Mitoz Bölünme Şeması

Mitoz bölünme şeması

MİTOZ BÖLÜNME

Mitoz bölünmenin başlangıcını saptamak olanaksızdır Fakat hücrede bazı değişiklikler olur; hücre içeriği jel haline geçer, metabolizma durur, çekirdeğin hacmi hızla büyür Kromatid iplikleri belirginleşir ve boyanmaya başlar G2 evresinin tamamlanması, kromozomların türlere özgü şekil ve sayıyı kazanmasıyla mitoz bölünmeye geçilir Işık mikroskobunda kromozomlar artık rahatlıkla görülebilir Bu süre yaklaşık bir saat sürer Bu evredeki hücreler küre şeklindedir ve etrafındaki cisimlere kuvvetle bağlanmamıştır Mitoz bölünme; profaz, metafaz, anafaz ve telofaz diye dört evreye ayrılır



Profaz

Başlangıcında çekirdek içinde ince uzun kromatid iplikleri halinde görünen kromozomlar, yavaş yavaş helozon şeklinde kıvrılarak kalınlaşmaya başlar ve görülebilir duruma geçer kalınlaşma ve kısalma anafaza kadar devam edebilir Bu arada eş kromozomlar birbirlerinden fark edilemeycek kadar sıkıca bağlıdırlar Bu evrede birbirine sentromerlerle bağlanmış olarak duran kromozomların her birine kromatid denir Sentrozomlar ayrılarak her biri bir kutba gitmeye başlar ve aralarında iğ iplikleri oluşur Profazın sonuna doğru iğ iplikleri ile kromozomlar arasında bağlantı kurulurken, sentrozomlardan hücre zarına uzanan iğ iplikleri de oluşur ve çekirdek zarı eriyerek kaybolur, kromozomlar sitoplazma içerisine dağılır

Metafaz

Kromozomlar çok kere bir çember gibi, bazen de karışık olarak ekvatoral düzlem üzerinde dizilirler Genellikle küçük kromozomlar merkezde, büyükler çevrededir Diziliş türlere özgü bir özellik gösterir Kromozomlar eşit olarak kutuplara çekileceğinden, ortada belirli bir denge kurulana kadar beklenilir

Profaz 30-60 dakika sürmesine karşılık, metefaz ancak 2-6 dakika sürer her bir kromozomun sentromeri belirgin olarak ikiye bölünür ve kromatidler tam olarak birbirinden ayrılır

Anafaz

Ekvatoral düzlemdeki kardeş kromozomlar kutuplara bu evrede taşınırlar Kasılma özelliği olan sentrozomların iğ iplikleri sayesinde kromozomların yarısı bir kutba, diğer yarısı öbür kutba gider Kromozomların kutuplara ulaşmasıyla bu evre sona erer

Bitki hücrelerinde sentrozom bulunmadığı için kromozomların taşınması sitoplazma hareketleriyle ve sitoplazma kökenli iğ ipliklerinin yardımıyla olur Bu evre de yaklaşık olarak 3-15 dakika sürer

Telofaz

Kromozomlar daha az boyanmaya başlar Çekirdek zarı yavaş yavaş oluşur Kromozomlar uzayıp incelmeye başlar Bölünme açısından çekirdek dinlenmeye geçerken, hücre metabolizması aktif hale geçer

Bu evrenin oluşumu sürerken bir yandan da sitoplazma boğum yapmaya başlar İğ ipliklerine dik olarak boğumlanan sitoplazmanın o bölgede jel hale geçerek iki oğul hücrenin stoplazmasını ayırdığını ileri süren görüşlerde vardır Stoplazmanın boğumlanarak ayrılması sürecine sitokinez denir Telofazın başlangıcından iki yeni hücrenin oluştuğu ana kadar geçen süre 30-60 dakikadır

MAYOZ BÖLÜNME

Bütün döllerde kromozom sayısının değişmez kalabilmesi için (sperm ve yumurtanın birleşmesinden kromozom sayısı iki katına çıkacağından dolayı) farklı bir hücre bölünmesi gelişmiştir Mayoz bölünme ismini alan bu tip bölünmede, kromozom sayısı yarıya indirgenir Mayoz bölünmenin sonunda meydana gelen gametler diğer vücut hücrelerinin aksine n sayıda kromozom taşır (bazı bitkilerde ve bir hücrelilerde bireyin kendisi yaşantısı boyunca haploid kromozomlu olduğundan mayoz bölünmeye gerek kalmaz) Normal olarak soma hücrelerinde 2n kromozomlardan homolog olanlar, boyuna, sinaps dediğimiz aralıklarla birbirinin yakınında uzanırlar Bu homolog kromozomların her biri ayrı bir kutba giderek, yalnız bir tanesinin bir gamete verilmesi sağlanır Homolog kromozomlar aynı büyüklüğe ve şekle, keza benzer kalıtsal faktörlere sahiptir Gerek yumurta gerekse sperm oluşumu son iki hücre bölünmesine kadar aynı kurallara göre yürütülür Daha sonra spermatogenezis (sperm oluşumu) ve oogenesiz (yumurta oluşumu) farklı şekilde meydana gelir

