MAYOZ VE EŞEYLİ ÜREME

Ökaryot canlıların mitoz yoluyla eşeysiz olarak çoğaldığını ve bu çoğalmada canlının kendisiyle aynı genetik bilgiye sahip yavrular meydana getirdiğini öğrendik. Eşeyli üreme sonucunda oluşan canlılar ise genetik çeşitliliğe sahip olur. Eşeyli üreme, iki organizmaya ait kalıtım materyalinin birleşmesine dayanır. Bu yolla oluşan yavrular anne babalarına benzemekle birlikte farklı özellikler de içerirler. Eşeyli üreyen bir popülasyonda, yavrular arasındaki genetik çeşitliliğin avantajları vardır. Bu durum, uzun dönemde türün yeni çevre koşullarına uyumunu sağlayabilir. Örneğin çevre koşulları değiştiğinde, her nesilde en azından popülasyonun üyelerinden bazıları bu yeni koşullara uyum sağlayabilirse popülasyon varlığını sürdürebilecektir.

MAYOZ BÖLÜNME VE MAYOZUN EVRELERİ

Mayoz bölünmenin daha kolay anlaşılabilmesi için bazı kavramların üzerinde durmak faydalı olacaktır.

Bir canlının vücut hücrelerinde her kromozom tipinden ikişer tane bulunur. Bu kromozom çiftlerinden birisi anneden (yumurta hücresi ile), diğeri babadan (sperm hücresi ile) gelir. Anne ve babadan gelen, şekil ve büyüklükleri aynı olan bu kromozom çiftlerine homolog kromozom denir. Homolog kromozomların karşılıklı bölgelerinde aynı karakterden sorumlu genler bulunur.

Vücut hücreleri (somatik hücreler) homolog kromozomları bulundurduğu için iki takım kromozoma sahiptir. Bu tip hücreler diploit olarak adlandırılır ve 2n ile gösterilir. İnsan için diploit kromozom sayısı 46’dır ve 2n < 46 şeklinde ifade edilir. Gamet olarak adlandırılan üreme hücreleri (sperm ve yumurta) diploit hücrelerin mayoz bölünme geçirmesiyle oluşur. Mayoz geçiren diploit hücrelere “üreme ana hücresi” adı verilir. Mayoz bölünme sırasında homolog kromozomlar birbirinden ayrılır ve kromozom sayısı yarıya düşer. Bu nedenle mayoz sonucu oluşan üreme hücrelerinde homolog kromozom çiftlerinin birer üyesi bulunur. Tek bir kromozom takımına sahip hücreler haploit (monoploit) olarak adlandırılır ve n ile gösterilir. İnsan için haploit kromozom sayısı 23’tür ve n < 23 şeklinde ifade edilir.

Döllenme sırasında gametlerin birleşmesiyle diploit kromozom takımı yeniden oluşur. Böylece mayoz bölünmeyle bir tür içinde kromozom sayısının nesiller boyu sabit kalması sağlanır. Bu durumu bir örnekle açıklayalım. Bilindiği gibi insanın her bir vücut hücresi 46 kromozoma sahipken, mayoz bölünme sonucu oluşmuş üreme hücreleri 23’er kromozom taşır. Eğer insanlarda gametler mitozla oluşsaydı, vücut hücreleri gibi 46 kromozomlu olacaktı. Bu gametlerin birleşmesiyle meydana gelen döllenmiş yumurta hücresi (zigot) 92 kromozom taşıyacak ve birbirini izleyen her kuşakta kromozom sayısı yeniden iki katına çıkacaktı. Dolayısıyla mayoz bölünme, nesilden nesile genetik devamlılık ve kromozom sayısının sabit kalmasını sağlayan bir hücre bölünmesidir.

Bitkilerde ve hayvanlarda mayoz bölünme sonucu gametler oluşur. Ancak eğrelti otları ve kara yosunları gibi bazı canlılarda mayoz bölünme sonucu spor adı verilen hücreler meydana gelir.

Mayoz bölünmede de mitozda olduğu gibi kromatit çiftlerini oluşturan replikasyon (DNA eşlenmesi) meydana gelir. Ancak buradaki tek bir replikasyonu, mayoz I ve mayoz II adı verilen ve birbiri ardına gerçekleşen iki hücre bölünmesi izler. Mayozun birinci bölümünde homolog kromozomlar birbirinden ayrılır ve kromozom sayısı yarıya iner. İkinci bölümünde ise mitozda olduğu gibi kromatitler birbirinden ayrılır.

Mayozda da bölünmeye başlamadan mitozdaki gibi interfaz adı verilen bir hazırlık evresi görülür. Ayrıca hem mayoz I hem de mayoz II’de profaz, metafaz, anafaz ve telofaz olarak adlandırılan dört evre vardır.

