8.Sınıf 1.Ünite konusu olan ve aynı zamanda TEOG sınavında da hem TEOG 1 hem de TEOG 2 de çıkacak olan Mitoz Bölünme konusu özeti / ders notu.
Tek bir hücreden trilyonlarca hücresi olan bir organizmaya nasıl dönüşüyoruz? Hücrelerimiz neden ve nasıl çoğalıyor? Hayvan ve bitki hücrelerinin çoğalmaları arasında ne gibi farklılıklar var? Hücrelerin çoğalma çeşitleri nelerdir?
Bitki ve hayvan hücrelerinin çoğalmaları sırasında gerçekleşen olaylar aynı mıdır? Hücre bölünmesinin hücrelerin çoğalmasıyla nasıl bir ilişkisi var? Bölünme sonucunda oluşan yavru hücrelerin kendilerini oluşturan hücreden ne gibi farklılıkları var? Yavru hücrelere genetik bilgi nasıl aktarılıyor? Hücre bölünmesinin canlılar için önemi nedir?
Hücre Bölünmesi
İnsanlar gibi eşeyli üreyen canlıların hepsi dişi ve erkeğin üreme hücrelerinin birleşmesi sonucunda dünyaya gelir. Canlının ilk hücresi bu şekilde meydana gelir. Bu özel hücre zamanla çoğalıp farklılaşarak canlının doku, organ ve sistemlerini meydana getirir.
Canlı organizmalar gelişip büyürken hücre sayıları da zamanla artar. Hücre sayısı yetişkin bir kişide yaklaşık 100 trilyona ulaşır. Olgunlaşmış hücrelerin bölünerek yavru hücreler oluşması olayına hücre bölünmesi denir.
Hücre bölünmesinin üç sebebi vardır.
1. Hücreler belirli bir büyüklüğü aştığında hücre içi madde iletimi sorunları ortaya çıkar. Büyüyen bir hücrenin oksijen ve besin alması, atık maddeleri hücre dışına atması zorlaşır. Bu nedenle hücre iletim sorunları çözmek için bölünür.
2. Hücre büyüdükçe çekirdeğin etki alanı zayıflar ve yaşamsal olayları kontrol etmesi zorlaşır. Bu durumu küçük bir kütüphanesi olan şehrin ani bir şekilde büyümesi ve kütüphanenin ihtiyacı karşılayamamasına benzetebiliriz.
3. Büyüme hormonları hücrenin gelişmesini ve bölünmesini ayarlar. Yeteri kadar büyüyen bir hücrede yeterli hormon salgılanırsa hücre bölünmesi başlar.
Hücre bölünmesi sonucunda aşağıdaki durumlar meydana gelir:
• Tek hücreli canlıların çoğalmasını,
• Çok hücreli canlıların büyümesini, yaralarının onarılmasını,
• Eşeyli üreyen canlılarda sperm ve yumurta hücrelerinin meydana gelmesini sağlar.
İki çeşit hücre bölünmesi vardır. Vücut hücrelerinde mitoz, üreme organlarında üreme hücrelerini oluşturmak için mayoz olmak üzere iki çeşit hücre bölünmesi vardır.
Mitoz Nedir?
Ana hücrenin bölünmesi sonucu birbirinin aynısı olan iki yeni hücrenin oluşmasını sağlayan olaya mitoz denir. Mitoz, çekirdek bölünmesi ile başlayan ve birbirini takip eden evreler olarak tarif edilebilir.
Vücut hücrelerinin bölüme sürecinde üç farklı dönem görülür. Bunlar; bölünme öncesi dönem (interfaz), çekirdek bölünmesi ve sitoplazma bölünmesidir (sitokinez).
Bölünme Öncesi Dönem (interfaz)
Hücrenin bölünmeye hazırlandığı dönemdir. Hücrenin büyüyüp gelişerek bölünmek için yeterli olgunluğa erişmesini sağlar. Bu dönemde hücrenin kütle ve hacmi artar.
Çekirdekte bulunan kalıtım maddeleri (DNA molekülleri) eşlenerek iki katına çıkar. Böylece hücre bölünmeye hazır hale gelir.
Çekirdek Bölünmesi
Çekirdek bölünmesi öncesinde kendini eşleyen DNA molekülleri kısalıp kalınlaşarak kromozomlara dönüşür ve meydana gelecek yavru hücrelere genetik bilgiyi aktarmak için ikiye ayrılır.
Kromozomların ikiye ayrılmasında sırayla birbirini takip eden evreler görülür. Bunlar; profaz, metafaz, anafaz ve telofazdır.
Sitoplazma Bölünmesi (Sitokinez)
Çekirdek bölünmesi sonrasında sitoplazma da bölünerek hücre sayısının artmasını sağlar. Sitoplazma bölünmesi yeni meydana gelen çekirdeklerin iki ayrı hücreye geçmesini sağlar. Bitki ve hayvan hücrelerinde hücre öncesi dönem ve çekirdek bölünmesi dönemleri benzer bir şekilde gerçekleşirken sitoplazma bölünmesinde farklılıklar görülür.
Hayvan hücreleri sitoplazma boğumlanarak ayrılırken, bitki hücreleri ara lamel oluşumu sayesinde ayrılır.
Mitozun Önemi
• Hücre bölünmesi sonrasında kromozom sayısı aynı olan yavru hücreler meydana gelir. Kromozom sayısı sabit kalır.
• Oluşan yavru hücreler ana hücre ile kalıtsal yönden birbirinin aynı olan DNA moleküllerine sahiptir. Genetik bilgi yavru hücrelere aktarılmış olunur.
• Bu bölünme türü tek hücreli canlılarda üremeye, çok hücreli canlılarda büyümeyi ve yaralanan kısımların onarılmasını sağlar.
• Bu bölünme sebebiyle insanlarda büyüme 2011 yaşlarda da devam edebilir.
• Yavru hücrelerde organel sayısı ve sitoplazma miktarı farklı olabilirken kromozomları aynıdır.
• Değişik doku ve organlarda mitoz hızı farklıdır. Örneğin, deri yaklaşık 20 günde yenilenirken sinir hücreleri, çizgili kas hücreleri ve olgunlaşmış alyuvarlarda mitoz görülmez.
Kanser ile Mitoz
Kanser, hücre döngüsünün zamanlamasının bozulduğu bir hastalık olarak tanımlanabilir. Bu durum, DNA'nın zarar görmesinden kaynaklanır.
Kanserli hücreler, sağlıklı olan hücrelere göre çok daha hızlı bir şekilde bölünür. Ayrıca kanserli hücreler, sağlıklı olanlara göre daha fazla besin tüketirler. Bu durum, dokuda ya da organda yapısal bozukluklara neden olur. Buna tümör denir.
Kanser, doku ya da organların çalışmasının bozulmasına hatta ölüme bile neden olur. Tütün ürünleri, röngen X ışınları ve ani sıcaklık değişimleri kanser riskini artıran etmenlerdir. Bunlardan sakınmak, kanser olma riskini azaltır.
Walther Flemming (1843-1905)
Mitozun günümüzün teknolojisiyle çekilmiş fotoğraflarından yaklaşık 135 yıl önce Walther Flemming, 1882 yılında mikroskopla yaptığı gözlemler sonrası mitoza ait ilk çizimleri yayımlamıştır.
Günümüzün gelişen teknolojisi sayesinde hücrelerin yapısının rahatlıkla incelenebileceği elektron mikroskopları icat edilmiştir. Aşağıdaki fotoğrafta, çok fazla büyütme yeteneğine sahip bu mikroskoplarla elde edilmiş mitoz evreleri görülmektedir.