Hücre döngüsünün en kısa parçası olan mitotik evre (M), hem çekirdek bölünmesini (mitoz) hem de sitoplazma bölünmesini (sitokinez) kapsar. Mitotik evrenin sonunda, genetik olarak aynı olan ve kendi hücre döngülerine başlayan iki yavru hücre oluşur.

1. MİTOZ (Çekirdek Bölünmesi)

Ökaryot hücrelerde hücre döngüsünün interfaz evresinden sonra çekirdek bölünmesi anlamına gelen mitoz gerçekleşir. Mitoz, aralarında kesin sınır olmayan dört evrede tamamlanır. Bu evreler profaz, metafaz, anafaz ve telofaz adını alır.

Profaz: Mitozun ilk aşamasıdır. Bu evrede kromatin yoğunlaşır ve kromozomlar belirgin hale gelir. Çekirdekçik belirsizleşir ve profazın sonunda tamamen gözden kaybolur. Eşleşmiş kromozomların her biri, sentromer bölgesinde birbirlerine bağlı iki kardeş kromatit halinde görülür. Kardeş kromatitlerin bir arada tutulmasını özel bir protein sağlar. Hayvan hücrelerinde bulunan ve interfaz evresinde eşleşmiş olan sentriyoller ayrı kutuplara doğru giderken, aralarında iğ iplikleri ve sentriyollerden hücre zarına doğru aster iplikleri oluşur. Sentriyollerden uzanan bu iplikler mikrotübüllerdir. Profazın sonuna doğru çekirdek zarı erir. Karşı kutuplara ait iğ iplikleri hücrenin ortasına doğru uzanırlar ve bunların bazıları sentromerin kinetokorlarına bağlanırken bazıları da hücrenin diğer kutbundan gelen kendi benzerleriyle etkileşirler.

Metafaz: Kinetokorlarından iğ ipliklerine tutunmuş kromozomlar her iki kutba da eşit uzaklıkta olan ekvator düzleminde sıralanır. Bu evrede mikroskopta görünür hale gelmiş kromozomların fotoğrafı çekilerek karyotip oluşturulabilir. (Karyotip: kromozomların uzunluk, sentromer konumu gibi özelliklerine göre sınıflandırılıp dizilmesidir. Bu yolla anormal kromozom sayıları tespit edilebilmektedir.)

Anafaz: Kardeş kromatitlerin birbirine bağlanmasını sağlayan protein, bir enzim tarafından yıkıldığında kardeş kromatitler birbirinden ayrılır. Kromatitler birbirinden ayrıldıktan sonra artık kromozom olarak adlandırılır. Bu kromozomlar kinetokora bağlı iğ iplikleri boylarının kısalmasıyla hücrenin zıt kutuplarına doğru hareket etmeye başlar. Kinetokora bağlı olmayan iğ ipliklerinin uzamasıyla da hücrenin kutupları birbirinden uzaklaşır ve hücrenin boyu uzar. Anafazın sonlarında hücrenin kutupları iki grup kromozom içerir. Bu gruplar aynı sayıda kromozoma sahiptir.

Telofaz: Bu evrede gerçekleşen olaylar profazın tersidir. Kutuplara ulaşmış olan kromozomların etrafında yeni çekirdek zarları oluşur. İğ iplikleri kaybolurken kromozomlar çözülmeye başlar ve interfaz evresinde olduğu gibi kromatin haline dönerler. Çekirdek içinde yeniden çekirdekçik meydana gelir. Böylece, bir çekirdekten aynı genetik bilgiye sahip iki çekirdek oluşur. Telofaz evresinde mitoz tamamlanır.

Dikkat: Mitozun süresi yarım saat’ ile üç saat arasında değişir. Evrelerinin gerçekleşme süreleri de farklıdır. Örneğin profaz 30-60 dakika, metafaz 2-6 dakika, anafaz ise 3-15 dakika sürer.

2. SİTOKİNEZ (Sitoplazma Bölünmesi)

Sitoplazma bölünmesine sitokinez adı verilir. Bu olay genellikle telofazın sonuna doğru başlar. Sitokinez, hayvan ve bitki hücrelerinde farklı şekillerde gerçekleşir.

Hayvan hücreleri boğumlanarak ikiye bölünür. Sitokinez, hücrenin ekvator düzlemine yakın bir yerde fazla derin olmayan bir bölünme oluğunun ortaya çıkmasıyla başlar. Bu oluğun sitoplazmaya bakan tarafında, aktin ve miyozin mikroflamentlerinin oluşturduğu kasılabilen bir halka yer alır. Aktin ve miyozin mikroflamentleri, kas hücrelerinde olduğu gibi birbirleriyle etkileşerek halkanın kasılmasına neden olur. Bunun sonucunda bölünme oluğu hücreler ayrılıncaya kadar derinleşir ve sonuçta iki hücre oluşur. Bu hücrelerin her biri kendine ait çekirdek, sitoplazma, organel ve diğer hücresel yapılara sahiptir.

Dikkat: Sitokinez sonucu oluşan iki hücrenin büyüklükleri, sitoplazma miktarları, organel sayıları ve hücre hacimleri gibi özellikleri farklı olabilir.

Aşağıdaki şekilde buraya kadar anlatılan hücre döngüsü özet halinde gösterilmiştir.

Bitki Hücrelerinde Mitoz ve Sitokinez

Hayvan hücresinde iğ ipliklerinin (mikrotübüllerin) düzenlenmesini “sentrozom” adı verilen organel sağlar. Sentrozomun merkezinde bir çift sentriyol yer alır. Sentriyoller, iğ ipliklerinin oluşması için zorunlu olan yapılar değildir. Bitki hücrelerinde sentriyol bulunmadığı halde iyi organize olmuş iğ iplikleri oluşur.

Bitki hücrelerinde sert bir hücre duvarı bulunur ve bu nedenle sitokinez, hayvan hücrelerinden farklı bir şekilde gerçekleşir. Bitki hücrelerinde bölünme oluğu yoktur. Bunun yerine telofaz sırasında hücre plağı (ara lamel) denilen bir yapı oluşur. Hücre plağı, golgi cisimciğinden kaynaklanan ve ekvator bölgesine taşınan zarımsı keseciklerden meydana getirilir. Kesecikler içinde hücre duvarı materyalleri bulunur ve bunlar hücre plağında birikir. Hücre plağı, bunun çevresindeki zarın plazma zarı ile kaynaşmasına kadar genişler ve böylece her biri kendi plazma zarına sahip iki yavru hücre ortaya çıkar. Bu hücreler arasında, hücre plağının içerdiği maddeler kullanılarak yeni duvar oluşumu gerçekleşir.