HÜCRE BÖLÜNMELERİ VE ÜREME
HÜCRE BÖLÜNMELERİ ( GÖRSELLİ KONU ANLATIM PDF’SİNE VE KONU ANLATIM VİDEOSUNA SAYFA SONUNDAN ULAŞABİLİRSİNİZ)
MİTOZ VE EŞEYSİZ ÜREME
HÜCRE BÖLÜNMESİNİN GEREKLİLİĞİ
*Canlılar, hücre ya da hücrelerden oluşur.
*Canlılığın devamı için yeni hücrelerin oluşması gerekir.
* Yeni hücreler var olan hücrelerin bölünmesiyle meydana gelir.
*Canlılarda üremenin temelini hücre bölünmeleri oluşturur.
*Hücre bölünmeleri mitoz ve mayoz olmak üzere iki çeşittir.
*Bir hücrenin bölünebilmesi için hücrede bazı şartların oluşması gerekir.
*Hormonların uyarıcı etkisi, hacim-yüzey oranının bozulması ve sitoplazma-çekirdek oranının değişmesi bunlardan bazılarıdır.
*Büyüme sırasında meydana gelen sitoplazmadaki artış, hücre zarındaki artıştan fazla olduğundan hücrede hacmin (r3) yüzeye (r2) oranı bozulur (r = hücrenin yarıçapı).
*Yüzey artışı yetersiz kaldığı için hücre zarından madde alışverişi yeterince gerçekleştirilemez. Ayrıca büyüyen hücrede etki ve kontrol gücü azalan çekirdek, hücreyi yönetmekte zorlanır.
*Çekirdek bölünme emri verir.
*Bu aşamadan sonra hücre bölünür. Sitoplazma ve çekirdeğin hücre bölünmesine etkisi, yapılan amip deneyi ile gösterilmiştir.
*Kontrol grubu: Amibe hiçbir işlem uygulanmadan normal koşullarda büyümesi gözlenmiş ve deney süresince defalarca doğal olarak bölündüğü görülmüştür.
*Birinci deney grubu: Amip bölünme büyüklüğüne gelmeden sitoplazması bir miktar kesilir, kesilen sitoplazma parçası ölür. Çekirdekli kısım, eksilen sitoplazma parçasını tamamlayarak büyümeye devam eder. Amip bölünme büyüklüğüne ulaşmadan tekrar kesilerek sitoplazması azaltılır. İşlem birkaç kez tekrarlanır. Amip bölünme büyüklüğüne ulaşmadan her defasında sitoplazması kesilerek hacmi azaltıldığı için hacim-yüzey oranı bozulmaz. Çekirdek bölünme emri vermez ve hücre bölünemez.
*İkinci deney grubu: Amip bölünme büyüklüğüne ulaştıktan sonra sitoplazması bir miktar kesilir. Çekirdeksiz sitoplazma parçası ölür. Çekirdekli sitoplazma büyür ve bölünür. İki yavru amip oluşur. Sitoplazmanın kesilerek hücre hacminin azaltılması bölünmeyi durdurmaz. Çünkü hücre, bölünme büyüklüğüne ulaşmış ve çekirdek hücreye bölünme emrini vermiştir.
Mitozla İlgili Kavramlar
*DNA (Deoksiribo Nükleik Asit), canlıların genetik bilgilerini içeren yapıdır.
*Her canlı türünün sahip olduğu DNA miktarı birbirinden farklıdır. Kalıtım maddesi olan DNA, interfazda eşlenerek bölünme sonucunda yavru hücrelere aktarılır.
*DNA, nükleotit adı verilen birimlerden oluşmuştur.
*Nükleotitlerin dizilişleri şifreler oluşturur ve DNA’ya anlam kazandırır.
*DNA’da (ya da bazı virüslerde RNA’da) özgül bir nükleotit dizisinden oluşmuş kalıtsal bilgiyi taşıyan birime gen adı verilir.
*Bir organizmadaki genlerin tümüne de genom denir.
*Kromozomlar, uzun DNA zincirlerinin proteinler üzerine sarılıp çok sayıda sarmal oluşturmasıyla meydana gelir.
*Prokaryot hücrelerin sahip olduğu halkasal DNA molekülüne de kromozom denir.
*Eşlenen bir kromozomun iki parçasından her birine kromatit adı verilir. Bir kromozomun birbirinin kopyası olan iki kromatitine ise kardeş kromatitler denir. Kardeş kromatitleri bir arada tutan bölgeye sentromer, sentromerde bulunan iğ ipliklerinin bağlandığı proteinlere ise kinetokor adı verilir
*Kromozomlar, çoğu hücrede çiftler hâlinde bulunur.
*Bu kromozomların büyüklükleri ve sentromer konumları aynıdır.
*Aynı karekterleri kontrol eden genlere sahiptir.
*Bu kromozomlara homolog kromozomlar denir.
*İnsan vücut hücrelerinde 46 kromozom bulunur. Bu kromozomların 23’ü anneden, 23’ü babadan gelir.
*Kromozomları çiftler hâlinde (iki takım) bulunduran hücrelere diploit hücre denir ve 2n ile gösterilir.
*Kromozomları çiftler hâlinde bulundurmayan (tek takım) hücrelere ise haploit hücre denir ve n ile gösterilir.
*İnsanın üreme hücreleri haploitken vücut hücreleri diploittir. Örneğin diploit kromozom sayısı insanın vücut hücrelerinde 2n = 46, sirke sineğinde 2n = 8, ayçiçeğinde 2n = 34; haploit kromozom sayısı insan üreme hücrelerinde n = 23, sirke sineğinde n = 4, ayçiçeğinde n = 17’dir.
*Kromozom sayısı canlının türüne göre değişir.
