Hücre Bölünmesi Nasıl Olur, Hücre Bölünmesi Hakkında, Hücre Bölünmeleri Hakkında

Hücre Bölünmesi nasıl olur, Hücre Bölünmesi hakkında, Hücre Bölünmeleri hakkında

Hücre Bölünmesi

Canlı hücrelerin nesillerini devam ettirebilmek için kendilerine benzer yeni hücreler meydana getirmelerine bölünme denir Bölünme çoğalma, büyüme ve gelişme için kaçınılmaz bir hayat olayıdır Hem eşeyli hem de eşeysiz üremenin gerçekleşmesini sağlayan temel olay hücre bölünmeleridir Canlılarda görülen en önemli hücre bölünmeleri mitoz ve mayoz dur Belli bir gelişme dönemini tamamlayan hücreler bölünerek çoğalırlar Ancak bazı hücreler hayvanların sinir ve kas hücreleri, bitkilerin değişmez doku hücreleri bölünmezler Hücreler genellikle oval olup, küreye benzerlerYani bir hacim, bir de alanları vardır Hacim stoplazmadan, alan ise hücre zarından ibarettir Hücre büyüdükçe yarı çap artar Alan yarıçapının karesi, hacim ise yarı çapını küpü oranında artar İki artışın farkı çok fazla olduğundan belli bir değerden sonra hücre zarı, fazla büyüyen stoplazmanın ihtiyaçlarını karşılayamaz hale gelir İşte o an,hücre bölünme mesajı alarak bölünür Böylece hacim küçülmüş veya alan büyütmüş olurlar

Bu durum amipler üzerindeki deneylerle ispatlanmıştır Bir amip hücresinin sitoplazmasının bir kısmı dört Ay süreyle kesilmiş ve hücrenin hiç bölünmediği görülmüştür Aynı süre içersinde her hangi bir işleme tabi tutulmayan kontrol amipi ise tam 65 defa bölünmüştür Bir başka deneyde ise,gelişmiş bir amip tam bölüneceği anda sitoplazmasından bir parça kesilmiştir, ancak bölünme devam etmiştir, Çünkü kesme işlemi bölünme emri verildikten sonra yapılmıştır Bu deneyden sonuç şudur:çıkan sonuç şudur: Bölünme emri, çekirdek ve stoplazma arasındaki etkileşim sonucuna göre, çekirdekten verilmektedir

MİTOZ BÖLÜNME

Eşeyli eşeysiz üreyen bütün çok hücreli canlılarda büyüme ve gelişmeyi sağlayan temel olay mitoz bölünmedir Tek hücreliler de hücre bölünmesi her defasında üremeyi sağlamış olur Mitoz bölünme ile bir hücreden iki yeni hücre oluşur oluşan hücrelerin kalıtsal yapısı birbirleriyle ve ana hücresiyle aynıdır Olayda kromozom sayısı ve yapısı değişmediği için her türlü kromozom sayısı ve yapısı değişmediği için her türlü kromozom sayısına sahip hücreler mitoz gerçekleştirebilir Özellikle bitki ve hayvanların diploid (2n) vücut hücrelerinin bölünerek çoğalma biçimidir

Mitoz bölünmeyle canlılarda şu olay gerçekleşmiş olur:

* EŞEYSİZ ÜREME

* BÜYÜME (Canlının boy ve ağırlık olarak artması)

* GELİŞME (Organların hücre sayısını arttırarak olgunlaşması)

* REJENERASYON (Eksik kısımların onarılması )

* Bazı istisna türlerde eşey hücrenin oluşumu

Bir anormallik sonucu oluşmuş eksik veya fazla kromozomlu hücreler dahi mitozla bölünebilir Mitozla kromozom sayısı ve yapısı korunmuştur

KROMOZOMLARIN YAPISI

Bölünme özelliği olmayan hücrelerde DNA molekülleri çekirdekte kromotin iplikler halinde kümelenmiş şekilde bulunur Bu uzun kromotin iplikler hücre bölüneceği zaman eşlenerek kardeş kromatidleri oluştururlar Hücre bölünmesinin başlangıcında, birarada bulunan kardeş kromatidler kısalıp kalınlaşarak kromozom haline gelirleKromotidler birbirlerine sentromer bölgesinden tutunmuşlardır