Mayozda da mitoz gibi profaz, metafaz, anafaz ve telofaz diye dört evre vardır Bu evreler arada interfaz olmaksızın peş peşe iki kez gerçekleşir ve sonuçta dört yavru hücre meydana gelir Mayoz bölünme ile mitoz bölünme arasındaki en büyük farka profazda rastlanır

İnterfaz

Bölünmeye hazırlık evresidir Mitozdaki interfaza benzemekle birlikte hücrelerin mitozdaki gibi büyüklüklerinin ve hacimlerinin artması gerçekleşmez

Profaz-I

Kromozomlar kısalıp kalınlaşmaya başlarken, anadan ve babadan gelen homolog kromozomlar sinaps halinde ya yan yana parelel uzanırlar ya da birbirinin üzerine kıvrılırlar Kısalma sonucunda kromozomlar mitozdaki gibi görülmeye başlar Her kromozom iki kromatitten yapıldığından, homolog kromozomlar dörtlü demetler halinde görülür, bu görünüşe tetrat denir Canlının vücudunda homolog kromozom kadar tetrata rastlanılır (insanda 23 tane) Kromozomların sentromerleri ayrılmamıştır 4 kromatid için iki sentromer vardır

Ayrıca mitozdan farklı olarak bu evrede tetratlar arasında parça değişimi gerçekleşir Krossing-over denilen bu parça değişimi tür içinde çeşitliliği sağlar Bu evrenin sonunda çekirdek zarı parçalanarak kaybolur

Metafaz-I

Çekirdek zarının parçalanması sona ermiş, sentrozomlar kutupulara çekilmiş ve iğ iplikleri ortaya çıkmıştır Sentromerleri çift olan tetratlar ekvatoral düzlem üzerine dizilir

Anafaz-I

Bu evrede tetratlar ikiye ayrılarak kutuplara giderler Ana ve babadan gelen kromozomlar rasgele olarak birbirlerinden ayrılırlar (özelliklerimizin bazılarının anadan bazılarının babadan geçmesinin nedeni) Bu evrede kromozom sayısı indirgendiğinden kutuplara taşınan yani oğul hücrelere geçecek olan kromozom sayısı vücut hücrelerinin kromozom sayısının yarısı kadardır

Telofaz-I

Hücrenin iki kutbunda bulunan kromozomlar uzayıp incelmeye başlar Etraflarında çekirdek zarı oluşur Sitoplazmanın boğumlanmasıyla da haploid sayıda kromozoma sahip iki yavru hücre oluşur

Buraya kadar geçen olaylar mayoz-I olarak adlandırılır Bundan sonra mitozdakinin aksine arada interfaz evresi olmaksızın profaz-II'nin başlamasıyla mayoz-II başlar Mayoz-II mitoz bölünmenin hemen hemen aynısıdır Hücrelerdeki haploid kromozom sayısı korunarak profaz-II, metafaz-II, anafaz-II ve telofaz-II gerçekleşerek mayoz bölünmenin sonunda n kromozom sayısına sahip 4 yavru hücre meydana gelir