*Aynı türdeki sağlıklı bireylerin kromozom sayısı aynıdır.
*Ancak aynı sayıda kromozom taşıyan tüm canlılar aynı türden olmayabilir. Örneğin insanlar gibi kurtbağrı bitkisi ve siyah moli balığı da 46 kromozom taşır. Bu üç canlı farklı türdendir.
*Kromozom sayısının çok ya da az olması canlının gelişmişliği ile ilişkilendirilmez. Gelişmişliği kromozomlar üzerindeki genler belirler.
HÜCRE DÖNGÜSÜ
*Yeni oluşmuş bir hücrenin bölünerek yeni hücreler meydana getirmesi sürecine hücre döngüsü denir.
*Hücre döngüsü, interfaz ve mitotik evre olmak üzere iki bölümden oluşur. Interfaz; G1 (birinci ara), S (sentez), G2 (ikinci ara) olmak üzere 3 alt evreden meydana gelir. Mitotik evre ise karyokinez ve sitokinezden meydana gelir. Uzun bir interfazı, kısa bir mitotik evre takip eder.
*Hücre döngüsünün süresi, aynı canlının farklı dokularında değişiklik gösterebilir. Örneğin insanda bazı hücreler 24 saatte bir bölünür. Deri ve bağırsak epitel dokusundaki bazı hücreler sekiz saatte bir bölünür. Hücre döngüsünün süresi, farklı canlı türlerinde değişiklik gösterebilir. Bu süre yaklaşık olarak maya hücresinde 90 dakika, bakteri hücresinde 20 dakikadır. Çok hücreli organizmaların bazı hücreleri gerekli durumlarda bölünürken bazı hücreleri bölünmeyebilir.
İnterfaz
*Hücre döngüsünün yaklaşık %90’ı interfazda geçer.
*Yaşamsal faaliyetlerin devam ettiği interfaz ayrıca hücrenin hızla büyüdüğü, metabolizmanın hızlandığı ve bölünme ile ilgili hazırlıkların yapıldığı en uzun evredir.
*İnterfazda hücrenin hacmi artar ve DNA eşlenmesi gerçekleşir. ATP ve protein sentezi gibi metabolik olaylar hızlanır, mitokondri gibi organellerin sayısı artar.
*İnterfaz, sitokinez evresi tamamlandığında başlar ve mitoz başlayana kadar devam eder.
*Hayvan hücresinde sentrozom interfazda eşlenir. Bitki hücrelerinde sentrozom bulunmadığı için sentrozom eşlenmesi görülmez.
* Üç alt evreden oluşan interfazın ilk evresi G1 ’dir. Sitokinez sonundan S evresine kadar geçen dönemi kapsar. Bu evrede yavru hücre büyür ve S evresine hazırlanır. G1 evresinin ne kadar süreceği hücreden hücreye farklılık gösterir. Bazı özelleşmiş hücrelerde G1 evresi çok uzun sürebilir. Bu durumda hücrede metabolik olaylar devam eder ancak hücre bölünmesi gerçekleşmez. Hızlı bölünen embriyonik hücrelerde ise G1 evresi görülmeden S evresine geçilir.
*S evresinde hücrenin DNA’sı kendini eşlediğinden genetik materyal iki katına çıkar.
*G2 evresinde hücre büyümeye devam eder ve mitoz için hazırlıklarını tamamlar.
CİCİ BİLGİLER
*Bölünme hızı canlıdan canlıya hatta dokudan dokuya farklılık gösterir. Örneğin bağırsak mukozasındaki epitel hücreleri, kan hücrelerini üreten kemik iliği hücreleri, bitki kök ve gövde ucundaki hücreler hızlı ve devamlı bölünür.
*Bazı doku hücreleri belirli zamanlarda bölünebilir. Örneğin karaciğer hücreleri yaralanma ya da yıpranan hücrelerin yerine yenilerinin yapılması gibi durumlar dışında bölünemez.
*Sinir, göz retinası ve çizgili kas hücreleri gibi ileri derecede özelleşmiş hücreler ise farklılaşmasını tamamladıktan sonra hiç bölünmez. Bölünme yeteneğini kaybeden bu hücreler interfazın G1 evresinden çıkarak G0 olarak adlandırılan evreye girer. İnsan vücudundaki hücrelerin çoğu G0 evresindedir.
*Kalp kası hücreleri ise G1 ve S evrelerini geçirip G2 evresinde kalarak mitoza devam etmez.
*Bölünmeye devam eden hücrelerde ise interfazdan sonra mitotik faz (karyokinez ve sitokinez) ile hücre döngüsü tamamlanır
MİTOTİK EVRE
*Mitotik evre, bölünme ile ilgili tüm hazırlıklar yapıldıktan sonra bölünmenin gerçekleştiği evredir.
*Farklı kromozom takımlarına sahip (n, 2n, 3n gibi) hücrelerde gerçekleşebilir.
*Ökaryotik tek hücrelilerde üremeyi; çok hücrelilerde ise çoğunlukla büyümeyi, gelişmeyi, yenilenmeyi, kromozom yapısı ve sayısı değişmediğinden kalıtsal devamlılığı sağlar.
*Çok hücreli organizmaların hücreleri sınırsız bölünme yeteneğine sahip değildir.
*Bitkilerin meristem dokularının, sınırsız bölündükleri kabul edilir. Yeryüzünde tespit edilen en yaşlı bitkinin 80 000 yıl yaşayabildiği tahmin edilmektedir. Sınırsız yaşayan bir bitki yoktur.
*Mitotik evre sonunda bir hücreden aynı kalıtsal özelliğe sahip iki yavru hücre oluşur.
*Oluşan hücrelerin büyüklüğünde, organel sayısında ve sitoplazma miktarında farklılıklar olabilir.