Kromozomların sayısı her canlı için belli olup,azlığı veya çokluğu kalıtsal olarak bir anlam ifade etmez Örneğin insan,siyah moli balığı, ve kurt bağrı bitkisi 46’şar kromozom taşır Ancak birisi hayvan birisi de bitkidir

Önemli olan kromozom sayısı değil, DNA şifrelerinin benzer olmasıdır Kromozomların DNA ve protein bulunur

Diploid (2n) canlıların hücrelerinde kromozomlar çift halde bulunur Biri anadan biri,diğeri babadan gelen, aynı şekil ve büyüklükteki bu kromozomlara homolog kromozomlar denir

2 MİTOZ BÖLÜNMENİN SAFHALARI

Belli bir yüzey-hacim oranına ulaşan hücreler bölünme hazırlıklarını tamamlayarak dört safhada mitoz bölünmeyi gerçekleştirirler Mitoz bölünme meydana gelirken önce çekirdek eşlenir Bu olaya karyokinez denir Sonra sitoplazma bölünmesi buna da sitokinez denir

a İnterfaz Evresi :

Bir bölünme kademesi olmayıp , iki mitoz arasındaki gelişme safhasıdır İnterfazda genç hücre beslenme, büyüme, protein sentezi gibi biyolojik olayları gerçekleştirir Fakat hücre bölünme mesajını aldığı andan itibaren bölünme hazırlıkları yapılır Bu hazırlıklardan sonra interfaz biter bölünme başlar

Bölünme hazırlıklarını en önemlisi kromotin ipliklerin (DNA) kendini eşlemesidir (Replikasyon) Hayvansal hücrelerde sentrozom da kendisini eşler Hücreyi ağ gibi kuşatmış bulunan endoplazmik retikulum yıkılarak bölünme kolaylaştırılır

Son olarak bölünme başlarken hücrenin diğer hayatsal faaliyetlerini minimum seviyeye indirilir

b Profaz :

Mitoz bölünmenin en uzun safhasıdırEşlenmiş kromotin ipliler sentromer bölgelerinden birbirlerine tutunmuşlardır Bu eşlere kardeş kromatidler denir Profazda kromotin iplikler kısalıp kalınlaşarak belirgin hale gelir Bu belirgin yapılara kromozom denir Profaz sonunda çekirdek zarı ve çekirdekçik eriyerek kaybolmuştur Sentrozom çiftleri zıt kutuplara çekilerek iğ ipliklerini oluşturmaya başlamışlardır

c Metafaz :

Eşlenmiş kromozom çiftleri hücrenin ekvator çizgisinde yan yana gelerek tek sıra halinde dizilirler Sentromer bölgelerinden de iğ ipliklerine tutunurlar Sentromerler eşlenir kromozomlar en rahat bu safhada görülerek sayılabilir

d Anafaz:

Sentromer bölgelerinden birbirlerine tutunmuş olan kardeş kromotidler birbirlerinden ayrılarak zıt kutuplara doğru çekilirler bu çekme işlemini iğ iplikleri gerçekleştirir Mitozda kromozom sayısı ve kromozom yapısı aynı olan hücrelerin olmasını sağlayan esas olay, bu safhadaki kardeş kromotidlerin ayrılmasıdır

e Telofaz :

Birbirinde ayrılan kromozom akımlarının kutup bölgelerinde kümeler içersinden sonra, çekirdek zarları ve çekirdekçikler aniden oluşarak belirgin hale gelir Kromozomlar teker kromotin iplik haline indirgenirler İğ iplikleri kaybolur Telofaz sonunda karyokinez bitmiş ve iki çekirdekli bir hücre oluşturmuştur Sitoplazmanın bölünmesiyle iki yeni hücre oluşur

f Sitokinez :

Sitoplazmanın bölünmesi bitki ve hayvan hücrelerinde farklılık gösterir

Hayvan hücreleri, iki taraftan ve dıştan içeriye doğru boğumlanarak bölünür Bitki hücrelerinde iseselülöz çeper boğumlanmaya imkan vermediği için, iki çekirdek arasında, golginin salgısıyla bir hücre plağı oluşturulur Bu plak ortadan kenara doğru uzayarak iki hücrenin ayrılmasını sağlar

Ayrıca bitki hücrelerinde sentrozom bulunmadığından iğ iplikleri sitoplazmadaki proteinlerden oluşan iki hücre kalıtsal madde bakımından tamamen aynıdır Belki stoplazmanın miktarından kaynaklanan hücre Büyüklükleri kısmen farklı olabilir veya organellerin dağılımı eşit olmayabilir

