| Sıra | DOSYA ADI | Format | Bağlantı |
|---|---|---|---|
| 01. | Hücre Bölünmesi̇ | ppt | Sunumu İndir |
Transkript
HÜCRE BÖLÜNMESİ2019 - 2020 Eğitim-Öğretim Dönemi 2. KomiteHazırlayan: Arş. Gör. Dr. AHMET TEKTEMUR
TERİMLER
• DNA'nın histon proteinleri etrafına sarılmasıyla, yoğunlaşarak oluşturduğu, canlılarda kalıtımı sağlayan genetik birimlerdir. • Yunanca: chromos (renk), soma (vücut)1. KROMOZOM
Anneye ait setBabaya ait set2n = 6Replike olmuş bir kromozomun 2 kardeş kromatidiHomolog bir çiftte kardeş olmayan 2 kromatidHomolog kromozom çiftleriSentromer• Biri anneden biri babadan gelen, şekil ve büyüklük bakımından aynı, aynı karaktere etki eden kromozomlardır. Gen dizilişleri genelde farklı olabildiği gibi aynı da olabilir. 2. HOMOLOG KROMOZOM
3. KROMATİD• DNA'nın hücre bölünmesi esnasında sentezlenen, protein bir zarf ile paketlenerek sentromer ile birbirine tutturulmuş iki kopyasından her biridir. • Kromatidlere aynı zamanda eş kromozomlar denir. • Kromozom eşlenmesi sonucunda oluşurlar ve iki kromatid bir araya gelerek kromozomu oluşturur.• Kromozomlardaki DNA molekülünün özdeş kopyalarını içeren iki kromatid başlangıçta proteinler aracılığı ile boylu boyunca birbirlerine tutunmuş haldedir.
• Haploid (n): Bir hücrenin tüm kromozom setinde yer alan her kromozomun tek bir kopyasını içermesi (Tek kromozom seti).• Diploid (2n): Bir hücrenin tüm kromozom setinde yer alan her kromozomun iki kopyasını içermesi (İki kromozom seti).4. HAPLOİD VE DİPLOİD
• Bazı canlıların diploid ve haploid kromozom içerikleriKromozom sayısı ile canlının gelişmişlik düzeyi arasında ilişki yoktur.
5. SENTROMER • Kromozom üzerinde yer alan, iğ ipliklerinin bağlandığı özel bir bölgedir.• Kromozomlarda kardeş kromatitleri bir arada tutan kısıma verilen addır.• Tekrarlayıcı DNA dizilerinden meydana gelmektedir.
6. SENTRİOL VE SENTROZOM• Birbirine üçer üçer bağlanmış dokuz grup, mikrotübül adı verilen protein iplikçiklerinin birleşmesiyle sentriol oluşur. • İki sentriolün birbirine dik olarak konumlanmasıyla oluşan yapıya sentrozom denir. • Sentrozom hücre bölünmesi sırasında iğ ipliklerini oluşturur ve kromozomların kutuplara hareketini sağlar.
7. KİNETEKOR• Sentromere bağlı protein yapıdaki kısımdır.• Bu bölgelere iğ iplikleri bağlanmaktadır.• İç ve dış kinetekor olmak üzere ikiye ayrılır.• İç kinetekorda yer alan Sentromer proteinleri (Centromeric protein; CENP) sentromerdeki spesifik DNA tekrarlarına bağlanırlar.
• Hücre bölünmesi sırasında homolog kromozomların veya kardeş kromatidlerin sentromerlerinden tutunarak karşı kutuplara çekilmesini sağlayan ipliksi yapılardır. • Mikrotübül yapısı: Alfa tübülin + beta tübülin8. İĞ İPLİKLERİ
9. ASTER• Sentrozom + gelişmekte olan iğ iplikleri
HÜCRE BÖLÜNMESİ• Hücre döngüsünü ya da hücre bölünmesini incelemeden önce, hücre çoğalmasının organizmaların yaşamında ne gibi roller oynadığını gözden geçirmek gerekmektedir.• Hücre bölünmesinin ana görevlerini; üreme, büyüme ve gelişme ve doku yenilenmesi olarak ifade etmek mümkündür.
