bir bölünme evresi değil, bölünmeye hazırlık evresidir.
• Bir hücre küçükken interfaz başlar, hücre büyüyüp bölünme olgunluğuna erişinceye kadar interfaz devam eder. Sonra hücre bölünerek hayat döngüsünü tamamlar. Yani bir hücrenin hayat döngüsünün büyük çoğunluğu interfazdan oluşur.
• Bir hücrenin hayat döngüsünde çekirdek DNA’sının eşlenmesi sadece 1 defa gerçekleşir. Çünkü hücre bölündüğünde hayat döngüsü biter, yeni hücrelerin hayat döngüsü başlar.
• Hücre döngüsü kontrol noktaları tarafından denetlenir Kontrol noktalarında görevli olan protein yapılı moleküller vardır. Bu proteinler kontrol noktalarında DUR ya da DEVAM ET sinyali oluşturur. Bu kontrol noktalarındaki aksaklıklar kansere yol açar.
• Bir hücrenin bölünmeye başlamasından itibaren onu takip eden diğer hücre bölünmesine kadar geçen sürece hücre döngüsü denir. Hücre döngüsü, uzun bir interfaz ve onu takip eden kısa bir mitotik evreden (bölünme evresi) oluşur. Mitotik evrede mitoz ve sitoplazma bölünmesi gerçekleşir.

Hücre döngüsünün sıralaması

MİTOZ BÖLÜNME

Başlangıçtaki DNA miktarı 2X,kromozom sayısı 4 olan hücrenin Mitoz bölünme şekli

PROFAZ: Bu evrede, çekirdek zarı, çekirdekçik ve organeller kaybolur. Sentriyoller karşılıklı kutuplara çekilerek iğ ipliklerini oluşturur. Kromatitler yoğunlaşıp kromozoma dönüşür. İğ ipliklerinin bazıları kromozomlara bağlanır.

METAFAZ: Kromozomlar ekvatoral düzlemde (merkezde) dizilir. Kromozomların en belirgin olduğu evredir.

ANAFAZ: İğ ipliklerinin boyundaki kısalmayla kardeş kromatitler zıt kutuplara doğru çekilir Bu evrede ayrılan her bir kromatit artık kromozom olarak değerlendirilir.

TELOFAZ: Çekirdek bölünmesi profazda başladı, bu evrede bitecek. Yani profazın tersi olaylar gerçekleşir. Çekirdek zarı ve organeller yeniden oluşur İğ iplikleri kaybolur.

ENDOMİTOZ: Bir hücre bölünmesinde, çekirdek bölünmesi gerçekleşip sitoplazma bölünmesi gerçekleşmezse, çok çekirdekli hücreler oluşur Örneğin paramesyumda karyokinez olup sitokinez gerçekleşmediği için hücrede iki çekirdek bulunur.

Not: Prokaryotlarda mitoz, mayoz ve döllenme olayları görülmez. Yani mitoz, mayoz ya da döllenme olayı gözlenen bir hücre kesin ökaryottur Prokaryotlarda Halkasal DNA eşlenip, iğ iplikleri oluşmadan hücre aniden bölünüp çoğalır. Buna basit ikiye bölünme denir. Bazı ökaryot hücrelerde çekirdek zarı erimeden uzayıp bölünür, bu olayda amitoz olarak değerlendirilir.

Bitki ve Hayvan hücresinin bölünmesindeki farklılıklar

1. Hayvan hücrelerinde iğ ipliklerini sentriyol (sentrozom) oluşturur. Bitki hücrelerinde sentriyol olmadığı için, iğ ipliklerini sitoplazmadaki proteinler oluşturur.

2. Hayvan hücrelerinde sitokinez boğumlanma şeklinde gerçekleşir. Bitki hücrelerinde ise çeper olduğu için, sitokinez olayı ara lamel (orta plak) oluşumuyla gerçekleşir.