İNTERFAZ

Mitoz bölünmede olduğu gibidir. Organeller çoğaltılır ve genetik materyal (DNA) kendini eşler. Her bir kromozom aynı genetik bilgiyi içeren iki kardeş kromatite sahip olur. Bu kromatitler sentromerlerinden birbirine bağlıdırlar. Mayoz geçiren üreme ana hücresinde solunum, protein sentezi, büyüme gibi metabolik faaliyetlerin hızı yüksektir.

MAYOZ I

Profaz I: Mayozun en uzun evresidir. Bu evrede kromatin iplikler kısalıp kalınlaşmaya başlar. Her biri iki kardeş kromatitten oluşmuş olan homolog kromozomlar uzunlukları boyunca fiziksel olarak birbirine bağlanır ve çift oluştururlar. Bu durum sinapsis olarak isimlendirilir. Her bir kromozom çifti dört kromatit demeti şeklinde görülmeye başlar. Bu dörtlü gruplara tetrat adı verilir. Tetratların sayısı haploit kromozom sayısına eşittir. Sinapsis sırasında homolog kromozomların kardeş olmayan kromatitleri parça değiş tokuşu yaparlar. Bu olaya krossing over denir. Parça değiş tokuşu, kardeş olmayan kromatitlerin çapraz olarak üst üste bindiği yerler olan kiyazma bölgelerinde gerçekleşir. Kiyazmalar, anafaz I evresine kadar homolog kromozom çiftlerini bir arada tutar.

Profaz I evresinde ayrıca hayvan hücrelerinde daha önce eşlenmiş olan sentriyoller birbirinden uzaklaşır ve aralarında iğ iplikleri oluşur. Çekirdek zarı parçalanır ve çekirdekçik kaybolur. Evrenin sonunda birer mikrotübül olan iğ iplikleri homolog kromozomların zıt kutuplara gitmesini sağlayacak biçimde tetratların kinetokorlarından tutunur.

Metafaz I: Her biri iki kromatitten oluşan ve homolog çiftler halinde bulunan kromozomlar (tetratlar) hücrenin ekvator düzleminde sıralanırlar (Mitozda homolog kromozomlar çift oluşturmazlar. Bu nedenle iki kromatitten oluşan her kromozom bağımsız olarak ekvator düzleminde sıralanmıştır).

Anafaz I: Profaz evresinde birbirine tutunmuş olan homolog kromozomlar ayrılır ve iğ ipliklerinin kısalmasıyla zıt kutuplara doğru hareket ederler (Mitozda, her kromozomun kardeş kromatitleri birbirinden ayrılır). Burada homolog kromozomların hangisinin hangi kutba gideceği şansa bağlı olarak gerçekleşir.

Telofaz | ve Sitokinez: Kutuplara çekilen kromozomlar uzayıp incelmeye başlar. Çekirdek zarı ve çekirdekçik yeniden oluşur (Bazı türlerde bu olaylar gerçekleşmeden mayoz |Il’ye geçilir). Sitoplazma bölünmesi (sitokinez) genellikle telofaz | ile aynı zamanda gerçekleşir. Hayvan hücreleri boğumlanarak, bitki hücreleri ise hücre plağı (ara lamel) oluşumuyla ikiye ayrılır. Böylece homolog kromozom çiftlerinden yalnız birini taşıyan haploit (n) iki hücre meydana gelir. Bu hücrelerdeki her bir homolog kromozom iki kromatit içermektedir.

MAYOZ

Profaz II: Çekirdek zarı oluşmuşsa parçalanır. İğ iplikleri meydana gelir ve kromatitlerin kinetokorlarına bağlanır.

Metafaz II: Kromozomlar mitozda olduğu gibi düzgün bir şekilde ekvator düzlemine yerleşirler.

Anafaz II: Kardeş kromatitler birbirinden ayrılır ve hücrenin zıt kutuplarına doğru hareket eder. Bu kromatitlere bundan sonra kromozom denir.

Telofaz II ve Sitokinez: Kutuplara çekilen kromozomların etrafında çekirdek zarı oluşur ve sitokinez gerçekleşir. Sitoplazma bölündüğünde her biri haploit (n) sayıda kromozom içeren dört hücre meydana gelir.

Özet olarak mayoz I’de homolog kromozomlar birbirinden ayrılır ve iki kromatitli kromozomlar içeren haploit iki hücre meydana gelir. Bu hücrelerin her biri mayoz İl’de yeniden bölünür. Mayoz İl’de kromatitlerin birbirinden ayrılması sonucu haploit kromozomlu dört hücre oluşur.

Eşeyli Üreme