Hücre Bölünmeleri Hakkında Kapsamlı Bilgi
Hem eşeyli hem eşeysiz üremenin gerçekleşmesini sağlayan temel olay hücre bölünmeleridir. Canlılarda en çok görülen hücre bölünmeleri mitoz ve mayozdur.
Hücreler genellikle oval olup, küreye benzerler. Yani bir hacim bir de alanları vardır. Hacim sitoplazmadan, alan ise hücre zarından ibarettir. Hücre büyüdükçe yarıçap artar. Yarıcap arttıkça; alan yarıçapın karesi (r2), hacim ise yarıçapın küpü (r3) oranında artar. İki artış arasındaki fark çok fazla olduğundan, belli bir değerden sonra hücre zarı, fazla büyüyen sitoplazmanın ihtiyaçlarını karşılayamaz hale gelir. İşte o zaman, hücreler bölünme mesajını alarak bölünür, böylece hacim küçültülmüş olur.
Bölünme emri, çekirdek ve sitoplazma arasındaki etkileşim sonucuna göre, çekirdekten verilmektedir.
Eşeyli ve eşeysiz üreyen bütün çok hücreli canlarda büyüme ve gelişmeyi sağlayan temel olay mitoz bölünmedir. Tek hücrelilerde ise hücre bölünmesi her defasında üremeyi sağlamış olur.
Mitoz bölünme ile bir hücreden iki yeni hücre oluşur ve oluşan hücrelerin kalıtsal yapısı birbirleri ile ve ana hücreyle aynıdır. Olayda kromozom sayısı ve yapısı değişmediği için her türlü kromozom sayısına sahip hücreler mitoz geçirebilir. Özellikle bitki ve hayvanların diploid (2n) somatik hücrelerinin bölünerek çoğalma biçimidir.
Mitoz ile canlılarda şu olaylar gerçekleştirilmiş olur.
Eşeysiz üreme
Büyüme (canlının boy ve ağırlık olarak artması)
Gelişme (organların hücre sayısını artırarak olgunlaşması)
Rejenerasyon (eksik kısımların onarılması)
Bazı istisna türlerde gametlerin oluşumu
Çiçeksiz bitkilerde, arılarda ve çiçekli bitkilerde haploid (n) hücreleri, çiçekli bitkilerin endospermlerindeki triploid (3n) hücreler ve diploid (2n) canlıların bütün vücut hücrelerinin hepsi mitozu gerçekleştirir.
Hatta bir anormallik sonucu oluşmuş eksik ve fazla kromozomlu hücreler dahi mitozla bölünürler. Mitozla kromozom sayısı ve yapısı korunmuş olur.
Bölünme yapmayan hücrelerde DNA molekülleri çekirdekte kromotin iplikler halinde kümelenmiş olarak bulunur. Bu uzun kromatin iplikler hücre bölüneceği zaman eşlenerek kardeş kromatitleri oluştururlar.
Hücre bölünmesinin başlangıcında bir arada tutunan kardeş kromatidler kısalıp kalınlaşarak kromozom haline gelirler. Bu dönüşüm esnasında kromatitlerin etrafında bir protein kılıf oluşur. İçinde ise matriks denilen sıvı bulunur.
Kromatidler birbirlerine sentromer bölgesinden tutunmuşlardır. Sentromerin yerine göre değişik kromozom çeşitleri vardır.
Kromozomların sayısı her canlı türü için belli olup, azlığı veya çokluğu kalıtsal olarak bir anlam ifade etmez. Değişik türlerin aynı sayıda kromozom taşımaları onların, benzer ve akraba olduklarını göstermez. İnsan, siyah moli balığı ve kurtbağrı ağacı 46’şar kromozom taşır. Ancak birisi insan, birisi hayvan, birisi de bitkidir. Canlıların benzerliği konusunda en önemli olan DNA şifrelerinin benzer olmasıdır. Kromozomların yapısında DNA ve protein bulunur.