ÜREME GÖREVİ• Tek hücreli bir organizma olan Amoeba, iki yavru hücre oluşturmak üzere bölündüğü zaman, bu hücre bölünmesi organizmanın tümünü çoğaltmış olur.
BÜYÜME VE GELİŞME GÖREVİ• Daha büyük ölçekteki hücre bölünmesi, bazı çok hücreli organizmalardan yeni nesiller oluşturur.• Çelikleme ile üretilen bitkiler böyledir.• Eşeyli üreyen organizmalardaki hücre bölünmesi ise, tek bir hücreden başlayarak tüm bir organizmayı oluşturur.
DOKU YENİLENMESİ GÖREVİ• Organizma tümüyle büyüdükten sonra hücre bölünmesi görevi, yenilenme ve tamir amacıyla devam eder.• Normal ömrünü tamamlayarak ya da kesik ve yaralanma sonucunda ölen hücrelerin yenileriyle yer değiştirmesi bu yolla mümkün olur.• Kemik iliği hücreleri sürekli bölünerek yeni kan hücreleri yaparlar.
HÜCRE BÖLÜNMESİNDEKİ FARKLILIKLAR• Hücre bölünmesinin sıklığı hücre tipine göre değişir.• Deri hücreleri yaşam süresi boyunca sık sık bölünürler.• Ancak karaciğer hücreleri, bölünme yetenekleri saklı kalmak kaydıyla yara tamir etmek için bu kapasitelerini kullanırlar.• Olgunlaşmış sinir ya da kas hücreleri ise yetişkin bir insanda hiç bölünmezler.• Bu düzenlenme mekanizmaları, kanser hücrelerinin kontrolden nasıl kaçtıklarının anlaşılması için de önem taşımaktadır.
HÜCRE BÖLÜNMESİ ÇEŞİTLERİ1. Amitoz Bölünme2. Endomitoz Bölünme 3. Mitoz Bölünme4. Mayoz bölünme
• Tek hücreli canlılarda bölünme genellikle amitoz.• Çok hücrelilerde ise endomitoz, mitoz ve mayoz ile görülür.
1. AMİTOZ BÖLÜNME• Amitoz bölünme yapan hücrelerin önce nükleusu uzar, nükleusun uzamasıyla nükleolus da uzayıp boğumlanarak ikiye ayrılır. • Bunu sitoplazma bölünmesi takip ederek, bir hücreden iki yeni yavru oluşacak şekilde bölünme gerçekleşir.• Amitozda nükleus zarı kaybolmaz, kromozomlar belirmez, sentrioller ve iğ iplikleri oluşmaz. • Tek hücreliler dışında bazı özel hallerde yüksek yapılı organizma hücrelerinde de amitoz görülebilir.
Amitoz Bölünme
2. ENDOMİTOZ BÖLÜNME• Bir çeşit mitoz bölünmedir. • Bu bölünmede, çekirdek bölünmesinden sonra sitoplazma bölünmesi gerçekleşmez. • Hücre çok çekirdekli olarak kalır.• İnsanda karaciğer hücreleri ve megakaryositler bu şekilde endomitoz geçirebilir. • Megakaryosit; trombosit üretiminden sorumlu kemik iliği hücresidir.
Endomitoz Bölünme
3. MİTOZ BÖLÜNMEA. İNTERFAZ - G1- S- G2B. MİTOZ- Profaz - Prometafaz- Metafaz- Anafaz- Telofaz• Sitokinez• Mitoz, hücre döngüsünün sadece bir kısmını kapsar.• Hücre döngüsü; mitotik (M) faz ve interfaz olmak üzere iki ana evreye ayrılır.