Mitotik evre iki süreçten oluşur:
- Çekirdek bölünmesi (karyokinez / mitoz)
- Sitoplazma bölünmesi (sitokinez)
- Çekirdek Bölünmesi (Karyokinez / Mitoz)
*Mitoz çekirdek bölünmesi olup hücresel döngünün bir evresidir.
*Bu evrede hücrenin tüm kalıtsal bilgileri yeni oluşacak çekirdeklere geçmektedir.
*Mitoz, çok hücrelilerde zigot oluşumuyla başlayıp canlının yaşamının sonuna kadar devam eder.
Mitoz dört evrede gerçekleşir:
*Profaz
*Metafaz
*Anafaz
*Telofaz
- a) Profaz
*Profaz başlangıcında kromatin iplikler katlanıp kısalarak ve sıkıca kıvrılarak tek tek görülebilen kromozom hâlini almaya başlar. *Çekirdekçikler kaybolur.
*Çekirdek zarı ve endoplazmik retikulum parçalanmaya başlar.
*Mitotik iğ iplikleri oluşur.
*Hayvan hücrelerinde iğ iplikleri sentrozom tarafından oluşturulur.
*İğ ipliklerinin bazıları kromozomların kinetokorlarına bağlanırken bazıları da doğrudan karşılıklı sentrozomlara bağlanır.
*Her bir kromozom sentromer bölgelerinden birbirine tutunmuş özdeş iki kromatitten oluşur.
*Kromozomlardaki kromatitlerin her biri bir kinetokora sahiptir. Kinetokorlara tutunan iğ iplikleri kromozomları ileri geri hareket ettirir.
*Sentrozoma sahip olan hücrelerde interfazda eşlenen sentrozomlar, aralarındaki mikrotübüllerin uzamasıyla birbirinden uzaklaşır ve zıt kutuplara doğru gider.
*Bitki hücrelerinde sentrozom olmadığı için mitotik iğ ipliklerini mikrotübül organize edici bölge oluşturur
- b) Metafaz
*İğ ipliklerine kinetokorlarından tutunmuş kromozomlar, hücrenin ekvatoral düzleminde (metafaz plağı) yan yana dizilir.
*Metafaz kromozomların en belirgin görüldüğü evredir.
*Kromozomların büyüklük ve biçimine göre çiftler hâlinde görüntülenmesi yöntemine karyotip denir. Metafazda kromozomların karyotipi çıkarılarak varsa sayı ve şekil bakımından kromozom anormallikleri belirlenir. Bu yöntemle kalıtsal bazı hastalıkların erken teşhisi konulur.
- c) Anafaz
*Kinetokorlara bağlı iğ iplikleri (mikrotübüller) sayesinde ve sentromer bölgesindeki proteinlerin çözülmesiyle ayrılan kardeş kromatitler, zıt kutuplara çekilir.
*Bu olay anafazın başlangıcı olarak kabul edilir.
*Birbirinin kopyası olan kardeş kromatitler, kutuplara gitmek üzere ayrıldığında artık kromozom olarak adlandırılır.
*Kinetokorlara bağlı olmayan iğ ipliklerinin uzaması sonucu hücrenin boyu uzar. Bu durum hayvan hücrelerinde sitoplazma bölünmesini kolaylaştırır.
*Kromozomlar kutuplara ulaştığında anafaz tamamlanır
- d) Telofaz
*Çekirdek zarının yeniden oluşmasıyla iki çekirdekli bir hücre oluşur.
*İğ iplikleri kaybolur.
*Çekirdekçikler yeniden oluşur.
*Kromozomların yoğunlaşması çözülerek kromatin ipliklere dönüşür ve çekirdek bölünmesi tamamlanır.
*Genellikle telofazın sonuna doğru bitki hücrelerinde orta lamel (ara plak) oluşumu, hayvan hücrelerinde sitoplazma boğumlanması başlar.
- Sitoplazma Bölünmesi (Sitokinez)
*Çekirdek bölünmesinin ardından meydana gelen sitoplazma bölünmesine sitokinez denir.
*Sitokinez genellikle telofazla başlar ve mitozun bitişinden kısa bir süre sonra iki yavru hücre oluşur.
*Sitokinez bitki ve hayvan hücrelerinde farklıdır.
*Hayvan hücrelerinde mikroflamentlerin kasılmasıyla hücre zarının her iki yönde dıştan içe boğumlanması, sitoplazmayı ikiye böler.
*Bitki hücrelerinde hücre çeperi bulunduğu için boğumlanma gerçekleşmez. Golgiden ayrılan keseciklerin orta lamel oluşturmasıyla sitoplazma bölünmesi sağlanır. Lamel oluşumu, ortada başlayıp merkezden kenarlara doğru iki yönde zara değinceye kadar devam eder
HÜCRE DÖNGÜSÜNDE DNA MİKTARI DEĞİŞİMİ GRAFİĞİ
HÜCRE DÖNGÜSÜNDE KROMOZOM SAYISI DEĞİŞİM GRAFİĞİ
HÜCRE DÖNGÜSÜNÜN KONTROLÜ VE KANSERLEŞME
*Hücre döngüsü içinde gerçekleşen yaşamsal olaylar, genlerin kontrolü altındadır.
*Birçok hücrede hücre döngüsünün evreleri arasındaki ilişkiyi sağlayan kontrol noktaları vardır.
*Bu kontrol noktaları kendinden önceki olaylar tamamlanmadan sonraki süreçlerin gerçekleşmesini engeller.
*Bunun için kontrol noktalarında “Devam et!” sinyalleri verilir. Hücre döngüsünün kontrolünde “Devam et!” sinyalleri özel proteinlerce düzenlenir.