Diploit canlıların hücrelerinde kromozomlar çift çift bulunur. Biri anadan diğeri babadan gelen, aynı şekil ve büyüklükte olan bu kromozomlara homolog kromozomlar denir. Homolog kromozomlar aynı karakterler üzerine etki eden genleri taşırlar. Ancak genlerin etki biçimleri farklı olabilir.
Belli bir yüzey-hacim oranına ulaşan hücreler bölünme hazırlıklarını, tamamlayarak dört safhada mitoz bölünmeyi gerçekleştirirler. Bu safhaların baş harfleri İ.P.M.A.T dır. Mitoz meydana gelirken önce çekirdek eşlenir. Buna karyokinez denir. Sonra sitoplazma bölünmesi yapılır. Buna da sitokinez denir.
a-İNTERFAZ: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 ve bölünme başlar. Bölünme hazırlıklarının en önemlisi kromatin ipliklerinin (DNA) kendini eşlemesidir (Replikasyon). Hayvansal hücrelerde sentrozom da kendini eşler. Hücreyi ağ gibi kuşatmış bulunan endoplazmik retikulum yıkılarak bölünme kolaylaştırılır. Ve son olarak bölünme başlarken hücrenin diğer hayatsal faaliyetleri minimum seviyeye indirilir.
b-PROFAZ:En uzun safhadır. Eşlenmiş kromatin iplikler sentromer bölgelerinden birbirlerine tutunmuşlardır. Bu eşlere kardeş kromatitler denir. Profazda kromatin iplikler kısalıp kalınlaşarak belirgin hale gelir. Bu belirgin yapılara artık kromozom denir. Profaz sonunda çekirdek zarı ve çekirdekçik eriyerek kaybolmuştur. Sentrozom çiftleri zıt kutuplara çekilerek iğ ipliklerini oluşturmaya başlamışlardır.
c-METEFAZ:Eşlenmiş kromozom çiftleri hücrenin ekvator çizgisinden 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 kromatidler birbirlerinden ayrılarak zıt kutuplara doğru çekilirler. Bu çekme işini iğ iplikleri gerçekleştirir. Mitozda kromozom sayısı ve kromozom yapısı aynı olan hücrelerin oluşmasını sağlayan esas olay, bu safhadaki kardeş kromatitlerin ayrılmasıdır.
e-TELOFAZ:Birbirinden ayrılan kromozom takımlarının kutup bölgelerinde kümelenmesinden sonra, çekirdek zarları ve çekirdekçiler yeniden oluşarak belirgin hale gelir. Kromozomlar spirallerini çözerek tekrar kromatin iplik haline indirgenirler. İğ iplikleri kaybolur. Telofaz sonunda karyokinez bitmiş ve iki çekirdekli bir hücre oluşmuştur. Sitoplazmanın da bölünmesiyle iki yeni hücre oluşur.
f-SİTOKİNEZ (sitoplazma bölünmesi):Sitoplazmanın bölünmesi bitki ve hayvan hücrelerinde farklılık gösterir. Hayvan hücreleri, iki taraftan ve dıştan içeri doğru boğumlanarak bölünür. Bitki hücrelerinde ise selülöz çeper boğumlanmaya imkan vermediği için, iki çekirdek arasında bir hücre plağı oluşturulur. Bu ortadan kenara doğru uzayarak iki hücre oluşmuş olur. Ayrıca bitki hücrelerinde sentrozom bulunmadığından iğ iplikleri sitoplazmadaki proteinlerden oluşturulur. Mitoz bölünme sonucunda oluşan iki hücre kalıtsal madde bakımından tamamen aynıdırlar. Belki sitoplazmanın miktarından kaynaklanan hücre büyüklükleri kısmen farklı olabilir. Veya organellerin dağıtımı eşit olmayabilir. Bir canlının değişik doku ve organlarında mitoz oranları farklıdır. Genç bireylerde hücreler 20 dakikada bir bölünebilirler. Bitkilerin gövde dal ve kök uçlarındaki meristem dokusu çok hızlı mitoz geçirirken, birçok dokusu hiç bölünmez. Mitoz hızı canlının yaşlanmasıyla da değişir. Embriyo ve gençlik döneminde mitoz en hızlıdır. Gelişme tamamlandıktan sonra belli süre sabit hızla devam eder. Yaşlanma başlayınca mitoz hızı da düşer. Yaşlıların yaraları bu yüzden geç iyileşir.