A. İnterfaz• Bu evre, döngünün yaklaşık % 90ʼını kapsar.• Bu evrede hücre büyür ve bölünme için kromozomlarını kopyalar.• Hücre; protein ve genetik materyalini mitoza hazırlamaktadır. • İnterfaz; G1 fazı (birinci ara), S fazı ve G2 fazı (ikinci ara) olmak üzere üç alt faza ayrılır.• İnsanda, hücrede 46 kromozom (46 DNA molekülü) eşlenerek 2 kromatid içeren 46 kromozom (92 DNA molekülü = 92 kromatid) oluşmaktadır.
• Bu üç alt faz sırasında hücre, proteinlerini ve sitoplazmik organellerini çoğaltarak büyür.• Alt fazlarda gerçekleşen olaylar şöyle özetlenebilir: G1 fazı: Hücre büyür. S fazı: Kromozomlar kendilerini eşler. G2 fazı: Hücre bölünmesi için hazırlıklar tamamlanır.
B. Mitoz• Mitoz dinamikleri, süreklilik taşıyan değişikliklerdir.• Ancak açıklamada kolaylık olması amacı ile mitozu beş alt faza ayırmak gelenek olmuştur. Profaz Prometafaz Metafaz Anafaz Telofaz
Profaz• Eşlenmiş olan DNA molekülünden paketlenerek oluşan kromozomlar kısalıp kalınlaşmasına devam eder.• Nükleolus kaybolur. • Sentrozom da eşlenerek iki sentrozom ortaya çıkar.• Kromozomlar daha önce kendilerini eşlemiş olduğu için (S fazı) özdeş iki kardeş kromatid halinde görülürler.• Mitotik iğ iplikleri oluşmaya başlar.• Sentrozomlar birbirinden uzaklaşırken, mikrotübül demetlerinin boyu da uzar.
Prometafaz •Nükleus zarı parçalanır.•İğ iplikleri kromozomlarla etkileşir.•Mikrotübül demetleri kutuplardan başlayarak hücrenin ortasına doğru uzanır.•Kardeş kromatidler, kinetokor adı verilen bir yapıya sahiptir.•Kinetokorlar, sentromer bölgelerinde yer alır.•Mikrotübüller, kinetokorlara tutunarak onların titrek hareketlerine başlamalarına neden olurlar.
Profazda gerçekleşen olaylar• Çekirdek, ER ve golgi zarlarının parçalanarak veziküller şeklinde saklanması.• Kromatinin paketlenerek kromozomları oluşturması.• Sentrozomun eşlenerek karşılıklı kutuplara çekilmesi.• Sentrozomlar tarafından iğ ipliklerinin oluşumu.
Metafaz• Kromozomlar metafaz plağı denilen bir düzlemde sıralanır.• Kromozomların sentromerleri metafaz plağı üzerindedir.• Her kromozomun kardeş kromatidlerinin kinetokorları, zıt kutuplardan gelen mikrotübüllere tutunmuştur.
Anafaz• Kardeş kromatidler birbirinden kurtulur ve anafaz başlar.• Daha önce birbirlerine bağlı haldeki kardeş kromatidler şimdi artık kromozom olarak anılır.• Kromozomlar zıt kutuplara doğru hareket etmeye başlar.• Bu evre sonunda her iki kutupta eşit sayıda tam bir kromozom seti bulunur.
Telofaz • Profazda gerçekleşen tüm olaylar telofazda geri dönüşümlü olarak eski haline dönmektedir. • Zıt kutuplarda yeni nükleuslar oluşur.• Atasal hücrenin çekirdek zarı parçalarından ve iç zar sisteminin diğer kısımlarından yeni nükleus zarları oluşur.• Kromozomlar tekrar kromatin ipliklerine dönüşür.
Telofazda gerçekleşen olaylar• Nükleus, ER ve golgi zarlarının tekrar oluşumu.• Kromozom yapısından tekrar kromatin oluşumu.• İğ ipliklerinin kromozom yapılarından ayrılması.