*Hücre döngüsünün kontrol noktaları G1, G2 ve M kontrol noktalarıdır.
*G1 kontrol noktasında hücrede metabolik olaylarda bir anormallik yoksa hücre bölünme büyüklüğüne ulaşmışsa “Devam et!” sinyali verilir. Bu sinyali alan hücre, döngünün diğer evresi olan S evresine geçer.
*Hücre tarafından “Devam et!’’ sinyali alınmazsa döngü G1 evresinde durur, S evresine geçemez. Bu durumda bazı hücreler döngüden çıkarak G0 evresi olarak adlandırılan durgun döneme geçer. Örneğin ileri derecede özelleşmiş sinir, kas ve karaciğer hücreleri G0 evresindedir. Karaciğer hücreleri yaralanma gibi olaylarda büyüme faktörlerinin etkisiyle G0 evresinden G1 evresine devam edebilirler.
*G2 kontrol noktasında DNA’nın doğru eşlenip eşlenmediği ve DNA’da bir hasar olup olmadığı kontrol edilir.
*M kontrol noktasında tüm kromozomların iğ ipliklerine bağlanıp bağlanmadığı kontrol edilir. Kinetokorlar iğ ipliklerine bağlanmamışsa “Devam et!” sinyali verilmediğinden anafaz başlamaz. Bütün kinetokorlar iğ ipliklerine bağlandığında “Devam et!’’ sinyali verilir ve anafaz başlar. Böylece yavru hücrelere eşit miktarda gen ve kromozom aktarılır
*Hücrelerin bölünebilmesi için ortamda yeterli miktarda büyüme faktörü bulunmalıdır. Büyüme faktörü, belirli vücut hücreleri tarafından diğer hücreleri bölünmeye sevk etmek üzere salınan proteinlerdir.
*Hücrelere özgü belirli bir ya da birkaç çeşit büyüme faktörü vardır. Bölünerek çoğalan doku hücreleri yeterli sayıya ulaştığında büyüme faktörü etkisiyle bölünme durdurulur.
*Bazen mutasyon nedeniyle yeterli düzeyde büyüme faktörü taşımayan hücreler bölünmeye devam eder, hücre döngüsü kontrolden çıkar. Kontrolden çıkan bu anormal hücreler kendilerini yok eder. Ancak bu mekanizma da bozulursa hücreler, anormal şekilde çoğalır. Bir dokudaki anormal hücre kütlesine tümör denir.
*Hücre döngüsünün kontrolünü bozan birçok etken vardır. DNA hasarının onarılmaması bunlardan birisidir. Kontrol noktasındaki genlerin işleyişi sayesinde DNA eşlenmesi sırasında oluşabilecek hatalar belirlenir ve onarılır. Hücre döngüsünü düzenleyen genlerde meydana gelen mutasyonlarla hücre döngüsünün kontrolü bozulabilir. Mutasyonlar kendiliğinden oluşabildiği gibi virüsler, bazı kimyasal maddeler, radyasyon ve X ışınları nedeniyle de oluşabilir.
*Tümörler; aynı dokuda kalıp yayılmıyorsa iyi huylu tümör, geliştiği dokuda kalmayıp vücudun diğer bölgelerine yayılıyorsa kötü huylu tümör olarak adlandırılır. Oluşan tümör hücrelerinin bulundukları yerden ayrılarak kan ve lenf yoluyla vücudun diğer kısımlarına yayılmasına metastaz denir. Metastaz yapan tümör hücrelerine kanser adı verilir.
EŞEYSİZ ÜREME
*Ana canlının döllenme olmaksızın yeni bireyler oluşturmasına eşeysiz üreme denir.
*Eşeysiz üremeyle oluşan yeni canlılar, birbiriyle ve ana canlıyla aynı genetik özelliklere sahiptir.
*Mutasyon gerçekleşmediği sürece kalıtsal çeşitlilik sağlanmaz.
*Eşeysiz üreme canlıların uygun ortamlara dağılıp hızla çoğalmasını sağlar.
*Çevre koşulları değişmediği sürece çevreye uyum sağlamış bireyler oluşur. Ancak kural olarak eşeysiz üremede kalıtsal çeşitlilik olmadığı için değişen ortam şartlarına uyum güçleşir.
*Eşeysiz üremenin temeli mitoza dayanır.
*Tek bir ata canlının olması yeterlidir.
*Çoğalma hızı yüksektir. Kısa sürede çok sayıda yavru bireyler oluşur.
*Eşeysiz üreme tek hücrelilerin, bitkilerin, mantarların ve hayvanların bazılarında görülür.
Eşeysiz üreme çeşitleri
*Bölünerek üreme
*Tomurcuklanma
*Sporla üreme
*Rejenerasyon
*Partenogenez
*Bitkilerde vejetatif üreme
Bölünerek üreme,
*Prokaryot canlılarda ve ökaryotik tek hücrelilerde görülür.
*Bölünerek üreme en hızlı üreme tipidir. Birey sayısı geometrik dizi şeklinde (2,4,8,16,32…) artar.
*Prokaryotlarda bölünerek üreme, mitoz esasına dayanmaz. Çünkü mitoz kelime anlamı olarak çekirdek bölünmesi demektir. Ata canlı, ikiye bölünerek ürer. Ökaryot tek hücrelilerde, bölünerek üreme mitoz esasına dayanır. Çekirdek ve sitoplazma bölünmesi gerçekleşerek iki yeni hücre oluşur.
*Bakterilerde önce DNA kendini eşler ve eşlenme tamamlandıktan sonra DNA’lar birbirinden ayrılır. Hücre zarı içeriye doğru çöker. Sitoplazma ikiye bölünür. Arada hücre duvarı oluşarak bölünmeyle iki yeni bakteri meydana gelir.