Amitoz bölünme:Bira mayasında, kıkırdak hücrelerinde ve bazı tek hücrelilerde görülür. Çekirdek zarı erimeden ikiye bölünür. Bunu sitoplazma bölünmesi takip eder.
Mayoz bölünme eşeyli üreyen canlılarda gametlerin oluşumunu sağlayan özel bir bölünme şeklidir. Eşeyli üremeyen canlılarda görülmez. Mayoz geçirecek hücreler mutlaka diploit (2n) olmalıdır. Mayozun esas görevi haploid hücreler olan gametlerin oluşumunu sağlamaktır. İstisna olarak su yosunları, diğer çiçeksiz bitkiler, plazmodyum ve bazı omurgasız hayvanlarda mayozla oluşan hücreler gamet olmayıp, sporlar ya da diğer haploid hücrelerdir. Çünkü bunlar döllenmezler, tek başlarına gelişerek gametleri oluşturacak ara bireyleri meydana getirirler. Mayoz geçirecek hücreler üreme organlarındaki diploit eşey ana hücreleridir. Bunlara gametogonyum denir.
Mayoz bir hücrenin arka arkaya iki defa bölünmesiyle olur ve sonuçta dört yeni hücre oluşturulur. Bu bölünmelerden birincisi esas mayoz olup, ikincisi mitoz gibi gerçekleşir.
1.MAYOZ
Oluşacak hücrelerin gen dizilişi ve kromozom sayısı bakımından değişikliğe uğraması bu bölünmede olur. Bölünme başlamadan önceki interfaz olayları mitozdaki gibi gerçekleşir.
PROFAZ-1:En önemli ve en uzun safhadır. Mitozdaki olaylar aynen olur. Onlara ilave olarak bu safhada eşlenmiş homolog kromozom çiftleri yan yana gelerek “tetrat” denilen 4 kromatitli yapıları oluştururlar. Bunlar her mayozda olur. Kromatitlerin birbirlerine sarılmasıyla sinapsisler oluşur. Bir türün mayozdaki tetrat sayısı normal (diploid) kromozom sayısının yarısı kadardır. Kısa bir süre sonra sinapslar çözülür ve homolog kromozom çiftleri ayrılarak bölünmeye devam edilir. Çoğu zaman tetrat esnasında sinaps yapan kromatitler arasında parça gen değişimi olur, buna crossing-over denir. Bu alış veriş kardeş olmayan kromatitler arasındadır. Her mayozda sinapslar oluşur, ama crossing-over olmayabilir. Krossing over mayoz bölünmenin en önemli olaylarından biridir. Çünkü bu olayda genlerin kromozomlar üzerindeki diziliş sıraları değiştirilmektedir. Bunun sonucunda ise oluşan gametlerin çeşidi artmaktadır.
METAFAZ-1:Bu safhada mitozdaki metafazdan biraz farklıdır. Mitozda eşlenmiş kromozomlar bir sıra halinde, ekvator bölgesinde dizilirlerdi. Burada ise iki sıra halinde dizilirler. Homolog kromozomlar sıralanırken karşı karşıya gelirler
ANAFAZ-1:Kromatit ayrılması olmaz. Mitozun anafazında kardeş kromatitler ayrılırdı. Burada ise homolog kromozomlar (eşlenmiş haliyle) biri bir hücreye diğeri öbür hücreye gidecek şekilde ayrılır. Yani homolog kromozom ayrılması. Mayoz bölünme sonucunda kalıtsal yapısı farklı hücrelerin oluşmasını sağlayan esas olay budur. Bir mayozda krossing-over olmasa da kalıtsal çeşitlilik sağlanır.
