Hücre Bölünmesi
Hücreler belli bir büyüklüğe ulaştığı zaman bölünür. Canlının tek hücreli veya çok hücreli oluşu bölünmenin amacını etkiler. Tek hücreli canlının bölünmesinde amaç üremek, çok hücrelilerin amacı ise büyüyüp gelişmesini sağlamak, ölen hücrelerin yenisini yapmak. Hücreler büyürken bölünme olmazsa bazı sorunlar ortaya çıkar. Bunun nedeni sitoplazma (hacmi) r3 oranında büyürken hücre zarının (yüzeyi) r2 oranında büyümesidir. Bu yüzden;
1- Yüzey/Hacim oranı küçülür.
2- Hücre zarı madde alışverişini gerçekleştirmez.
3- Çekirdeğin etkinliği azalır. *Bu sorunlar hücre bölünmesi ile çözülür.
Hücre Döngüsü
Bir hücrenin bölünmesiyle başlayıp diğer bölünmesine kadar geçen süreye hücre döngüsü denir. Hücre döngüsü ikiye ayrılır:
– İnterfaz – Mitotik Evre
→G1 Evresi –Çekirdek Bölünmesi (Karyokinez) -Sitoplazma Bölünmesi (Sitokinez)
→S Evresi →Profaz
→G2 Evresi →Metafaz
→Anafaz
→Telofaz
a)İnterfaz: Hücrenin büyüyüp geliştiği, bölünmeye hazırlandığı evredir. 3 aşamada gerçekleşir.
1)G1 Evresi: Organel sayısı artar, protein, ATP, enzim, RNA sentezi artar. Metabolik faaliyetler hızlanır. Bölünme emri verilir.
2)S Evresi: DNA’nın kendini eşlediği evredir (Replikasyon).
3)G2 Evresi: Metabolik faaliyetlerin G1’deki gibi devam ettiği görülür.
b)Mitotik Evre: Hücre döngüsünün küçük bir bölümünü kapsar. 2 evrede gerçekleşir.
NOT: Embriyonik hücreler sadece S evresi geçirir. Kas ve sinir hücreleri G1’den sonra G0 evresini geçerek artık bölünemezler. Karaciğer hücreleri ise G1’den sonra G0’a geçer ama tekrar S evresine girebilir.
1-Karyokinez (Çekirdek Bölünmesi)
Çekirdeğin 2’ye bölündüğü evredir. 4 aşamada gerçekleşir.
1-Profaz: Kromatin iplik kısalıp kalınlaşarak kromozomlara dönüşür. İnterfazda kendini eşleyen sentrozomlar zıt kutuplara doğru giderek iğ ipliklerini oluşturur. Çekirdek zarı, çekirdekçik ve endoplazmik retikulum kaybolur.
2-Metafaz: Kromozomlar yan yana gelerek hücrenin ekvator düzleminde dizilir.
Kromozomların haritaları (karyotip) oluşturularak genetik hastalıkların olup olmadığı en iyi bu evrede gözlenir.
3-Anafaz: İğ ipliklerinin kısalmasıyla birlikte kromozomların kardeş kromatitleri birbirinden ayrılarak zıt kutuplara gitmeye başlar.
NOT: Mitoz bölünmede kromozom sayısının sabit kalmasını sağlayan asıl olay Anafaz’da kardeş kromatitlerin birbirinden ayrılmasıdır.
NOT: Boşta kalan iğ iplikleri hücreyi sündürür. Kromozomların hareketini kolaylaştırır.
4-Telofaz: Kromozomlar kutuplara ulaştığında yeniden incelip uzayarak kromatin ipliklere dönüşür. Etraflarında çekirdek zarı oluşur. Çekirdekçik ve endoplazmik retikulum ortaya çıkar. İğ iplikleri kaybolur. Böylece bir hücrenin içinde iki çekirdek oluşmuş olur.
2-Sitokinez (Sitoplazma Bölünmesi)
Sitoplazmanın da ikiye bölünerek kromozom sayısı eşit iki yavru hücrenin oluştuğu evredir. Ancak bitki ve hayvan hücrelerinde farklı şekilde gerçekleşir.
Hücre döngüsünün kontrolü
Hücre döngüsünün kontrolü, siklin ve siklin bağlı kinaz adı verilen proteinler ile kontrol edilir. Bu proteinler interfazda birbirinden ayrı ve inaktifken mitoz sırasında birbirilerine bağlanarak aktifleşirler. Hücre döngüsünde, G1, G2 ve M kontrol noktaları vardır. G1’de hücrenin yeterli büyüklüğe ulaşıp ulaşmadığı, G2’de DNA’nın kendini eşlemesi, M’de mitoz bölünmedeki aşamalar kontrol edilir.
Hayvan hücrelerinde sitoplazma hücrenin ortasında karşılıklı olarak dıştan içe doğru boğumlanmaya başlar. Bu boğumlanmayı, aktin ve miyozin ipliklerinden oluşan bir halkanın daralması sağlar. Boğumlanma iki hücre oluşuncaya kadar devam eder. Sonuçta ana hücre ile kromozom sayısı, DNA miktarı ve genetik yapısı aynı olan iki yeni hücre oluşur.
Bitki hücrelerinde hücre çeperi bulunduğundan boğumlanma gözlenmez. Bitki hücreleri Telofaz sırasında, golgi cisimciğinden kopan keseciklerin ekvatora birikmesiyle oluşan orta lamel sayesinde ikiye ayrılır. Lamel oluşumu, hücrenin ortasından başlar ve hücre zarına değinceye kadar devam eder. Sonuç olarak iki yavru hücre oluşur.
Bitki ve hayvan hücrelerinin bölünme farklılıklarından biri de iğ ipliği oluşturma şeklidir. Hayvan hücrelerinde iğ ipliklerini sentrozom oluşturur. Ancak bitki hücrelerinde sentrozom bulunmadığı için stoplazmik proteinler iğ ipliklerini oluşturur.
Amitoz: Çekirdeğin evreler görülmeden boğumlanarak bölünmesidir. Örneğin amip, öglena, paramezyum.
Endomitoz: bazı hücrelerde çekirdek bölünmesi olur fakat sitoplazma bölünmesi olmaz. Bu durumda çok çekirdekli hücreler oluşur. Örneğin çizgili kas hücreleri, polen hücreleri, paramezyum.