Hücre Bölünmeleri konu anlatımı

Konu anlatımı

Tek bir döllenmiş yumurta hücresinden trilyonlarca hücreli bir insan oluşur; yaralar kapanır, saçlar ve tırnaklar sürekli uzar. Bütün bunlar hücre bölünmesiyle gerçekleşir. Ökaryot hücrelerde iki tür çekirdek bölünmesi vardır: kromozom sayısını koruyan mitoz ve kromozom sayısını yarıya indiren mayoz.

Bu sayfada hücrelerin neden bölündüğünü, bölünmeye hazırlık evresi olan interfazı, mitozun evrelerini ve sitoplazmanın bölünmesini, bölünmenin nasıl denetlendiğini ve kanserle ilişkisini, mayozun evrelerini ve mitoz ile mayozun karşılaştırmasını göreceksin. Bölünmeyi denetleyen moleküllerin adları TYT'de sorulmaz. Mayoz ve döllenmenin üremedeki rolü Eşeyli ve Eşeysiz Üreme konusunda işlenir.

Hücreler neden bölünür?

Hücre bölünmesi tek hücrelilerde üremeyi, çok hücrelilerde büyümeyi, gelişmeyi ve yıpranan ya da ölen hücrelerin yenilenmesini sağlar. Bölünmenin hücresel gerekçeleri de vardır: hücre büyüdükçe hacmi yüzey alanından daha hızlı artar, birim hacme düşen zar yüzeyi azalır ve hücre yeterli madde alışverişi yapamaz. Ayrıca büyüyen bir hücrenin çekirdeği bütün sitoplazmayı yönetmekte zorlanır. Hücre belirli bir büyüklüğe ulaşınca bölünerek bu sorunları çözer.

İnterfaz

Bir hücrenin iki bölünme arasında geçirdiği döneme interfaz denir; hücre yaşamının en uzun bölümü budur. İnterfazda hücre büyür, organel sayısı artar ve bölünme için gereken enerji ve maddeler hazırlanır. Bu evrede DNA kendini eşler; böylece hücredeki DNA miktarı iki katına çıkar. Eşlenen her kromozom, sentromer denen bölgeden birbirine bağlı iki özdeş kardeş kromatitten oluşur. Hayvan hücrelerinde sentrozom da interfazda eşlenir. İnterfazda kalıtım materyali ince kromatin iplikleri hâlindedir.

Mitozun evreleri

Mitoz çekirdeğin bölünmesidir ve dört evrede incelenir:

• Profaz: kromatin iplikleri kısalıp kalınlaşarak kromozomları oluşturur; çekirdek zarı ve çekirdekçik kaybolur; iğ iplikleri oluşmaya başlar. Hayvan hücrelerinde sentrozomlar zıt kutuplara gider.
• Metafaz: kromozomlar hücrenin ortasındaki ekvator düzleminde tek sıra hâlinde dizilir ve iğ iplikleri sentromerlere bağlanır. Kromozomlar en belirgin hâldedir; sayılmaları için en uygun evredir.
• Anafaz: sentromerler ayrılır ve kardeş kromatitler zıt kutuplara çekilir. Ayrılan her kromatit bir kromozom sayıldığı için hücredeki kromozom sayısı geçici olarak iki katına çıkar.
• Telofaz: kutuplara ulaşan kromozomlar incelip yeniden kromatin hâline gelir; çekirdek zarı ve çekirdekçik yeniden oluşur, iğ iplikleri kaybolur. Aynı kalıtım materyaline sahip iki çekirdek oluşur.

Sitokinez

Çekirdek bölünmesinden sonra sitoplazmanın bölünmesine sitokinez denir. Hayvan hücrelerinde hücre zarı ortadan içe doğru boğumlanır ve hücre ikiye ayrılır. Bitki hücrelerinde sağlam hücre duvarı boğumlanmaya izin vermez; Golgi cisimciğinden gelen kesecikler hücrenin ortasında kaynaşarak ara lamel denen bir plak oluşturur, plak kenarlara doğru büyür ve iki yanında yeni hücre duvarları yapılır. Çekirdek bölünüp sitokinez gerçekleşmezse çok çekirdekli hücreler oluşur.

Bölünmenin kontrolü ve kanser

Hücre bölünmesi sıkı biçimde denetlenir. Hücre bölünmeye geçmeden önce yeterli büyüklüğe ulaşıp ulaşmadığı, DNA'nın eksiksiz eşlenip eşlenmediği, ortamda yeterli besin ve bölünmeyi uyaran sinyaller bulunup bulunmadığı denetlenir; bir sorun varsa bölünme durdurulur. Normal hücreler komşularıyla temas edince bölünmeyi durdurur. Denetim bozulursa hücreler kontrolsüz bölünerek tümör denen hücre kitlelerini oluşturur; çevre dokulara yayılabilen ve başka organlara taşınabilen tümörlere kanser denir. Sigara, güneşin morötesi ışınları, radyasyon ve bazı kimyasallar kanser riskini artırır.

Mayoz

Mayoz, eşeyli üreyen canlılarda üreme hücrelerinin oluşumunda görülen ve kromozom sayısını yarıya indiren bölünmedir. Homolog kromozom çiftleri taşıyan 2n kromozomlu hücrelerde görülür ve art arda iki bölünmeden oluşur; DNA yalnızca birinci bölünmeden önceki interfazda eşlenir. Profaz I'de homolog kromozomlar yan yana gelerek eşleşir (sinapsis) ve dört kromatitli tetratları oluşturur; bu sırada homolog kromozomların kromatitleri arasında parça değişimi (krossing over) olabilir. Metafaz I'de tetratlar ekvatorda karşılıklı dizilir, anafaz I'de homolog kromozomlar zıt kutuplara gider ve kromozom sayısı yarıya iner. Mayoz II mitoza benzer: kardeş kromatitler ayrılır ve sonuçta n kromozomlu dört hücre oluşur.

Mitoz ve mayozun karşılaştırılması

Mitozda bir hücreden, kalıtsal olarak birbirinin ve ana hücrenin aynısı olan iki hücre oluşur; kromozom sayısı korunur (2n → 2n). Mitoz vücut hücrelerinde görülür; büyümeyi, onarımı ve eşeysiz üremeyi sağlar. Mayozda bir hücreden kromozom sayısı yarıya inmiş dört hücre oluşur (2n → n); krossing over ve homolog kromozomların bağımsız dağılımı sayesinde bu hücrelerin kalıtsal yapıları birbirinden ve ana hücreden farklıdır. İnsanda 2n = 46 kromozomlu bir vücut hücresi mitozla 46 kromozomlu iki hücre, üreme ana hücresi ise mayozla n = 23 kromozomlu dört hücre oluşturur.

Çözümlü örnekler

Sık yapılan hatalar

• DNA eşlenince kromozom sayısının iki katına çıktığını sanmak; kromatit sayısı ve DNA miktarı iki katına çıkar.
• Mitozun anafazında homolog kromozomların ayrıldığını düşünmek; mitozda kardeş kromatitler ayrılır.
• Bitki hücrelerinin de boğumlanarak bölündüğünü sanmak.
• İnterfazı bir dinlenme evresi sanmak; hücre bu evrede büyür ve DNA'sını eşler.
• Her tümörün kanser olduğunu düşünmek; yayılabilen tümörlere kanser denir.