Hayatın Yapı Taşları: Hücre Döngüsü
Üreme bir yarış olarak tanımlanabilir; binlerce spermin yumurtaya ilk varan sperm olmak için kapıştığı bir yarış. Döllenme gerçekleştikten sonra da, hücre daha sonra büyüyüp bir canlıya dönüşecek formunu oluşturur. Hücrelerin geri kalanının nasıl oluştuğunu ise, hücre döngüsü denen olayda görebiliriz.
Genetik ve hayatın yapı taşları üzerine olan bu yazımızda, hücre çoğalması mekanizmasını açıklamaya çalışacağız. Hücrelerin görevlerinden biri, çoğalmak ve hücre dizisini devam ettirmektir. Bunun yanında bu yazımızda, hücre döngüsü hakkında da konuşacağız. Çünkü bahsedeceğimiz tüm bu süreçlerin sonunda, bir hücre tekrar ilk başladığı noktaya döner.
Genetik materyallerin hücre çekirdeğinde toplandığını biliyoruz. Hücre biyolojisi konusunda araştırma yapan uzmanlar, bu genetik bilgilerin ne zaman ve nasıl aktarıldığı üzerine çalışırlar. Hücre biyolojisi, yalnızca hücre üretimi sırasında gerçekleşen süreçleri analiz etmekle kalmaz; aynı zamanda, bu süreçteki değişim ve mutasyonları da inceler.
Peki hücre döngüsü tam olarak nedir?
Çocuklar İçin Genetik: Hücre Döngüsü Kavramının Tanımı
Hücre döngüsü, düzenli bir şekilde ilerleyen süreçlerin sonucunda hücrenin yenilendiği bir aşamadır. Diğer bir deyişle hücre döngüsü, hücrenin yeniden üretilmesi sonucu orijinal hücreyle aynı olan iki kopyanın elde edildiği bir süreçtir.
Hücre döngüsü süreci iki aşamada ilerler: İnterfaz (henüz bölünmenin olmadığı aşama) ve mitoz bölünme (bölünme aşaması). Süreç, üreme sonucu yeni bir hücre meydana geldiğinde başlar. Ardında iki yeni kardeş hücre meydana geldiğinde süreç sonuçlanmış olur.
İnterfaz Nedir?
Bu süreçte hücre kendini kopyalamaya hazırlanır. Bunun için de, genetik materyalini kopyalaması gerekir. Bundan dolayı, her bir kardeş hücreye gerekli tüm materyalleri aktarabilmek için, hücrenin kendi sahip olması gerekenin iki katı kromozoma sahip olması gerekir.
Bu süreç 3 aşamada gerçekleşir: G0 / G1, S ve G2
- G0 / G1 ilk aşamadır. Hücre RNA ve protein sentezlemeye başlar ve organellerini, özellikle de sentrozomu kopyalar. Bu aşamada ağırlık ve hacim olarak hücre iki katına çıkar. Bu aşamanın sonunda, “kısıtlama noktası R” denen, geri dönüşü olmayan noktaya geçilir ve bu noktadan sonra interfazın durması mümkün değildir.
- S fazı, mitoz bölünme hazırlığıdır. Bu aşamada, hücre DNA’sını ve histon denen kromozomik proteinlerini kopyalar. Fakat bu aşamada hücre bölünmesi hala başlamamıştır.
- G2 fazında, artık hücre bölünmesi aşamasına geçilmesi için her şey hazırdır. Bu aşamada, hücre döngüsü kontrol mekanizması, DNA’nın düzgün bir şekilde kopyalandığını teyit eder. RNA ve protein sentezi devam eder, çekirdek zarı hareketlenmeye başlar ve bu esnada oluşan yapıya “iğ iplikleri” adı verilir.
Artık hücre, ikinci aşamaya geçmeye hazırdır: Mitoz bölünme.
Hücre Döngüsü: Mitoz Bölünme
Daha önce de söylediğimiz gibi, hücre bölünmesi bu aşamada gerçekleşir. Aynı atadan iki komşu hücre meydana gelirse, mitoz bölünme gerçekleşmiş demektir. Mayoz bölünmede de 4 gamet meydana gelir.
Mayoz ya da mitoz olacağı, hücre döngüsünün sonunda belli olur. Temelinde, mitoz fazı iki aşamadan oluşur: mitoz ve sitokinez.
Mitoz
Bu aşamada meydana gelen önemli olaylar şu şekildedir:
- Çekirdek bölünmesinin ardından, iki kardeş hücre arasında kromozomlar paylaştırılır.
- Bu aşamada birbirini takip eden 4 süreç gözlemlenir: profaz, metafaz, anafaz ve telofaz.
- Kromozomların eşit olarak paylaştırıldığı bu aşamada kalıtsal materyaller korunur.
- Bu aşamanın sonunda, meydana gelen iki hücre birbirlerinin ve ata hücrenin birebir aynısıdır.
Sitokinez
Sitokinez aşaması kardeş hücreler arasındaki stoplazmanın fiziksel olarak bölünmesiyle sona erer. Bu aşama, anafaz ile aynı anda gerçekleşir, çekirdek ve stoplazma bölünmesi aynı anda gerçekleşir.
Hayvan hücrelerinde bu aşama ata hücrenin eşit şekilde boğumlanmasıyla gerçekleşir. Bitki hücrelerinde ise, fragmoplast denen ayrılma bölümleri bulunur ve bu bölüm orijinal hücreyi iki birime ayırır.
Hücrede Mayoz Bölünme Gerçekleşirse Ne Olur?
Mayoz bölünme yalnızca organizma gametler üretmek istediğinde meydana gelir. Bu gametler, vücuttaki normal hücrelerin yarısı kadar kromozoma sahiptirler çünkü bunlar hücrenin çoğalma aşamasında yer almışlardır.
Görüldüğü üzere, mayoz bölünme mitoz bölünmeden daha karmaşık bir süreçtir. Fakat bunu basit bir şekilde 4 kardeş hücre elde etmek için ardı ardına mitoz bölünmelerin gerçekleştiği bir süreç olarak tanımlayabiliriz. Bu oluşan hücreler ata hücreden farklıdır çünkü her birinin kromozom sayısı diğerinin yarısı kadardır.
Bu süreçte ilk mayoz bölünme çok önemlidir. Bu aşamada homolog kromozomlar orijinal hücreden biraz farklı olacak şekilde birbirleri ile çaprazlanırlar. Bu sayede, rastgele gen varyasyonları oluşturularak, teorik olarak evrimleşmemize imkan tanınır.
“Bu her biri ayrı ayrı uyum sağlayabilen çeşitlilikler ve farklılıklar ve zararlı olan şeylerin yok olmasına; doğal seleksiyon ya da en iyi uyum sağlayanın hayatta kalması adını veriyorum.”
-C. Darwin-
Umarız bu hücre döngüsü ile ilgili yazı ilginizi çekmiştir ve çocuğunuza hücre bölünmesini anlatırken size mümkün olduğunca yardımcı olur.