Bir canlının değişik doku ve organlarında mitoz oranları farklıdır Genç bireylerde hücreler 20 dakikaka da bir bölünebilirler Bitkilerin gövde, dal ve kök uçlarında meristem dokusu çok hızlı mitoz geçirirken, bir çok dokusu hiç bölünmez

Hayvanlarda epitel doku hızlı bölünürken, kemik hücreleri çok yavaş bölünür Sinir hücreleri ise belli bir zamandan sonra hiç bölünmez Mitoz hızı canlının yaşlanmasıyla da değişir Embriyo ve gençlik döneminde mitoz en hızlıdır Gelişme tamamlandıktan sonra belli bir süre sabit hızla devam eder Yaşlanma başlayınca mitoz hızıda düşer Yaşlıların yaraları bu yüzden geç iyileşir

MAYOZ BÖLÜNME :

Eşeyli üreyen canlılarda, eşey hücrelerinin (gametlerin) oluşumunu sağlayan özel bir bölünme şeklidir Mayoz geçirerek hücreler mutlaka diploid (2n) olmalıdır Mayozun esas görevi, haploid hücreler olan gametlerin oluşumunu sağlamaktır İstisna olarak su yosunları, diğer çiceksiz bitkiler plazmodyum ve bazı omurgasız hayvanlarda mayozla oluşan hücrelere gamet olmayıp, sporlar yada diğer haploid hücrelerdir Çünkü bunlar döllenemezler, tek başlarına gelişerek gametleri oluşturacak ara bireyleri meydana getirirler Mayoz geçirerek hücreler üreme organlarındaki diploid eşey ana hücrelerdir Mayoz bir hücrenin arka arkaya iki defa bölünmesiyle gerçekleşir ve sonuçta dört yeni hücre oluşturulur Dolayısıyla mitozda bahsettiğimiz Profaz , Metafaz, Anafaz ve Telofaz safhaları mayozda iki defa gerçekleşir Bu bölünmelerden birincisi esas mayoz olup, ikincisi mitoz gibi gerçekleşir

I MAYOZ :

Oluşacak hücrelerin ge dizilişi ve kromozom sayısı bakımdan değişikliğe uğraması bu bölünmede olur Bölünme başlamadan önceki interfaz evresi mitozdaki gibi gerçekleşir

Profaz I :

En önemli ve uzun safhadır Eşlenmiş kromatin iplikler sentromerlerin den birbirlerine tutunmuş durumdadırlar Bu eşlerin her birine kardeş kromotitler denir Bu safhada eşlenmiş kromotinler kısalıp kalınlaşarak kromozomları meydana getirirler Her kromozomda iki tane kromatid vardır

Profaz-I sonunda çekirdekçik ve çekirdek zarı kaybolmuş, sentrozomlar kendini eşleyerek zıt kutuplara çekilmiş durumdadır Bu safhada eşlenmiş homolog kromozom çiftleri yanyana gelerek tetrat denilen 4 kromotidli yapıları oluştururlar Bunlar her mayoz da olur Kromaditlerin birbirlerine sarılmasına sinapsis denir Bir türün mayozdaki tetrat sayısı normal(diploid) kromozom sayısının yarısı kadardır (insan hücresinin mayozunda 23 tetrat oluşturulur) Kısa bir süre sonra sinapslar çözülür ve homolog kromozom çiftleri ayrılarak bölünmeye devam edilir

Çoğu zaman, tetrat esnasında ,sinaps yapan komaditler arasında parça (gen) değişimi olur Buna Krossingover denir Bu alış veriş kardeş olmayan kromaditler arasındadır Her mayozda sinapslar oluşur ama krossingover olmayabilir Krossing-over mayoz bölünmenin en önemli olaylarından birisidir Çünkü bu olayla genlerin kromozomlar üzerindeki Diziliş sıraları değiştirilmektedir Bunun sonucundaise oluşan gametlerin çeşidi daha da rtmaktadır Böyle gametlerin döllenmesiyle de oluşan bireylerde daha fazla kalıtsal çeşitlilik sağlanmaktadır

Metafaz I:

Bu safha mitozdaki metazfazdan biraz farklıdır Mitozda eşlenmiş kromozomlar bir sıra halinde, ekvator bölgesinde dizilirlerdi Burada ise iki sıra halinde dizilirler Homolog kromozomlar sıralanırken karşı karşıya gelirler