*Uygun koşullarda bazı bakteriler yirmi dakikada bir bölünerek çoğalır.
Tomurcuklanma
*Tomurcuklanmayla üreme tek hücreli bir mantar çeşidi olan bira mayasında ve hayvanlardan hidra, mercan gibi canlılarda görülür.
*Tomurcuklanma, ana bireyin vücudunda mitozla oluşan çıkıntının (tomurcuk) gelişmesiyle yeni bir bireyin oluşmasıdır.
*Tomurcuklanma sonucu oluşan yeni bireyler ana bireye bağlı kalarak yaşamını sürdürürse koloni oluşur. ,
*Çok hücrelilerde tomurcuklanma sürecinde mitoz ve hücre farklılaşması görülür.
Sporla Üreme
*Sporla üreme; tek hücrelilerden plazmodyumda, bazı mantarlarda, kara yosunu ve eğrelti otu gibi bazı tohumsuz bitkilerde görülür.
*Kalın bir örtüyle çevrili, olumsuz koşullara dayanıklı, özelleşmiş üreme hücrelerine spor adı verilir.
*Sporların uygun şartlarda gelişip yeni canlılar oluşturmasına sporla üreme denir.
*Sporlar n kromozomludur ve uygun koşullarda mitozla yeni bireyler oluşturur. Sporlarla döllenme gerçekleşmez.
*Bazı mantarların spor keselerinde mitozla çok sayıda n kromozomlu spor oluşur.
*Sporların kamçısı olmadığından su ve rüzgâr gibi etkenlerle pasif olarak taşınır.
*Bu sporlar, koşulların uygun olduğu nemli ortamlarda gelişerek yeni mantarları oluşturur.
*Böylece mantarların eşeysiz üremeleri gerçekleşmiş olur.
Rejenerasyon
*Birçok canlı, değişik nedenlerle zarar gören ya da kopan vücut parçalarını yenileme özelliğine sahiptir. Bu özelliğe rejenerasyon denir.
*Bazı canlılar kopan vücut parçalarının eksik kısımlarını tamamlayarak yeni canlılara dönüşür. Bu şekilde gerçekleşen eşeysiz üreme çeşidine rejenerasyonla üreme adı verilir.
*Rejenerasyon; bazı canlılarda doku düzeyinde bazı canlılarda organ düzeyinde, bazı canlılarda ise vücut düzeyinde gerçekleşir.
*Doku ve organ düzeyli rejenerasyonlar üreme değildir.
*Kuşlar ve memelilerde rejenerasyon çoğunlukla doku düzeyinde; yengeç, semender ve kertenkele gibi bazı hayvanlarda organ düzeyinde gerçekleşir.
*Denizyıldızında kopan kol, merkezî diskten pay almamışsa rejenerasyon organ düzeyindedir. Vücut düzeyinde rejenerasyonda da kopan kol, merkezî diskten pay almışsa yeni bir birey meydana gelir.
*Planaryada rejenerasyon vücut düzeyinde olup üremeyi sağlar. Oldukça yüksek rejenerasyon yeteneğine sahiptir. Planaryanın orta kısmından alınan yeterli büyüklükteki parça, yeni bir baş ve kuyruk oluşturabilir. Boyuna ikiye kesildiğinde de iki yeni birey meydana gelir.
*Rejenerasyonda mitoz, büyüme, gelişme, yeni doku ve organların oluşumu sırasında farklılaşma gerçekleşebilir. *Canlıların gelişmişlik düzeyi ile rejenerasyon yeteneği ters orantılıdır.
*Yengeç çenesini, semender bacağını, kertenkele kuyruğunu yenileyebilir.
*İnsanda kırılan kemiğin onarılması, yaraların iyileşmesi, bağırsak iç yüzeyinin ve dilin hücrelerinin yenilenmesi doku düzeyindedir. Karaciğer, deri, mide insanda rejenerasyon yeteneği yüksek olan organlara örnek olarak verilebilir.
Partenogenez
*Döllenmemiş yumurta hücresinin mitozla gelişerek yeni birey oluşturmasına partenogenez denir.
*Eşeyli üreyebilen canlılarda da görülebilen partenogenez, güncel bilimsel kaynaklarda eşeysiz bir üreme yöntemi olarak tanımlanır.
*Canlılarda iki çeşit partenogenez görülür. Bal arıları, yaban arıları ve birçok karıncada görülen partenogenezde haploit (n kromozomlu) bireyler oluşur. Örneğin bal arılarında kraliçe arının mayozla ürettiği yumurta, döllenmeden mitozla gelişirse erkek birey oluşur. Haploit erkek bireylerin mitozla üreteceği spermler ise eşeyli üremede rol oynar.
*Bazı balıklar, çift yaşamlı canlılar ve sürüngenlerde görülen partenogenezde ise diploit (2n kromozomlu) bireyler oluşur. Örneğin kamçı kuyruklu kertenkelelerde erkek birey yoktur sadece dişi bireyler vardır. Dişi bireyin mayozla ürettiği yumurtanın kromozomları iki katına çıkarak diploit hücre oluşturur. Diploit hücre, mitozla gelişerek yeni bireyi meydana getirir.
Bitkilerde Vejetatif Üreme
*Vejetatif üreme, yüksek yapılı bitkilerde görülen eşeysiz üreme şekli olup temeli mitoza ve yenilenmeye dayanır. *Bitkilerin kök, gövde, dal ve yaprak gibi kısımlarından yeni bitkilerin oluşmasına vejetatif üreme denir.
*Kültür muzu ve çekirdeksiz üzüm gibi tohum yapma yeteneğini yitirmiş ya da gül, çilek, kavak, söğüt gibi tohumla çoğaltılabilen ancak genetik özelliklerinin korunması istenen bitkiler bu yolla üretilir.
