hücre bölünmesi
Türkçe hücre bölünmesi kelimelerinin İngilizce karşılığı.n. cell division, segmentation
Bölünme çeşitleri
Hücrelerde genellikle büyüme ve regenerasyonu sağlayan mitoz ve somatik hücre bölünmesi ve yeni döllerin meydana gelmesini sağlayan gametlerin oluşumu için mayoz olmak üzere iki tip bölünme görülür. Canlılar dünyasında;olmak üzere üç farklı tip bölünme vardır. Tek hücreli canlılarda bölünme genellikle amitoz, çok hücrelilerde ise mitoz ve mayoz ile görülür.
Amitoz
Genellikle tekhücrelilerde görülen bu bölünmeyle o türe ait birey sayısı artar. Amitoz bölünme yapan hücrelerin önce çekirdeği uzar, çekirdeğin uzamasıyla çekirdekçik de uzayıp boğumlanarak ikiye ayrılır. Bunu sitoplazma bölünmesi takip ederek, bir hücreden iki yeni yavru oluşacak şekilde bölünme gerçekleşir. Amitozda çekirdek zarı kaybolmaz, kromozomlar belirmez, sentriyoller iğ iplikleri oluşmaz.Tekhücreliler dışında bazı özel hallerde yüksek yapılı organizma hücrelerinde de amitoz görülebilir. Bu durumda çoğu kez hücreler ölüme mahkum olur, çünkü tekrar mitoz bölünme yapamazlar. Amitoz bölünme bu organizmalarda bazen açlık nedeniyle dejenere olan hücrelerde, bazı yaşlı kıkırdak hücrelerinde, ayrıca hızla çoğalan kuş embriyosunun blastoderm hücrelerinde görülebilir. Gametlerde genellikle amitoz bölünme görülmez.
Mitoz
Zigot oluştuktan sonra başlayan mitoz bölünme, organizma belli bir büyüklüğe erişinceye kadar çoğu soma hücresinde (ör sinir hücrelerinde bölünme yoktur) ve bazı hücrelerde (kemik iliği vb. ) hayat boyu devam eder. Mitozda her hücrenin çekirdeğ kromozomlar kendini eşler. Eşler, ana hücrenin bölünmesiyle oluşan iki yavru hücreye verilir. Böylece ana hücreye benzeyen, diploid sayıda (2n) kromozomlu iki yavru hücre meydana gelir. Mitoz da çekirdek bölünmesi ``karyokinez``, sitoplazma bölünmesi ``sitokinez`` olarak tanımlanır. Karyokinez başlangıçta ``interfaz`` ve sonrasında gerçek bölünme evreleri olan ``profaz``, ``metafaz``, ``anafaz`` ve ``telofaz`` olarak görülür.Mayoz
Vücudumuzda her an he saniye bir hücre, ölmekte fakat bu hücrelerin yerini yeni hücreler almaktadır. Hücreler ise bölünerek çoğalırlar. Elimizde ayağımızda yada vücudumuzun herhangi bir bölgesinde bir yara meydana geldiği zaman bu yara bir kaç gün içerisinde kapanmaya başlayacaktır. Açık bir yaranın kapanmasıda yine hücre bölünmesiyle gerçekleşir. Hücre bölünmesi iki tiptir. Birincisi Mayoz ikincisi ise Mitoz'dur. Mayoz bölünme esnasında meydana gelen yavru hücrelerde DNA miktarı yarı arıya düşürülür. Fakat mitoz bölünmede DNA miktarı sabit kalır.
Mitoz bölünmede DNA miktarının sabit kalmasının rönemi nedir?
Canlıların vücudunda hücrelerden eşey hücreleri hariç diğer tüm hücrelerinde 2n sayıda kromozom, eşey hücrelerinde ise n sayıda kromozom bulunur. Erkek bireyden gelen sperm taşıdığı n sayıdaki kromozomu, dişi bireyden gelen ve yine n sayıda kromozom taşıyan yumurta ile birleştirir. Sonuç olarak 2n kromozomlu bir zigot meydana gelirki normal bir bireyde olması gereken kromozom miktarıda budur.Eğer eşey hücrelerinde de diğer hücrelerdeki gibi 2n kromozom bulunsaydı erkekten gelen sperm ile dişiden gelen yumurtanın birleşmesi neticesinde meydana gelecek olan zigotta 4 n kromozom bulunacaktı. Ve bu kromozom sayısı her nesilde iki katına çıkacak ve canlıların yavruları birer hilkat garibesine dönüşecekti. Hücre böyle bir faciaya meydan vermemek için mayoz bölünme ile eşey hücrelerindeki DNA miktarı yarıya indirir.
Zigot meydana geldikten sonra mayoz bölünme devam etseydi bu seferde DNA miktarı her yavru hücrede yarıya düşecek ve en sonunda DNA dan eser kalmayacaktı. Hücre bu problemide Mitoz bölünme yoluyla halletmiştir. Mitoz bölünmede ise hücre içerisindeki DNA miktarı sabit tutulur.
DNA'nın iki katına çıkması işlemi ise yukarı şekilde gösterilen " Replikasyon " mekanizması ile gerçekleştirlir. DNA kırılma noktasından tıpkı bir fermuar gibi açılır ve tek zincire düşer. Tek zincirler, ortamda bulunan serbest nükleotidleri kullanarak kendilerini eşlemeye başlarlar. Böylelikle oluşan iki yeni zincirle DNA miktarı 2 katına çıkarılır.
Mitoz bölünmede bu zincirlerden birisi birinci yavru hücreye giderken diğer zincir ise ikinci yavru hücreye gider. Bölünme 4 aşamada meydana gelir. Bu aşamalar sırasıyla ;
* Profaz
* Metafaz
* Anafaz
* Telofaz'dır.