Anafaz I :

Bu safhada mitozda bölünmede olduğu gibi kromatid ayrılması olmaz Mitozun anafazında kardeş kromotidler ayrılırdı Burada ise homolog kromozomlar (eşlenmiş haliyle) biri bir hücreye, diğeri öbür hücreye gidecek şekilde ayrılır Yani homolog kromozom ayrılması gerçekleşir

Mayoz bölünme sonucunda kalıtsal yapısı farklı hücrelerin oluşmasını sağlayan esas olay budur Bir mayozda krossing-over olmasa da kalıtsal çeşitlilik sağlanır

Telofaz I:

Mitozdakinden farklı değildir Çekirdek zarları ve çekirdekçik oluşarak, sitoplazma bölünür Burada oluşan kik hücre haploid (n)dir Çünkü başlangıçtaki hücrenin homolog kromozomlarından birer tanesinin bulundurur Ancak kromozomlar eşlenmiş olduğu için iki kromadidli haldedir Yani DNA miktarı olarak 2n denilebilir Kısa süren Telofaz I den olarak Mayoz II başlar

II MAYOZ :

Normal bir mitoz gibi gerçekleşir I mayozdan daha kısadırİki bölünme arasında interfaz olmadığı için DNA lar bir daha eşlenmez Sadece sentrozom eşlenmesi gerçekleşir

Başlangıçta 2n kromozomlu (diploid) olan hücreden bu bölünmenin sonunda kromozomlu (monoploid) 4 hücre oluşur

Bu hücreler ana hücreden kromozom sayısı yönüyle farklı oldukları gibi, kromozom yapısı yönüyle de ana hücreden hem de birbirlerinden farklıdırlar

Mayozla yumurta oluşurken hücrelerin stoplazma miktarı da farklı olabilir Buraya kadar öğrendiklerimizi dikkate alırsak, eşeyli üremeyle çeşitlilik oluşturulması şu faktörlerle açıklayabiliriz

* Mayoz-I de krossing- overin olması,

* Mayoz-I de homolog kromozomların ayrılması,

* Mayoz sonucu haploid hücrelerin oluşturulması,

* Döllenme ile iki yeni hücrenin birlşetirilmesi,

Bunlara ilave olarak, gametler farklı bireyler tarafından meydana getirilir veya yabancı döllenme (yabancı tozlaşma) gerçekleştirilirse kalıtsal çeşitlilik daha da artmış olur

Mayozun hem birinci, hem de ikinci bölünmelerinin de gerçekleşen ortak olaylar vardır

Bunların en önemlileri:

* Hücre sayısının artması

* Sitokinezin gerçekleşmesi

* Sentrozomun eşlenmesi olarak sayılabilir

DNA eşlemesi, tetrat ve sinapsların oluşturlması, krossin-over ve homolog kromozomların ayrılması sadece I Mayozda; kardeş kromatidlerin ayrılması sadece II Mayozda gerçekleşir

Krossing – Over:

Mayozun ilk bölünmesinin I Profaz safhasında gerçekleşir Tetrat sırasında, sinapsis yapan, kardeş olmayan kromatidler arasındaki gen değişimidir Her sinapsista olmayabilir Kromozomlar üzerinde dizili bulunan genler birbirine ne kadar uzak ise, bu genlerin krossing- over ile değiştirilme ihtimali o kadar çoktur

Mayoz bölünme şeklindede görüldüğü gibi, krossing over ile genlerin yapısı değişmez Sadece kromozomlar üzerindeki diziliş sırası değişir Bir kromozom çiftinin bir yerindeki gen değişimi olabileceği gibi bir çok yerinde de olabilir Bu olaylar sonucunda oluşacak gamet çeşidi artar Böylece mayoz ve döllenmeyle oluşturulan kalıtsal çeşitlilik, krossing –over ile biraz daha artmış olur Mitoz bölünmeyle Mayoz bölünme arasındaki farklar aşağıdaki tabloda verilmiştir

Su yosunlarının çoğunda döllenmeyi mayoz izlerYani zigot mayoz geçirir

Çiçeksiz bitkilerin çoğunda mayoz, gametlerin değil sporları oluşturur

Erkek arılarda ve çiçeksiz bitkilerin haploid gametofitlerin de gametler mitozla oluşur