*Bitkilerde sürünücü gövde, yumru gövde ve rizom gövde gibi yapılarda bulunan büyüme dokularının gelişimi ile oluşan fideler yeni canlıları oluşturur. Örneğin ayrık otu ve zencefil gibi bitkilerin toprak altı gövdesindeki (rizom) gözlerden (nodyum) gelişen sürgünler, yeni bitkiler oluşturur. Çilekte ise toprak üstü sürünücü gövde (stolon) köklenerek yeni çilek bitkilerini oluşturur.
*Vejetatif üreme, ticari olarak tarımsal üretimde büyük avantajlar sağlar. Bu yöntemle daha kısa sürede ve çevreye uyumlu, istenilen özellikte, bol ve kaliteli ürün veren bitkiler üretilir.
Bitkilerde Uygulanan Vejetatif Üreme Şekilleri
*Yumruyla üreme
*Soğanla üreme
*Rizomla üreme
*Sürünücü gövdeyle üreme
*Daldırma yöntemiyle üreme
*Çelikle üreme
*Aşılamayla üreme
*Doku kültürüyle üreme
Yumruyla Üreme
*Bazı bitkilerin toprak altında bulunan ve besin depolayan şişkin gövdelerine yumru denir.
*Yumrularda birden fazla göz adı verilen kısım vardır.
*Her bir gözde oluşan sürgünlerden de yeni bir bitki gelişir. Böylece vejetatif üreme gerçekleşir.
*Patates ve yer elması gibi bitkilerin yumru gövdeleri üzerindeki gözlerden gelişen sürgünler, yeni bitkileri oluşturur.
Soğanla Üreme
*Soğanlar toprak altı yassı gövde olarak tanımlanır.
*Bitki, toprak altında yeni soğanlar üretir.
*Bu soğanlar birbirlerinden ayrı ayrı köklenerek bitkinin toprak üstü kısımlarını üretirler. Böylece vejetatif üreme gerçekleşir.
*Soğan, sarımsak ve lale gibi bitkiler soğanla üreyebilirler. Soğanla üreyen bitkilerin bir kısmı tohum oluşturarak eşeyli üremeyle de çoğalabilir.
Rizomla Üreme
*Bir toprak altı gövde çeşidi olan rizomla bazı bitkiler eşeysiz çoğalabilir.
*Bitki toprak altında yeni rizomlar üretir. Rizom uygun ortam koşullarında yeni bir bitki oluşturur.
*Rizomlarda bulunan göz adı verilen kısımlardan da birer bitki meydana gelebilir.
*Ayrık otu ve zencefil gibi bitkilerin rizomları üzerindeki üreme gözlerinden yeni bitkiler meydana gelir.
Sürünücü Gövdeyle Üreme
*Çilek gibi bitkilerde stolon denilen sürünücü gövdeler, toprak üstünde bitkinin geniş alana yayılmasını sağlari
*Yayılan sürünücü gövdeler, toprakla temas ederek yeni kökler oluşturur.
*Sürünücü gövde üzerindeki üreme gözlerinden kalıtsal olarak aynı yavru bitkiler meydana gelir.
Daldırma Yöntemiyle Üreme
*Daldırma yöntemiyle üreme, kök gelişimi uzun süren bitkilerde uygulanır.
*Bitkinin toprağa yakın kısmından çıkan dalı bitkiden ayrılmadan bükülerek ucu dışarıda, hava ve ışık alacak şekilde toprağa gömülür.
*Gömülen dal, köklendiği zaman ana bitkiden ayrılarak yeni bir bitki elde edilir.
*Portakal, mandalina, böğürtlen, asma ve fındık gibi bitki türleri bu yöntemle çoğaltılabilir.
Çelikle Üreme
*Bitkilerin kök, gövde ve yaprak gibi kısımlarından alınan bitki parçalarına çelik adı verilir.
*Çeliklerin başka uygun bir yerde köklendirilerek yeni bir bitkinin elde edilmesine çelikle üreme denir.
*Çelikle üremede birim alanda çok sayıda ve kısa sürede yeni bitkiler elde edilir.
*Afrika menekşesi, begonya, söğüt, kavak, elma, ayva, erik, asma ve zakkum gibi bitkiler çelikle üreyen bitkilere örnek verilebilir.
Aşılama İle Üreme
*Çelikle üremenin farklı bir şeklidir. Bir bitkiden alınan sürgünün (aşı) başka bir bitkinin gövdesine (anaç) eklenmesi tekniğidir.
*Aşılama yakın türler ya da aynı türe ait bireyler arasında yapılır. Bu sayede üstün veya istenilen özelliklerin bir bitkide birleştirilmesi sağlanır.
*Örneğin kaliteli üzüm üretiminde meyve kalitesi yüksek aşılar, topraktaki hastalıklara dayanıklı anaç bitkiye uygulanır. Meyve kalitesini belirleyen unsur aşının genleridir.
*Kolay yöntemlerle çoğaltılamayan türlerin yok olmasını önlemek amacıyla da aşılama uygulanır.
Doku Kültürü Tekniği
*Doku kültüründe bir bitkinin hücre, doku veya organ gibi kısımları kullanılır. Steril şartlarda ve uygun yapay besin ortamında yeni doku, bitki ya da bitkisel ürünler elde edilir.
Doku kültürü yönteminin basamakları:
*Kök, gövde, dal, yaprak uçlarından ya da tohum kabuğundan alınan küçük doku parçaları steril besi ortamına konur.
*Besi ortamındaki hücreler bölünüp çoğalarak kallus (düzensiz doku kümesi) oluşturur.