HÜCRE BÖLÜNMELERİ

Hücreler ya canlıların büyüyüp gelişmesi, rejenerasyonu ve dokularının yenilenmesi ya da üreme faaliyetlerinin gerçekleştirilmesi amacıyla bölünür Bölünmelere detaylarıyla geçmeden önce hücrelerin niçin bölündükleri konusundaki görüşlere yer verelim Hücre, büyüklük bakımından belirli bir sınıra ulaştığı zaman, kuramsal olarak ikiye bölünmesi gereklidir Çünkü hücre genel olarak bir küre şeklinde düşünülürse, büyümede hacim yüzey orantısı r3 / r2 'dir Yani hacim yarıçapın küpüyle artarken, yüzeydeki büyüme yarıçapın karesine bağımlı kalır ve bir süre sonra hücrenin yüzeyi gerek besin alış verişini gerek artık maddelerin atılımını ve gerekse gaz alış verişini bütün hücreye sağlayamayacak duruma gelir ve hücre, yüzeyini artırmak amacıyla bölünmeye başlar Ayrıca büyüyen hücrede sitoplazma çekirdek oranı arttığından ve çekirdeğin etki alanı sınırlı olduğundan bu durum hücreyi ölüme sürükleyebilir, dolayısıyla hücreyi bölünmeye zorlar (Bu fikri 1908 yılında ilk defa HERTWIG ortaya atmıştır) hücrenin içine yapay olarak iki çekirdek yerleştirildiğinde ya da çekirdek içindeki kromozom sayısı iki katına çıkarıldığında, hücrenin hacmi normal büyüklüğünün iki misli olabilir Bu, çekirdeğin sınırlı bir etkiye sahip olduğunu kanıtlar Uygun x-ışınına tutulan hücrelerde kalıtsal materyal çoğalması olur; fakat bölünme meydana gelmez ve sonuçta hücre büyümesiyle birlikte hızlı hücre çoğalması da görülür (kanserleşmede olduğu gibi) Bölünecek büyüklüğe ulaşan amipin (normal olarak iki günde bir bölünür) protoplazmasından bir miktar kesersek (100 gün süreyle) bölünme durur ve tekrar büyümeye başlar Bu uygulama sonsuz olarak sürdürülürse, amip, bölünmeden hayatta kalabilir

Bölünmeye başlayan bağ doku hücrelerinin çapı yaklaşık % 12 kadar artar Buna karşın büyüklüğü sınırlandırılmış hücrelerde büyüme durur

Bir hücreli canlılarda mitoz aynı zamanda üremeyi sağlar Her canlıda ve aynı bireyin farklı dokularındaki hücrelerin mitozla bölünme hızı tamamen farklıdır Örmeğin bağırsak mukozasındaki, epidermisteki, kan hücrelerini üreten dokulardaki hücrelerin sürekli bölünmesine karşılık, diğer dokuların hücreleri belirli zamanlarda, sinir ve retina hücreleri ise 20-25 yaşın üstünde (insanda çoğunluk ana karnında 4 aydan itibaren sonra) hiç bölünmez

Mitoz bölünmenin amacı ana hücredeki kalıtım materyalinin eşit şekilde yavru hücrelere verilmesidir Bir hücrelilerdeki amitoz bölünmede, hem iğ iplikleri işe karışmaz hem de kalıtım materyali yavrulara büyük bir olasılıkla eşit verilmez Mitoz bölünme sürekli bir olay olmasına karşılık, izlemede ve anlamada kolaylık olsun diye evrelere ayrılarak incelenir Dinlenme sırasında, kromozomlar boyanmaz DNA miktarı 2n'dir (G1-Evresi) Daha sonra DNA kendini eşler DNA miktarı 4n'dir İnce kromatid iplikler şeklinde boyanırlar (S-Evresi) Üçüncü evre koyu boyanan kromozomlara sahip, 4n'li evredir (G2-Evresi) Son evre ise mitoz bölünmeni gerçekleştiği ve kromozom sayısının 2n'e indiği evredir (M-Evresi) Hücredeki tüm yapıların birleşerek, daha sonra iki yavru hücreye verilmesini sağlayan bu döngüye hücre döngüsü denir

Bitki ve hayvanlarda hücre döngüsünün tamamlanması yaklaşık 20 saat kadar sürer Bu sürenin yaklaşık bir saati mitoz bölünmeye ayrılmıştır Geri kalan süre interfazdaki büyüme için kullanılır en uygun beslenme ve sıcaklık koşullarında dahi, herhangi bir hücre çeşidinin bölünme süresi sabittir Uygun olmayan koşularda bu süre uzayabilir Fakat her hücrenin optimumdan daha hızlı büyümesini hem de optimumdan daha hızlı döngüsünü sağlamak olanaksızdır bundan şu sonuca varabiliriz; her hücrenin döngü süresi kusursuz bir zamanlamayla gelişecek şekilde programlanmıştır Bu program iki aşamada yürütülür İlkinde kromozomlardaki kalıtsal materyal iki katına çıkarılır, ikincisinde ise hücrenin diğer organelleri çoğaltılır

Döllenmiş yumurtalarda bölünme, alışılmışın tersine bir saatte ya da daha az bir süre içerisinde tamamlanır Çünkü yumurta hücresine, yumurtanın olgunlaşması sırasında her çeşit molekülden bol miktarda verilmiştir Böylece yumurta hücresi hızla bölünerek gittikçe daha küçük hücreleri yapar Bunlardaki hücre döngüsünde büyüme evresi yoktur, yalnız bölünme için hazırlık yapılır Bu nedenle yaklaşık bir saatte bir bölünebilir