MAYOZ BÖLÜNME

Temel Kurallar

Mayoz bölünme 2 evreden meydana gelir. Önce mayoz — I gerçekleşir daha sonra mayoz — ll gerçekleşir. Mayoz — I’den önce DNA eşlenmesi olur ancak Mayoz — II’ den önce bir daha DNA eşlenmesi olmaz. Mayoz — II, mitoza benzer bir olaydır ancak bir mitoz olayı değildir.

Mayoz — II mitoza benzer olduğuna göre, mayozun mitozdan farkları mayoz — I içinde gerçekleşir denebilir.

Başlangıçtaki DNA miktarı 2X, kromozom sayısı 2 olan hücrenin mayoz bölünme şekli

PROFAZ — l : Mitozun profazı gibi çekirdek ve organeller kaybolur, iğ iplikleri oluşur, kromozomlar kalınlaşır. Mitozun profazından farklı olarak bu evrede tetrat, sinapsis ve krossing — over olayları gerçekleşir.
METAFAZ —I : Mitozun metafazında kromozomlar yan yana dizilmişti, bu evrede ise homolog kromozomlar üst üste dizilir.
ANAFAZ — I : Mitozun anafazında kardeş kromatitler ayrılmıştı, bu evrede ise homolog kromozomlar ayrılır.
TELOFAZ — I : Çekirdek zarı yeniden oluşur iğ iplikleri kaybolur

Kardeş kromatitler ayrıldığında her biri bir kromozom olarak değerlendirilir. Bu yüzden anafaz — II de kromozom sayısında artış olur

TETRAT: Profaz – I evresinde kromozomların oluşturduğu dörtlü yapıdır. Tetrat sayısı, her zaman canlının haploit (n) kromozom sayısına eşittir. Örneğin 2n : 46 kromozoma sahip olan insanlarda, mayoz bölünme sırasında 23 tetrat oluşur.
1 tetrat = 1 çift kromozom = 2 kromozom = 4 kromatit

SİNAPSİS: Profaz – I evresinde kromozomların sarmal oluşturmasıdır.
KROSSİNG — OVER: Profaz – I de, homolog kromozomların kardeş olmayan kromatitleri arasındaki gen değiş tokuşudur Kardeş kromatitler arasında krossing — over olmaz. Bu durum sarı saç geniyle sarı saç geninin yer değiştirmesine benzetilebilir Yani çeşitlilik sağlamaz. Homolog olmayan kromozomlar arasındaki parça değişimi de krossing — over değil bir çeşit mutasyondur Bu durum ise göz geniyle saç geninin yer değiştirmesine benzetilebilir.

Krossing — over genin yapısını değiştirmez, sadece 2 kromozomun genleri yer değiştirir Yani genin yapısı değişmez ama kromozomun yapısı ve kromozomun gen dizilişi değişir Aşağıdaki şekilden bu durumu daha iyi anlayabiliriz.

MİTOZ BÖLÜNME

• Kromozomların niteliğini (yapısını) ve niceliğini (sayısını) değiştirmez.
• 2 hücre oluşur
• Kalıtsal çeşitlilik sağlanamaz.
• 2n ve n kromozomlu hücrelerde görülebilir.
• Vücut hücrelerinde (somatik) görülebilir
• Tetrat, sinapsis ve krossing – over görülmez.
• Homolog kromozom ayrılması yoktur
• Tek hücrelilerde üremeyi, çok hücrelilerde büyüme, gelişme, onarım ve üremeyi sağlayabilir (çelikle üreme)
• Art arda mitoz gerçekleşebilir

MAYOZ BÖLÜNME

• Kromozomların niteliğini ve niceliğini değiştirir)
• 4 hücre oluşur
• Kalıtsal çeşitlilik sağlar
• Sadece 2n kromozomlu hücrelerde görülür
• Somatik hücelerde görülmez.
• Tetrat, sinapsis ve krossing — over görülür
• Homolog kromozom ayrılması vardır
• Üreme ana hücrelerinden üreme hücrelerinin oluşumunu sağlar.
• Art arda mayoz gerçekleşemez.

Canlılarda kalıtsal çeşitlilik sağlayan olaylar

1. Mayoz bölünme (Krossing — over ile homolog kromozom ayrılması)
2. Döllenme
3. Mutasyon