- 1-) Profaz aşamasında kromatin iplikçikler katlanmalar meydana getirerek kromzomları oluştururlar. Bu esnada nukleus parçalanmış ve kromozomlar serbetst kalmıştır.
- 2-) Metafaz aşamasında kromozomlar hücrenin ekvator hizasında bağımsız bir şekilde dizilirler. Bu aşamada sentriollerden türevlenen iğ iplikleri kromozomların sentriol adı verilen özel bir bölgesine bağlanırlar.
- 3-) Anafaz aşamasında sentrioller iğ iplikleri ile bağlı oldukları kromozomları kutuplara doğru çekmeye başlarlar.
- 4-) Telofaz(son aşama)'da ise merkezden perifere (dış tarafa) doğru yeni hücre zarı oluşmaya başlar (Bu oluşum bazen periferden merkeze doğru olabilir).
Aşamalar sona erdiğinde iki yavru hücre meydana gelmiş olur. Bu aşamalar mayozda ve mitozda aynıdır.
Hücre mitoz bölünme geçirecekse DNA miktarı iki katına çıkarılır. Eğer mayoz bölünme geçirecekse DNA miktarı sabit tutulur ve böylelikle yavru hücrelerdeki DNA miktarı yarıya indirilmiş olur.
İnsan somatik hücreleri (eşey hücreleri dışındaki tüm hücreleri) ' nde bölünme esnasında 46 kromozom bulunur. Kromozomlar birer çift olup son iki tanesi eşey kromozomu adını alır.
Sağdaki şekilde elektron mikroskobuyla fotoğrafı çekilen kromozomların soldaki şekilde sınıflandırılmış şekli görülüyor. Hepsinden bir çift bulunan kromozomların bir tanesi bir yavru hücreye giderken diğeri ikinci yavru hücreye gider. Böylelikle kromozomlar eşit miktarda hücrelere taksim edilmiş olur. Fakat eşey kromozomları birbirinin aynı değildir. Bu kromozomlardan birisi dişi yavruyu, diğeri erkek yavruyu temsil eder.
Bunu formüllerle ifade etmeye çalışalım ;
Kromozomlardan büyük olanı dişi eşey kromozomu olsun ve " X " harfiyle gösterilsin. Küçük olan diğeri ise erkek eşey kromozomu olsun ve " x " harfiyle gösterilsin.
Bu kromozomlar bölünme esnasında eşey hücrelerine dağıtılırken birisi birinci eşey hücresine, diğeri ise ikinci eşey hücresine gider.
Eşey hücrelerinden birisi 22 + x tane kromozom taşırken diğeri 22 + X tane kromozom taşır. Kromozom sayıları her ikisindede eşittir fakat eşey kromozomları bakımında farklılık gösterir. X harfini dişi olarak, x harfini ise erkek olarak belirtmiştik. İşte doktorlar dünyaya gelecek olan bir yavrunun erkekmi yoksa kızmı olacağını bu kromozomlara bakarak tespit edebilirler.
Bir yavru, eşey hücrelerinin birleşmesiyle meydana geldiğine göre, yavrunun somatik hücrelerinden birisinin eşey kromozomlarına bakılarak erkek veya kız olduğu anlaşılabilir.
Eğer yavru kız olacaksa kromozomları 44 + XX, erkek olacaksa 44 + Xx şeklinde görünür.
Hücre, gerek organellerinin yapısı bakımından gerekse içerisinde cereyan eden metabolik olaylar bakımından gerçekten insanın hayal gücünü zorlayan bir yapıya sahiptir. Ancak mikroskopla görülen bir hücrenin içerisinde bu derece kompleks bir dünyanın varlığı, sonsuz bir akıl tarafından dizayn edildiğinin açık bir delilidir.
h2>Hücreler neden bölünür Hücre, büyüklük bakımından belirli bir sınıra ulaştığı zaman, kuramsal olarak ikiye bölünmesi gereklidir. Çünkü hücre genel olarak bir küre şeklinde düşünülürse, büyümede hacim yüzey orantısı r3 / r2 'dir. Yani hacim yarıçapın küpüyle artarken, yüzeydeki büyüme yarıçapın karesine bağımlı kalır ve bir süre sonra hücrenin yüzeyi gerek besin alış verişini gerek artık maddelerin atılımını ve gerekse gaz alış verişini bütün hücreye sağlayamayacak duruma gelir ve hücre, yüzeyini artırmak amacıyla bölünmeye başlar. Ayrıca büyüyen hücrede sitoplazma çekirdek oranı arttığından ve çekirdeğin etki alanı sınırlı olduğundan bu durum hücreyi ölüme sürükleyebilir. Dolayısıyla hücreyi bölünmeye zorlar. (Bu fikri 1908 yılında ilk defa HERTWIG ortaya atmıştır.) Hücrenin içine yapay olarak iki çekirdek yerleştirildiğinde ya da çekirdek içindeki kromozom sayısı iki katına çıkarıldığında, hücrenin hacmi normal büyüklüğünün iki misli olabilir. Bu, çekirdeğin sınırlı bir etkiye sahip olduğunu kanıtlar. Uygun x-ışınına tutulan hücrelerde kalıtsal materyal çoğalması olur; fakat bölünme meydana gelmez ve sonuçta hücre büyümesiyle birlikte hızlı hücre çoğalması da görülür (kanserleşmede olduğu gibi). Bölünecek büyüklüğe ulaşan amipin (normal olarak iki günde bir bölünür) protoplazmasından bir miktar kesersek (100 gün süreyle) bölünme durur ve tekrar büyümeye başlar. Bu uygulama sonsuz olarak sürdürülürse, amip, bölünmeden hayatta kalabilir.