*Kallus, büyüme hormonu içeren ortama alınır. Patates kallusu gibi bazı bitki kallusları bu aşamada hormona gerek duymaz.
*Kallustan farklılaşan hücreler, kök ve gövdeye sahip yeni bitkiler oluşturur. Bazı bitkilerde farklılaşan kallus hücrelerinden embriyo oluşturulabilir.
*Doku kültürü tekniğiyle istenilen özelliklere sahip bitkilerin çok fazla kopyası oluşturulabilir.
*Mısır, buğday, pirinç ve soya fasulyesi gibi bitkilerin ıslahı ve ticari üretiminde bu yöntemden yararlanılır. Ayrıca ticari bahçecilik, seracılık ve çevre düzenlemelerinde melez orkide, gül, zambak ve manolya gibi süs bitkilerinin hızlı çoğaltılmasında bu yöntem kullanılır.
*Doku kültürü tekniği; üretimi zor olan türlerin çoğaltılması, soyu tükenmekte olan türlerin korunması ve ticari değeri olan bitkilerin çok sayıda elde edilmesi gibi amaçlarla kullanılır.
MAYOZ BÖLÜNME
*Mayoz, canlıların üreme organlarındaki eşey ana hücrelerinde (üreme ana hücreleri) meydana gelir.
*Mayoz ve döllenme eşeyli üremenin temelini oluşturur.
*Mayoz ve eşeyli üreme canlı çeşitliliğini sağlayan olaylardır.
*Her iki olay da aynı türün bireyleri arasında kalıtsal çeşitliliği (varyasyon) sağlar
*Mayoz sonucu oluşan ve döllenme için farklılaşan hücrelere gamet (üreme hücresi) adı verilir.
*Gametlerin mayozla meydana getirilmesi olayına gametogenez denir.
*Gametogenez sonucunda oluşan dişi gamet, yumurta; erkek gamet, sperm adını alır.
*Mayoz sonunda oluşan yavru hücreler, hem ana hücreden hem de birbirinden farklı kalıtsal özelliklere sahiptir.
*Biri anneden diğeri babadan gelen, şekil ve yapı bakımından birbirine benzeyen kromozomlara homolog kromozomlar denir.
*Homolog kromozomlar üzerinde genlerin bulunduğu özgün bölgelere lokus adı verilir.
*Homolog kromozomların karşılıklı lokuslarında aynı karaktere ait genler bulunur
*Çoğu canlıda üreme organlarındaki eşey ana hücreleri, homolog kromozomları çiftler hâlinde taşır. Bu hücreler diploit hücrelerdir. Diploit hücre 2n ile gösterilir.
*Gametler genellikle mayozla oluştuklarından homolog kromozomlardan sadece birini taşır. Bir takım kromozom taşıyan hücrelere haploit hücre denir. Haploit hücre n ile gösterilir. Örneğin sağlıklı bir insanın eşey ana hücrelerinin kromozom sayısı 2n = 46’dır. Kromozom sayısı mayoz sonunda yarıya iner. Gametlerin kromozom sayısı n = 23 olur.
*Eşey ana hücreleri, mayoza başlamadan önce mitozda olduğu gibi bir interfaz geçirir.
*İnterfazda ATP ve protein sentezi gibi metabolik olaylar hızlanır. DNA kendini eşler ve miktarı iki katına çıkar. Hayvan hücrelerinde sentrozomlar eşlenir.
*Mayoz, mayoz I ve mayoz II olmak üzere iki hücre bölünmesinden meydana gelir. Mayoz I’de önce çekirdek ardından sitoplazma bölünür.
Mayoz I Evreleri
- a) Çekirdek bölünmesi I (Karyokinez I)
*Profaz I
*Metafaz I
*Anafaz I
*Telofaz I
- b) Sitoplazma bölünmesi I (Sitokinez I)
Profaz I
*Eşlenen kromatin iplikler kısalıp kalınlaşır, kromozoma dönüşür, böylece bölünme sırasında kromozomların hareketi kolaylaşır.
*Bir kromozom, birbirinin kopyası iki kardeş kromatitten oluşur.
*Homolog kromozomlar yan yana gelerek dört kromatitten oluşan bir yapı meydana getirir. Bu yapıya tetrat adı verilir.
*Homolog kromozomlar, yan yana gelip fiziksel olarak birbirlerine geçici bağlanırlar. Bu olaya sinapsis denir.
*Sinapsis sırasında homolog kromozomların kardeş olmayan kromatitleri, çapraz olarak üst üste gelir. Bu şekilde temas ettikleri bölgelere kiyazma denir. Kiyazma, sinapsis yapan homolog kromozomların anafaz I’e kadar bir arada kalmasını sağlar.
*Tetratlarda kardeş olmayan kromatitlerin, gen alışverişi yapmalarına krossing over (parça değişimi) denir.
*Krossing over, yeni gen kombinasyonlarına neden olduğundan oluşabilecek gamet çeşitliliğini artırır.
*Gamet çeşitliliğindeki bu artış döllenme sonucu oluşabilecek tür içi çeşitliliğini artırır.
*Hayvan hücrelerinde sentrozomlar, karşılıklı olarak hücrenin kutuplarına çekilir ve sentrozomların arasında iğ iplikleri oluşur.
*Bu evre sonunda çekirdek zarı parçalanır, çekirdekçik ve endoplazmik retikulum kaybolur.
*Kromozomlar, kinetokorlarından iğ ipliklerine tutunarak ekvatoral düzleme (metafaz plağına) göç etmeye başlar.
Metafaz I
*Homolog kromozomlar, karşılıklı gelecek şekilde ekvatoral düzlemde rastgele dizilir.
*Kromozomların kinetokorlarına, iğ ipliklerinin bağlanıp bağlanmadığı kontrol edilir. Tüm kromozomların kinetokorlarına iğ iplikleri bağlanmışsa anafaz I’e geçilir.
