Hücre Bölünmesinin Nedenleri ve Kromozomlar

Hücreler neden bölünür hiç düşündün mü? Hücre büyüdükçe, yüzey/hacim oranı azalır ve sitoplazma/çekirdek oranı artar. Böylece hücre belli bir büyüklüğe ulaşınca, çekirdek bölünme emri verir.

Hücrede genetik bilgimiz kromozomlar içinde saklanır. Kromozomlar, kromatin ipliklerin kısalıp kalınlaşmasıyla oluşur. Kromatin iplikler, DNA ve proteinden oluşan kalıtsal yapılardır. Homolog kromozomlar ise biri anneden biri babadan gelen, aynı özelliğe ait genleri bulunduran kromozom çiftleridir.

Genom, bir hücrenin tüm genetik bilgisini içeren DNA'dır. Kromozomlar üzerindeki gen bölgelerine lokus denir. Aynı karakter için homolog kromozomlarda karşılıklı olarak bulunan genlere ise alel gen denir.

Dikkat! Mitoz bölünmede kromozom sayısı ve yapısı değişmez, ama mayoz bölünmede hem DNA hem kromozom sayısı yarıya iner. Bu, neden bazı hücrelerin 2n, bazılarının n kromozomlu olduğunu açıklar.

Mitoz bölünme, vücudumuzdaki tüm hücrelerde görülen temel bölünme şeklidir. Büyüme, yenilenme, onarım için gerçekleşir. Sonunda 2 yavru hücre oluşur ve kalıtsal çeşitlilik oluşmaz.

Mitoz Bölünmenin Evreleri

Mitoz bölünme, hücre döngüsü içinde gerçekleşen bir süreçtir. Önce interfaz evresi gelir - hücre metabolizması hızlanır, protein sentezi artar ve DNA eşlenir.

Profaz evresinde, kromatin iplikler kısalıp kalınlaşarak kromozomlara dönüşür. Çekirdek zarı ve çekirdekçik eriyip kaybolur. Sentrozomlar iğ ipliklerini oluşturmaya başlar. Bu evre, mitoz bölünmenin başlangıç aşamasıdır.

Metafaz evresinde kromozomlar ekvatoral düzlemde (hücrenin ortasında) tek sıra halinde dizilir. Bu evrede kromozomlar en belirgin şekilde görülür ve sayılabilir. Kromozomların bu düzenli dizilimi, bölünmenin düzgün gerçekleşmesi için çok önemlidir.

Bunu biliyor muydun? Metafaz evresi, genetik hastalıkların teşhisinde çok önemlidir çünkü kromozomlar en net bu evrede incelenebilir!

Mitoz bölünme sırasında hayvan ve bitki hücreleri farklı görünümlere sahiptir. Bitki hücresinde hücre çeperi bulunur ve sentrozom yoktur. Hayvan hücresinde ise sentrozom vardır ve hücre ortadan boğumlanarak bölünür.

Mitoz Bölünmenin Tamamlanması ve Mayoz Bölünme

Anafaz evresinde, kardeş kromatitler zıt kutuplara çekilir ve kromozom sayısı iki katına çıkar. Kinetokorlara bağlı olmayan iğ iplikleri sayesinde hücre boyuna uzar, bu da bölünmeye hazırlık yapıldığını gösterir.

Telofaz evresinde, kromozomlar tekrar kromatin ipliklere dönüşür. Çekirdek zarı ve çekirdekçik yeniden oluşur, iğ iplikleri kaybolur. Son olarak sitokinez ile hücre ikiye bölünür ve iki yeni çekirdekli hücre oluşur.

Mayoz bölünme ise eşeyli üreyen canlılarda görülür. Kromozom sayısını yarıya indirerek genetik çeşitliliğin sağlanmasında çok önemli rol oynar. Mayoz, iki ardışık bölünmeden oluşur: Mayoz I ve Mayoz II.

İpucu: Mayoz I'deki "krossing over" olayını şöyle düşün: Anne ve babandan gelen genler yer değiştirdiğinde, kardeşlerinle neden farklı göründüğünü açıklar!

Mayoz I'de genetik çeşitlilik sağlanır. En önemli olay, tetrat oluşumu ve krossing overdir. Tetrat, bir çift homolog kromozomun dört kromatit oluşturduğu yapıdır. Krossing over sırasında, kardeş olmayan kromatitler arasında parça değişimi gerçekleşir ve bu da genetik çeşitliliği artırır.

Mayoz II ve Eşeysiz Üreme

Mayoz II, mitozdaki evrelere benzer şekilde gerçekleşir. Profaz II'de kromozomlar belirginleşir, metafaz II'de orta düzleme dizilir. Anafaz II'de kardeş kromatitler ayrılır ve telofaz II'de yeni çekirdek oluşur.