Hücre

Canlıların temel yapı ve işlevsel birimi hücredir Bütün canlılar bir ya da daha fazla hücreden meydana gelmiştir Kalıtım materyali hücrede bulunur Modern Hücre Teorisi'ne göre yeni hücreler varolan hücrelerin çoğalması ile oluşur

Bu teoriyi şöyle açıklayabiliriz: Canlılarda gördüğümüz her türlü yapısal ve işlevsel faaliyeti hücrede görebiliriz Yani bir hücre büyüme, boşaltım, üreme, hareket gibi, canlılığa özel işlevleri tek başına yerine getirebilir

Bütün canlılar hücrelerin biraraya gelmesiyle oluşmuştur Tek bir hücreden meydana gelen amip, terliksi hayvan ve milyarlarca hücreden meydana gelen insan Canlılığın en büyük özelliklerinden birisi hücresel yapıya sahip olmalarıdır

Her türlü özelliğimizin oluşmasını sağlayan kromozomlar hücrede bulunur Kromozomlar, prokaryot (ilkel çekirdekli) canlılarda stoplazma içerisine dağılmış olarak bulunurken, ökaryot (gerçek çekirdekli) canlılarda çift kat zarla çevrili çekirdek organelinin içerisindedir Kromozomlar sayesinde ana-babadaki özellikler, genç hücrelere ve tabii ki yavrularına geçer

Anorganik ve organik evrim süreci dışında hiçbir hücre, durduk yerde ortaya çıkmaz Ancak varolan hücrelerin mitoz veya mayoz bölünme geçirmesiyle oluşur Mitoz bölünme, bir hücreden aynı özellikleri taşıyan iki yavru hücrenin meydana gelmesidir Büyüme ve gelişme sırasında vücut hücrelerimiz bolca mitoz bölünme geçirerek çoğalırlar

Mayoz bölünme ise, bir hücreden dört yavru hücrenin meydana gelmesidir Üreme hücrelerinde görülen bir bölünme şeklidir Canlıların çeşitlenmesine ve farklı özellikler kazanmasına olanak sağlar

Hücrenin Bölümleri

Hücre Zarı

Singer-Nicholson adlı iki bilim adamı tarafından ortaya atılan "Akıcı-Mozaik Zar Modeli" ile açıklanır Bu modele göre hücre zarı, tek katlı lipid tabakasından meydana gelmiş, karbonhidrat ve protein molekülleri lipid tabakasına gömülü durumdadır Lipid tabakası sürekli hareket halindedir

Stoplazma

Hücre zarı ile çekirdek arasını dolduran canlı sıvıdır Büyük bir kısmı sudur Içerisinde organel denilen çeşitli görevleri üstlenmiş ve özelleşmiş yapılar bulunmaktadır

Endoplazmik Retikulum

Çekirdek zarı ile stoplazma ya da hücre zarı arasında uzanan iletimle görevli kanal ve borucuklar sistemidir

Golgi Aygıtı

Hücrenin bazalında bulunan iç içe geçmiş tabak görünümünde zar sistemidir Yağ sentezi ve lizozomların paketlenmesinde görevlidir

Lizozom

Tek katlı zarla çevrili, içerisinde sindirim enzimleri bulunduran organeldir

Mitokondri

Hücrenin enerji santralidir Oksijenli solunumun gerçekleştiği yerdir

Kloroplast

Sadece bitki hücrelerinde bulunan bu organel, fotosentezin yani besin üretiminin gerçekleştiği yerdir

Sentrozom

Bu organel sadece hayvan hücrelerinde bulunur ve bölünme esnasında kromozomların kutuplara taşınması görevini üstlenmiştir

Çekirdek

Hücrenin en önemli organeli ve yöneticisi konumundadır Dış tarafı çift kat zarla çevrili, içerisi ise karyoplazma denilen sıvı madde ile doludur Ayrıca kromozomlar ve çekirdekçik de burada bulunur

CANLILARDA ÇOĞALMA

Üreme: Canlıların neslini devam ettirebilmek için ken*dine benzer bireyler meydana getirmelerine üreme veya çoğalma denir

İki tip üreme vardır Bunlar

1 Eşeysiz üreme

2 Eşeyli üreme

Eşeysiz üreme ile eşeyli üremeyi karşılaştırmalı olarak öğrenelim

Eşeysiz çoğalma (üreme)