Sitokinez • Kromatidler kutuplara ulaşınca hücre membranı altında bulunan aktin ve miyozin II fibrillerinin kasılmasıyla oluşan kasılma halkası sayesinde sitoplazma bölünmesi başlamaktadır.• Kasılma halkasının ilerlemesi sonucu sitoplazma bölünerek iki benzer hücre meydana gelmektedir.
Kromozomların Zıt Kutuplara Çekilmesi• Mitozdaki birçok olay mitotik iğ iplikleri sayesinde gerçekleştirilir.• Profaz sırasında sitoplazma içinde oluşmaya başlarlar.• Mitoz bölünme sırasında hücre iskeletinin mikrotübülleri çözülerek iğ iplikleri için gerekli ham maddeyi sağlar.• Tübülin alt birimlerinin eklenmesiyle ip ipliklerinin boyları da uzar.
• Anafaz, her kromozomun kardeş kromatidlerini bir arada tutan proteinler inaktive edilir edilmez başlar.• Kromatidler, artık olgun kromozomlar olarak zıt kutuplara doğru hareket ederler.• Peki bu hareket esnasında mikrotübüller nasıl iş görürler?
3 tip mikrotübül vardır:1. Kinetekor mikrotübülleri (Mavi renkli): Her bir kinetekora 30-40 mikrotübül bağlanır.2. Polar mikrotübüller (Pembe renkli): Sitoplazmik mikrotübül iskeletini oluştururlar.3. Astral mikrotübülleri (Yeşil renkli): Mikrotübüllerin pozisyonlarının korunmasında görev alırlar.
• Deneysel kanıtlar, kinetokorlarda bazı motor proteinlerin bulunduğunu ve bu proteinlerin kromozomu kendine bağlı mikrotübül boyunca en yakın kutba doğru yürüttüğünü ileri süren hipotezi desteklemektedir.
• CENP-E (Sentromerik protein E) proteinleri, mikrotübüllerin kinetokorlara bağlanmasında görevlidir.• Dinein ve dinaktin proteinleri kromozomların kutuplara çekilmesinde ana görevi üstlenmişlerdir.
Hücre bölünmesinin süresi: Yaklaşık 24 saatİnterfaz MitozG1 S G2 M11 saat 8 saat 4 saat 1 saatProfaz Metafaz Anafaz Telofaz36 dk 3 dk 3 dk 18 dk
• Bu bölünme şekli yalnız cinsiyet hücrelerinde görülür.• Mayozun mitozdan üç önemli farkı vardır:a) Bu bölünme, iki ayrı hücre bölünmesi olayından meydana gelir.• I. Mayoz: 46 kromozom sayısı 23’e indirgenir.• II. Mayoz: 23 kromozoma sahip bir hücrenin mitozudur.b) Mayozun I. Evresinin profazının pakiten aşamasında, anne ve babadan gelen homolog kromozomlar karşılaşır, çiftler haline gelirler ve aralarında genetik materyal alışverişi yaparlar (krossing over). c) Mayozun sonunda, kromozom sayısı insanlarda 46’dan (diploid) 23’e (haploid) iner.4. MAYOZ BÖLÜNME
• Mitozdan farklı olarak genetik materyal miktarını yarıya indirir.• Haploit komozom takımı içeren gamet ya da sporları oluşturur.• Mayozda homolog kromozomlar çiftli yapılar yani sinaps oluşturur.• Sinaps oluşturan her bir yapıya bivalent adı verilir.• Her bivalent, dört kromatitten oluşur ve tetrad (dörtlü) adını alır.• Dört kromatidin varlığı, her iki homolog kromozomun da kendini eşlediğini gösterir. • Haploit duruma gelmek için iki bölünme gereklidir:1. İndirgeyici bölünme2. Eşitleyici bölünme
MAYOZ BÖLÜNMEMayoz I• Profaz 1– Leptoten– Zigoten– Pakiten– Diploten– Diakinez• Metafaz 1• Anafaz 1• Telofaz 1Mayoz II• Profaz 2• Metafaz 2• Anafaz 2• Telofaz 2
MAYOZ 1• İndirgeyici bölünme olarak da bilinir.• Bu evrede homolog kromozomlar birbirinden ayrılır.• Dolayısıyla tetrad olarak bilinen yapı yarıya inerek diyat (iki kromatidli) haline dönüşür.