Mayoz bölünme sonunda haploit (n) kromozomlu gamet hücreleri oluşur. Mayoz, özellikle eşeyli üreme yapan canlılarda önemlidir. Mayoz olmadan sperm ve yumurta gibi üreme hücrelerinin oluşması mümkün değildir.

Eşeysiz üreme, canlının tek başına gamet oluşumu, döllenme ve zigot olmadan yeni bireyler oluşturmasıdır. Tek atadan yeni bireyler oluşur ve kalıtsal çeşitlilik görülmez.

Haydi düşünelim: Eşeysiz üreyen canlılar neden değişen çevre koşullarına adapte olmakta zorlanır?

Eşeysiz üreme çeşitleri arasında bölünerek çoğalma, tomurcuklanma, sporla üreme, rejenerasyon ve vejetatif üreme bulunur. Bölünerek çoğalma en basit üreme biçimidir ve hızlı çoğalmayı sağlar. Tomurcuklanmada ana bireyin vücudunda oluşan çıkıntı gelişerek yeni bireyi oluşturur. Sporla üremede mayoz bölünme sonucu oluşan haploit yapıdaki sporlar olumsuz koşullara dayanıklıdır.

Rejenerasyon, Vejetatif Üreme ve Partenogenez

Rejenerasyon, bazı canlıların kopan veya kaybolan vücut parçalarını yenileyebilme özelliğidir. Planaryalar, deniz yıldızları ve bazı solucanlar rejenerasyon yeteneği ile kopan parçalardan yeni canlı oluşturabilirler. Bu, bir tür eşeysiz üremedir.

Vejetatif üreme, bitkilere özgü bir eşeysiz üreme şeklidir. Bitkiler kök, gövde, yaprak gibi vejetatif organlarını kullanarak yeni bitkiler oluşturabilir. Günlük hayatta birçok örneğini görebilirsin:

• Sürünücü gövdeler: Çilek bitkisi gibi
• Soğan ve yumrular: Patates, soğan, sarımsak
• Rizomlar: Zambakgiller gibi
• Aşılama: Meyve ağaçlarında kullanılır

Partenogenez, yumurtanın döllenmeden gelişerek yeni birey oluşturmasıdır. Bal arılarında bu üreme şekli görülür. Kraliçe arı (2n) mayoz bölünmeyle yumurta hücrelerini oluşturur. Bu yumurta hücreleri döllenirse dişi arı, döllenmezse erkek arı oluşur.

İlginç bilgi: Bazı kertenkele türleri yalnızca dişilerden oluşur ve partenogenez ile ürerler. Hiç erkek bireye ihtiyaç duymazlar!

Vejetatif üreme, tarımda ve bahçecilikte çok kullanılır. Örneğin, saksı çiçeklerini üretirken, kaliteli meyve ağaçları yetiştirirken veya çim ekiminde vejetatif üreme yöntemleri kullanılır. Bu sayede tam olarak ana bitkinin aynı özelliklerine sahip yeni bitkiler elde edilir.

Partenogenez ve Bal Arılarında Üreme

Partenogenez, döllenme olmadan yumurta hücresinin gelişerek yeni birey oluşturmasıdır. Bu olay doğada bazı böceklerde, balıklarda ve sürüngenlerde görülür.

Bal arılarındaki üreme sistemini anlamak, partenogenezi kavramak için harika bir örnektir. Bir arı kolonisinde:

• Kraliçe arı (2n) mayoz bölünmeyle yumurta hücrelerini oluşturur
• Bu yumurtalar döllenirse dişi arılar (2n) oluşur
• Yumurtalar döllenmezse, partenogenez ile erkek arılar (n) oluşur

İşçi arılar ve kraliçe arı aynı genetik yapıya sahiptir, ancak beslenmeleri farklıdır. Polen ile beslenenler işçi arı olurken, arı sütüyle beslenenler kraliçe arı olur. Erkek arılar ise spermlerini mitoz bölünmeyle üretirler.

Merak et: Eğer tüm erkek arılar haploidse (n) ve dişi arılar diploidse (2n), erkeklerin tüm genleri annelerinden gelir. Bu durumda erkek arılar annelerine, kız kardeşlerine kıyasla daha çok benzerler!

Partenogenez, evrimsel açıdan ilginç bir üreme stratejisidir. Döllenme gerektirmediği için uygun eş bulunamadığında bile türün devamını sağlar. Ancak genetik çeşitlilik az olduğu için, değişen çevre koşullarına adaptasyon şansı düşüktür.