• Temelini rnitoz bölünme oluşturur

• Erkeklik ve dişilik yoktur (Cinsiyet yok)

• Tek bir ata canlı bulunur

• Yavru bireyler ata canlıdan mitoz bölünme ile oluşur

• Oluşan canlıların bütün genetik özellikleri ata canlı-ntn aynısıdır

• Canlıların çeşitliliğinde etkisi yoktur

»Otuşan bireylerin ortam şartlarına dayanıklılıkları ay*

nıdır

Eşeyli çoğalma (üreme)

• Temelini mayoz bölünme oluşturur (Mitoz bu tip üremede hücre sayısını arttırır)

• Cinsiyet vardır (Erkek ve dişi olmak üzere iki birey bulunur

• Bu tip üremede mayoz bölünme ile önce gametler oluşur, daha sonra gametler birleşir (döllenme) zigot oluşur Zigot da mitozla gelişerek canlıyı oluşturur

• Eşeyli üremede canlılar arasında gen alışverişi oldu*ğundan oluşan canlılar anne ve babadan farklı özelliklere sahip olur Bu da ortam şartlarına daha dayanıklı bireylerin oluşmasını sağlar

Etrafımızda gördüğümüz makroskobik canlılar ve göremediğimiz mikroskobik canlılar hücrelerden meydana gelmiştir Hücreler ancak mikroskopla görülebilecek kadar küçük, canlı ve çok karmaşık yapılardır İlk defa 1665 yılında Robert Hook, mantar dokusunu incelemiş gözlemlediği yapılarda küçük boşluklar görmüş ve gördüğü bu boşluklara içi boş odacıklar anl gelen HUCRE demiştir Ancak hücre biliminin başlangıcı Matthias Schleiden ve Theodor Scwann tarafından ortaya konan hücre teorisine dayanmaktadır Bu teori, tüm canlıların hücrelerden meydana geldiğini ve canlı yapısına katılan her hücrenin bağımsız olmalarına karşın birlikte çalıştıklarını ifade eder

Bugünkü anlamda hücre teorisi

*Bütün canhlar bir veya bir çok hücreden meydana gelir

*Hücreler canlının en küçük yapısal ve fonksyonel birimidir

*Hücreler kendilerinden önceki hücrelerin bölünmesi İle meydana gelirler

*Canlının kalıtım maddeleri hücrelerde bulunur

HÜCRENİN ŞEKLI VE büyüklüğü

Hücreler çoğunlukla mikroskobik olmakla birlikte, gözle görülebilecek büyüklükte olan hücrelerde vardır En küçük hücreler gametler, bakteriler ve parazit bir hücrelilerdir En büyük hücre ise deve kuşu yumurtasıdır Bilinen en uzun hücre ise 1 m kadar uzunluktaki sinir hücreleridir

Hücrelerin şekilleri farklı farklıdır Yıldız, oval, küp, silindir, dikdörtgen vb şekillerde olabilir Mesela kemik hüc-releri yıldız, salgı hücreleri kübik, ince bağırsağın iç ta-baka hücreleri silindirik, bitki hücreleri kübik veya çok şekilli olabilir

HÜCRENİN ÇEŞİTLERİ

1 Zarla Çevrili Çekirdeği Bulunmayan Hücreler

Mavi-yeşil algler ve bakteriler sitoplazmalarında zarla çevrili bir çekirdek taşımazlar Sitoplazma içinde yaşamsal olaylan gerçekleştiren organeller de yoktur (Ribozom hariç) Canlılığın devamı için gerekli metabolizma olayları yapıları üzerinde olur Memeli canlıların alyuvar hücrelerinde çekirdek yoktur

2 Zarla Çevrili Çekirdeği Bulunan Hücreler

Bu hücrelerde çekirdek çift katlı zarla sitoplazmadan ayrılmıştır Yaşamsal olaylar hücre içinde bulunan organellerde gerçekleşir Gelişmiş çok hücreli canlılarda yapı ve görev bakımın-dan benzer hücreler dokuları, dokular organlan, organ-lar sistemleri sistemler de organizmayı oluştururlar

Hücre '—> Doku —> Organ —> Sistem —> Organizma

Canlılar hücre sayılarina göre;

Tek hücreli canlılar Çok hücreli canlılar

• Tek hücreden oluşurlar • Çok sayıda hücreden oluşurlar

• Bütün hayatsal olaylar tek hücre İçinde gerçekleşir • Hücreler arasında işbirliği vardır • Bakteriler, Amip, Paramecium vb •Bİtki, hayvan, insan, mantar vb