MAYOZ 2• Eşitleyici bölünme olarak da bilinir.• Bu evrede kardeş kromatidler birbirinden ayrılır.• Dolayısıyla diyat olarak bilinen yapı yarıya inerek monad (tek kromatidli) yapısı oluşur.• Sonuçta her biri monad içeren, yani haploit kromozom takımına sahip dört hücre oluşur.
Profaz 1• Kromozomların kısalıp kalınlaşması görülmektedir. • Bu arada iki sentrozom da meydana gelmiştir. • Homolog kromozom çiftinin üyeleri sinaps yaparlar.• Kiazmaların oluşmasıyla krossing over meydana gelmektedir.
Mayozun Profaz 1’inde 5 safha ayırt edilir:• Leptoten• Zigoten• Pakiten• Diploten• Diakinez
• Kromatin materyali yavaş yavaş büzülerek helozoni kromozomlar halini almaya başlar. • Kromozomlar homologları ile birlikte bir arada bulunur. • Tam olarak gözükmese bile kromozomlar çift kolludur.a. Leptoten
b. Zigoten • Anne ve babadan gelen homolog kromozomlar yan yana gelir, çiftleri meydana getirirler. • Bu evrede homolog kromozomlar arasında birleşmeler olur ve birleşme noktalarına sinaps denir.• Homolog kromozomlar arasında sinaptonemal kompleks oluşmaya başlar.
c. Pakiten• Kromozomların kısalıp kalınlaşması devam eder. • Homolog kromozomlar yan yana olduğundan ve her kromozomda iki kromatid olduğundan 4 kromatidli bir yapı gözükür. Bu yapıya bivalent veya tetrat adı verilir. • Homolog kromozomlar arasındaki sinaptonemal kompleks daha da belirginleşir. • Homolog kromozomların kardeş olmayan kromatidleri arasında kiazma adı verilen temas noktaları oluşur. • Daha sonra bu birleşme noktalarından kromatidler koparak homolog kromozomlar arasında parça değişimi olur, bu olaya da Krossing over denir.
d. Diploten• Bu evrede sinaptonemal kompleks kaybolur. • Homolog kromozomlar birbirlerinden ayrılmaya başlar. • Ancak kiazma noktalarından hala birleşiktir. Dolayısı ile bu noktalar kromozomların parça değişiminin olduğu yerlerdir.
e. Diakinez • Homolog kromozomlar birbirinden ayrılır ama kardeş olmayan kromatidler gevşek olarak birbirine bağlı kalır.• Homologlar ayrıldıkça kiazma noktaları kromozomların uçlarına doğru kayar. • Bu nedenle bu evreye ikili hareket anlamına gelen diakinez denir. • Geç diyakineze doğru nükleolus ve nükleus zarı kaybolur.• Homolog kromozomların her biri sentromerleri aracılığıyla iğ ipliklerine tutunur.
Metafaz 1• Homolog kromozomlar maksimum oranda kısalıp kalınlaşmıştır.• Her bir tetradın ucunda kiazmalar görünebilir durumdadır.• Bunlar, kardeş olmayan kromatidleri bir arada tutan tek faktördür.• Homolog kromozomların birisi bir kutba, diğeri diğer kutba rastgele dönerek konumlanır.
Anafaz 1• Homolog kromozomlar ayrılarak karşılıklı kutuplara doğru gider.• Türe özgü haploid kromozom sayısı ortaya çıkar. • Mayoz sırasında bazen hatalar olur ve ayrılma gerçekleşmez.• Ayrılmama (non-disjunction) olarak bilinen bu hata sonucunda n-1 veya n+1 şeklinde kromozom anomalileri oluşur.