TELOFAZ-1:Mitozdakinden farklı değildir. Çekirdek zarları oluşarak sitoplazma bölünür. Bazı canlılarda çekirdek zarları oluşmadan ikinci bölünmeye geçilir. Burada oluşan iki hücre haploid (n) dir. Çünkü başlangıçtaki hücrenin homolog kromozomlarından birer tanesini bulundurur. Ancak bu kromozomlar eşlenmiş olduğu için iki kromatitli haldedir. DNA miktarı olarak 2N denilebilir. Kısa süren telofaz 1 den sonra ikinci bölünme başlar.
2. MAYOZ
Normal bir mitoz gibi gerçekleşir. 1. Mayozdan daha kısadır. İki bölünme arasında interfaz olmadığı için DNA’lar bir daha eşlenmez. Sadece sentrozom eşlenmesi olur. Başlangıçta 2N kromozomlu (diploid) olan hücreden bu bölünmenin sonunda N kromozomlu (monoploid) 4 hücre oluşur. Bu hücreler ana hücreden kromozom sayısı yönüyle farklı oldukları gibi kromozom yapısı yönüyle de hem ana hücreden hem de birbirlerinden farklıdırlar. Mayozla yumurta oluşurken hücrelerin sitoplazma miktarı da farklı olabilir.
Eşeyli üremeyle çeşitlilik oluşturulmasını şu faktörlerle açıklayabiliriz.
Mayoz 1 de homolog kromozomların ayrılması
Mayoz 1 de krossing-over’in olması
Döllenmeyle iki yeni hücrenin birleştirilmesi
Mayoz sonucu haploid hücrelerin oluşturulması
Gametler farklı bireyler tarafından meydana getirilir ya da yabancı döllenme gerçekleştirilirse kalıtsal çeşitlilik daha da artmış olur.
Mayozun hem birinci, hem de ikinci bölünmelerinde gerçekleşen ortak olaylar vardır. Hücre sayısının artması, sitokinezin gerçekleşmesi ve sentrozomun eşlenmesidir. DNA eşlenmesi, tetrat ve sinapsların oluşturulması, krossing-over ve homolog kromozomların ayrılması sadece 1. Mayozda; kardeş kromatidlerin ayrılması sadece 2. Mayozda gerçekleşir.
Krossing-over: Mayoz bölünmenin 1. Profaz safhasında gerçekleşir. Tetrat esnasında sinapsis yapan kardeş olmayan kromatitler arasındaki gen alış-verişidir. Her mayozda olmayabilir.
Kromozomlar üzerinde dizili bulunan genler birbirine ne kadar uzak ise bu genlerin krossing over ile değiştirilme ihtimali o kadar çoktur.
Krossing-over ile genlerin yapısı değişmez. Sadece kromozomlar üzerindeki diziliş sırası değişir. Bir kromozom çiftinin bir yerindeki gen değişimi olabileceği birçok yerinde de olabilir. Bu olaylar sonucunda oluşacak gamet çeşidi artar. Böylece mayoz ve döllenmeyle oluşturulan kalıtsal çeşitlilik, krossing overle biraz daha artırılmış olur.
Krossing-over bir mutasyon sayılabilir. Ancak zararsız, hatta faydalı mutasyon grubundadır. Buna benzer bir olay bakteriler ve tek hücreliler arasında DNA parçalarının değişimi olarak bilinen konjugasyon’dur.
MİTOZ BÖLÜNME
Her çeşit hücre (2n, n ve 3n) mitoz geçirebilir.
Bir hücre bir defa bölünerek iki yeni hücre oluşur.
Oluşan hücrelerin kromozom sayısı ve yapısı ana hücreyle ve birbiriyle aynıdır.
Bölünmenin temel olayı kardeş kromatiterin ayrılarak farklı hücrelere geçmesidir.
Eşeysiz üreme, büyüme, gelişme ve rejenerasyon sağlanır.