Anafaz I
*Homolog kromozomlar, iğ iplikleri yardımıyla bir birinden ayrılır ve zıt kutuplara çekilir.
*Homolog kromozomlar metafaz I’de ekvatoral düzlemde rastgele dizildiklerinden hangi kutba gideceği şansa bağlıdır. *Bu durum gamet çeşitliliğine neden olan en önemli faktörlerden biridir.
*Homolog kromozomların farklı kutuplara gitmesiyle kromozom sayısının yarıya inme temeli atılır.
Telofaz I
*Zıt kutuplara çekilmiş kromozomlarda sentromer ayrılması gerçekleşmediğinden eşlenmiş kromatitler bir arada bulunur.
*Çekirdek zarı ve çekirdekçik canlı türüne özgü olarak yeniden oluşabilir.
*İğ iplikleri kaybolur.
*Telofaz I ile eş zamanlı olarak sitokinez I başlar.
- b) Sitoplazma Bölünmesi I (Sitokinez I)
*Sitokinez, hayvan hücrelerinde dıştan içe boğumlanmayla; bitki hücrelerinde içten dışa ara lamel oluşumuyla gerçekleşir.
*Mayoz I tamamlandığında homolog kromozomların bir birinden ayrılmasıyla kromozom sayısı başlangıçtakinin yarısına iner, diploitten haploite düşer.
*Kromozomların kardeş kromatitleri henüz ayrılmamıştır. Sitokinez I sonunda interfazdaki kromozom sayısının yarısına sahip iki hücre oluşur.
*Sitokinez I sonunda “n” kromozomlu iki yavru hücre oluşur.
*Bu hücreler mayoz II’ye girerken interfaz görülmez ancak hayvan hücrelerinde sentrozom eşlenir.
*Bu yavru hücrelerin her biri, DNA eşlenmesi gerçekleşmeden ayrı ayrı mayoz II geçirir.
*Çekirdek ve sitoplazma yeniden bölünür.
Mayoz II Evreleri
- a) Çekirdek Bölünmesi II (Karyokinez II)
*Profaz II
*Metafaz II
*Anafaz II
*Telofaz II
- b) Sitoplazma Bölünmesi II (Sitokinez II)
- a) Çekirdek Bölünmesi II (Karyokinez II)
Profaz II
*Bu evrede iğ iplikleri oluşur. Kromozomlar, iğ ipliklerine kinetokorlarından bağlanır ve ekvatoral düzleme hareket etmeye başlar.
*Çekirdek zarı ve çekirdekçik, mayoz I sonunda yeniden oluşmuşsa bu evrede parçalanarak kaybolurlar.
Metafaz II
*Kromozomlar, mitoz metafazında olduğu gibi ekvatoral düzlemde yan yana dizilir.
Anafaz II
*Kardeş kromatitler, birbirinden ayrılarak zıt kutuplara çekilir.
*Ayrılan her bir kromatit, bu evreden itibaren kromozom olarak adlandırılır.
*Bu nedenle kromozom sayısı iki katına çıkar, bu durum geçicidir.
Telofaz II
*Bu evrede zıt kutuplara çekilmiş kromozomlar tekrar kromatin ipliklere dönüşür.
*İğ iplikleri kaybolur.
*Çekirdek zarı, çekirdekçik ve endoplazmik retikulum yeniden oluşur.
*Bu evreyle eş zamanlı olarak sitokinez II başlar ve devam eder.
- b) Sitoplazma Bölünmesi II (Sitokinez II)
*Bu evrede sitoplazma bölünmesi tamamlanır.
*Böylece haploit (n) kromozomlu dört hücre oluşur.
*Yavru hücrelerin sitoplazma miktarı ve organel sayısı farklılık gösterebilir.
*Mayoz sonunda dört yavru hücre meydana gelir.
*Sağlıklı olan hücrelerin kromozom sayısı aynı ancak kalıtsal olarak birbirinden farklıdır.
MAYOZ’ DA DNA MİKTARI DEĞİŞİMİ
MAYOZ’DA KROMOZOM SAYISI DEĞİŞİMİ
EŞEYLİ ÜREME
*Eşeyli üremenin temelini mayoz ve döllenme oluşturur.
*Erkek ve dişi bireylerin üreme organlarında üreme ana hücreleri bulunur ve bu hücreler mayoz ile üreme hücrelerini oluşturur.
*Üreme hücreleri döllenme yoluyla birleşerek zigotu oluşturur.
*Zigot, geçirdiği mitoz bölünmeler sonucunda hücre sayısını artırır. Hücreler daha sonra doku ve organ düzeyinde farklılaşarak yeni bireyi oluşturur.
*Eşeyli üreme birçok canlı türünde görülür.
*Bitkiler âleminin tohumlu bitkiler grubundaki çoğu bitki eşeyli ürer.
*Kapalı tohumlu bitkilerin üreme organı çiçektir.
*Birçok tohumlu bitkinin çiçeğinde erkek ve dişi organ birlikte bulunur.
*Örneğin gül ve erik bitkilerinin çiçekleri bu şekildedir.
*Bazı canlılarda erkek ve dişi gamet, aynı canlı tarafından üretilebilir. Böyle canlılara erselik canlılar (hermafrodit) denir * Erselik canlılar kendilerini dölleyebilir ancak birçok hermafrodit canlı kendini döllemeyi engelleyen adaptasyonlara sahiptir.
*Örneğin hermafrodit birey yumurta ve spermi farklı zamanlarda üreterek aynı türün başka bir bireyi ile döllenmeye katılabilir. Bu sayede gerçekleşebilecek tür içi çeşitlilik olasılığı artar.