Telofaz 1 ve Sitokinez• Kromozomlar kutuplara ulaştığında sitoplazma bölünmesi (sitokinez) başlamaktadır. • Sitokinez hücre membranı altında başlayan kasılma halkası mekanizması ile gerçekleşir.
• Mayozda bir tür açısından çeşitliliği sağlayan 2 mekanizma vardır:1. Bağımsız ayrışım: Anne ve babaya ait olan homolog kromozomların birbirinden bağımsız olarak eşey hücrelerine dağılmasıdır.2. Krossing over: Kromozomlar arasında gerçekleşen parça (DNA parçası) değiş tokuşudur.
1. Bağımsız ayrışımKeyAnneye aitkromozom setiBabaya ait kromozom seti1. olasılıkMetafaz 1’de kromozomların dizilmesi2. olasılıkMetafaz 2Daughtercells1. kombinasyon 2. kombinasyon 3. kombinasyon 4. kombinasyon
2. Krossing overProfaz1 Kardeş olmayan kromatidlerTetradKrossing over bölgesinde kiazmaMetafaz1Metafaz2Kardeş hücrelerRekombinat kromozomlar
• Homolog kromozomlar arasında birden fazla kiazma oluşabilir.• Her kiazma noktasında krossing over meydana gelmez.• En fazla kiazma, en büyük insan kromozomu olan 1 nolu kromozomda oluşur.• En az kiazma, X ile Y kromozomları arasında meydana gelir.
X ile Y kromozomları arasında krossing overin en az olmasının nedeni? • X ve Y kromozomları arasındaki krossing over kromozomların uç kısımlarında bulunan Psedootozomal bölgeler (PAR) olarak adlandırılan bölgeler arasında oluşur.• Bu bölgelerdeki genler X ve Y kromozomlarında birbirinin aynıdır.
• 2N sayıdan N sayısına nasıl iniliyor?InterphaseHomologous pairof chromosomesin diploid parent cellChromosomesreplicateHomologous pair of replicated chromosomesSisterchromatids Diploid cell withreplicatedchromosomes12 Homologous chromosomes separateHaploid cells withreplicated chromosomes Sister chromatids separateHaploid cells with unreplicated chromosomesMeiosis IMeiosis II
MITOSIS MEIOSISProphaseDuplicated chromosome(two sister chromatids)ChromosomereplicationChromosomereplicationParent cell(before chromosome replication)Chiasma (site ofcrossing over)MEIOSIS IProphase ITetrad formed bysynapsis of homologouschromosomesMetaphaseChromosomespositioned at themetaphase plateTetradspositioned at themetaphase plateMetaphase IAnaphase ITelophase IHaploidn = 3MEIOSIS IIDaughtercells ofmeiosis IHomologuesseparateduringanaphase I;sisterchromatidsremain togetherDaughter cells of meiosis IIn n n nSister chromatids separate during anaphase IIAnaphaseTelophaseSister chromatidsseparate duringanaphase2n 2nDaughter cellsof mitosis2n = 6
Hücre Bölünmesinde Görevli Proteinler• Kohesinler: İki kardeş kromatidin bir arada kalmasından sorumludurlar.• Kondensinler: Kromozomların oluşumu sırasında lop yapılarına katılırlar.
• S fazı boyunca replike olan her bir kromozomun kromatidlerini bir arada tutarlar. • Kohesinler = SMC proteinleriKohesinler
S fazının sonunda ve G2 boyunca kardeş kromatidleri bir arada tutarlar.Profazın sonuna doğru kromozom yapısından ayrılırlar. Sadece sentromer bölgesinde bulunurlar.Anafazda, sentromer bölgesindeki kohesinler de yapıdan ayrılır.
Kondensinler• Lopların oluşumuna katılarak kromozom yapısına katılırlar.
Hücre Bölünmesi̇
Yazar :
Dr. AHMET TEKTEMUR
Yıl : 2007
Anahtar Kelimeler
Daha fazla görüntüle