Canlılarda karakterlerin sabitliğini sağlar.
Tetrat, krossing-over ve sinaps görülmez
Oluşan hücreler tekrar mitoz geçirebilirler.
Hayat boyu devam eden bir olaydır.
MAYOZ BÖLÜNME
Sadece diploid (2n) hücreler mayoz geçirebilir.
Bir hücre iki defa bölünerek dört yeni hücre oluşur.
Oluşan hücrelerin kromozom sayısı yarıya iner (n) ve kromozom yapıları değişebilir.
Bölünmenin temel olayı homolog kromozomların ayrılarak farklı hücrelere geçmesidir.
Eşeyli üremenin gerçekleşmesini sağlar.
Canlılarda kalıtsal çeşitliliği sağlar.
Tetrat-krossing-over ve sinaps görülür.
Oluşan hücreler tekrar mayoz geçiremezler.
Hayat boyu devam etmeyen bir olaydır.
BENZER YÖNLER
Hücre sayısı artırılır.
Üreme gerçekleştirilir.
DNA’lar kendilerini eşler.
Sentrozom eşlenmesi, çekirdekçik zarı ve çekirdekçiğin erimesi, sitoplazmanın bölünmesi gibi temel bölünme olayları gerçekleşir.
Kardeş kromatitler ayrılır.
Türün kromozom sayısı korunur (mayozda döllenmenin yardımıyla)
BİTKİ VE HAYVANLARDA BÖLÜNMENİN FARKI
Sentrozomun eşlenmesi sadece hayvan hücrelerinde olur.
Sitoplazma bölünmesi hayvan hücrelerinde boğumlanarak bitki hücrelerinde ise hücre plağı oluşturularak sağlanır.
Bitki hücrelerinde iğ iplikleri sitoplazmik proteinlerden, hayvan hücrelerinde ise sentrozom sayesinde oluşturulur.
MİTOZ VE MAYOZLA İLGİLİ İSTİSNA OLAYLAR
Su yosunlarının çoğunda döllenmeyi mayoz izler. Yani zigot mayoz geçirir.
Çiçeksiz bitkilerin çoğunda mayoz gametleri değil, sporları oluşturur.
Erkek arılarda ve çiçeksiz bitkilerin haploit gametofitlerinde gametler mitozla oluşur.
ENDOMİTOZ
Bazı hücrelerde çekirdek bölünmesindensonra sitoplazmabölünmesi gerçekleşmez. Çok çekirdekli hücrelerin oluşturduğu bu bölünmeye endomitoz bölünme denir. Çoğu hayvanların çizgili kas hücrelerinin çok çekirdekli olmasının nedeni kas hücrelerinin zarlarını erimesidir; yani endomitozdan dolayı çok hücreli değildirler. Ancak paramesyumda çift çekirdekli olması, polenlerinyine aynı şekilde vejetatif çekirdek ve generatif çekirdek olmak üzere iki çekirdeğe sahip olmaları sebebi endomitozdur.
BİYOLOJİ ÖDEV YARDIM
-
Mercanlar ve Mercan resifleri hakkında bilgi
-
Kulak Nedir? Kulağın Yapısı ve Görevleri Nelerdir?
-
Göz nedir ? Gözün görevleri nelerdir ? Canlılarda göz ve görme organı
-
Boğaz nedir ? Boğazın kısımları nelerdir ?
-
Omurga, columna vertebralis nedir ? Görevleri nelerdir ?
-
Doğal gübreler nelerdir
-
Kimyasal (yapay) gübreler nelerdir
-
Kortizol Nedir
-
Semantik Nedir ?
-
Karasal Ve Sucul Biyomların Özellikleri Nelerdir ?
-
Kaç çeşit biyom vardır
-
Bitki Ve Hayvanların Yeryüzündeki Dağılımını Etkileyen Faktörler Nelerdir?
-
Bitkisel dokular hakkında bilgi
-
Ekosistemde besin zinciri ve besin ağının önemi nedir ?
-
Genetik Algoritmalar