Hücre Bölünmeleri

Bu konuda ne öğreneceksin

Bir yara kapanırken, boyun uzarken, saçın büyürken, bir bitki fidesi gelişirken hücreler sürekli bölünür. Başka bir bölünme türü ise yalnızca üreme hücrelerinin oluşumunda görülür ve yavrulara farklı gen kombinasyonları aktarır. Bu konuda hücre döngüsünü, mitozu, mayozu ve ikisi arasındaki farkları, kromozom ve DNA miktarının evrelere göre nasıl değiştiğini öğreneceksin.

1. Temel kavramlar

• Kromatin: İnterfazda ince iplik halindeki DNA ve protein yumağı.
• Kromozom: Bölünme sırasında kromatinin yoğunlaşmış hali.
• Kromatit: DNA eşlendikten sonra bir kromozomun iki özdeş kolundan her biri. İki kardeş kromatit sentromerde bağlıdır.
• Homolog kromozomlar: Biri anneden, biri babadan gelen, aynı genleri aynı sırayla taşıyan kromozom çifti.
• $2n$ (diploit): Homolog çiftleri bulunduran vücut hücresi. $n$ (haploit): Her kromozomdan yalnızca birini içeren gamet.

İnsanın vücut hücresinde $2n = 46$ kromozom vardır (44 otozom, 2 eşey kromozomu). Gametlerde $n = 23$ olur.

Önemli kural: Bir kromozom iki kromatitli olsa da bir kromozom sayılır. Kromatitler birbirinden ayrıldığında her biri yeni bir kromozom olur.

2. Hücre döngüsü

İnterfaz (bölünmeler arası uzun dönem) ve M evresinden (mitoz ve sitokinez) oluşur.

• G1: Hücre büyür, organel ve protein üretir.
• S: DNA eşlenir. DNA miktarı 2 katına çıkar, kromozom sayısı değişmez ama her kromozom 2 kromatitli olur.
• G2: Hücre bölünmeye hazırlanır, iğ ipliği proteinleri yapılır.
• M: Mitoz ve sitokinez.

Sinir ve kalp kası gibi bazı hücreler bölünmez (G0). Kanser, hücre döngüsünün kontrol mekanizmaları bozulduğu için hücrelerin kontrolsüz mitozla çoğalmasıdır.

3. Mitoz

Vücut (somatik) hücrelerinde olur, tek bölünmedir. Bir $2n$ hücreden genetik olarak özdeş 2 tane $2n$ hücre oluşur.

1. Profaz: Kromatin yoğunlaşıp kromozomlar belirgin olur. Çekirdek zarı ve çekirdekçik kaybolur, iğ iplikleri oluşur (hayvanda sentrozomdan).
2. Metafaz: Kromozomlar ekvator düzleminde tek sıra dizilir. Kromozomları saymak için en uygun evredir.
3. Anafaz: Kardeş kromatitler ayrılır ve zıt kutuplara çekilir. Kromozom sayısı geçici olarak iki katına çıkar.
4. Telofaz: Kutuplarda yeni çekirdek zarları oluşur, kromozomlar tekrar kromatine dönüşür.
5. Sitokinez: Hayvan hücresinde zar içe doğru boğumlanır, bitki hücresinde ortada hücre plağı oluşur ve yeni hücre duvarı yapılır.

Örnek. $2n = 8$ olan bir hücrede anafazda kromozom sayısı $2 \cdot 8 = 16$’dır. Telofaz sonunda her yavru hücrede 8 kromozom olur.

Mitozun işlevi: Büyüme, onarım ve yenilenme, tek hücrelilerde ve bazı bitki ve hayvanlarda eşeysiz üreme.

4. Mayoz

Üreme ana hücrelerinde olur ve iki ardışık bölünmeden oluşur. DNA yalnızca bir kez eşlenir. Bir $2n$ hücreden 4 tane $n$ hücre oluşur.

Mayoz I (indirgeme bölünmesi): Homolog kromozomlar ayrılır.

• Profaz I: Homologlar yan yana gelip tetrat oluşturur. Homologlar arasında krossing-over (parça değişimi) olur.
• Metafaz I: Homolog çiftler ekvatorda çiftler halinde dizilir.
• Anafaz I: Homologlar ayrılır (kromatitler ayrılmaz).
• Sonuç: 2 hücre, her biri $n$ kromozomlu ama kromozomlar hâlâ 2 kromatitlidir.

Mayoz II (eşitlik bölünmesi): Mitoza benzer. Araya DNA eşlenmesi girmez.

• Anafaz II: Kardeş kromatitler ayrılır.
• Sonuç: 4 hücre, her biri $n$ kromozomlu ve kromozomlar tek kromatitli.

Mayozda genetik çeşitlilik iki yolla artar: Krossing-over ve homolog çiftlerin ekvatorda bağımsız dağılımı. Döllenmede iki gametin rastgele birleşmesi çeşitliliği daha da artırır.

Gamet oluşumu: Erkekte bir ana hücreden 4 sperm, dişide bir ana hücreden 1 yumurta ve 3 kutup hücresi oluşur. Kutup hücreleri sonradan yok olur.

5. DNA, kromozom ve kromatit sayısı

$2n = 4$ bir canlıyı düşünelim:

Hücredeki DNA miktarı yalnızca S evresinde artar (2 katına). Anafazda kromozom sayısı değişse de hücrenin DNA miktarı değişmez. DNA miktarı sitokinezle hücre bölününce yarıya iner.

6. Mayozdaki hatalar

Homologların ya da kromatitlerin ayrılmaması (ayrılmama) gametlerde kromozom eksik ya da fazla olmasına yol açar. Kromozom 21’in üç kopya olması (Down sendromu, $2n + 1 = 47$) bunun bilinen örneğidir.

• DNA eşlenmesi gerçekleşiyorS evresi, DNA miktarı 2 katına çıkar.
• Kardeş kromatitler ayrılıyorAnafaz, kromozom sayısı geçici iki katına çıkar.
• Homolog kromozomlar ayrılıyorMayoz I, kromozom sayısı yarıya iner.
• Krossing-over gerçekleşiyorMayoz profaz I, genetik çeşitlilik artar.

7. Konuyu toparla

Mini test

Kendini dene

Yanlış yaptığın soruları yanlış soru defterine ekleyebilirsin. Birkaç gün sonra tekrar karşına çıkar.