Hücre Bölünmeleri ve Üreme

MİTOZ BÖLÜNME

  • Bir hücrenin genetik bilgisini taşıyan DNA’ya genom adı verilir.
  • Gen, DNA üzerinde canlıya ait bir özelliğin bilgisini taşıyan bölümlerdir.
  • Lokus, kromozomlar üzerinde genlerin bulunduğu bölgelerdir.
  • Bir hücrede karyokinez evresi dışında kromozomlar kromatin iplikler halinde bulunur.
  • DNA’nın proteinlerle sarı hallerine kromatin iplik adı verilir.
  • Kromatin ipliklerin kısalıp kalınlaşmasıyla kromozomlar oluşur.
  • DNA kendini eşlediğinde kromozomlar iki kromatitli hale gelir. Her bir kardeş kromatitlerde bulunan DNA’lar birbirinin kopyasıdır.

Mitoz Bölünmenin Genel Özellikleri

  • Bir hücreden iki yeni hücre oluşturulur. Bu esnada ana hücredeki kalıtım materyalleri eşit miktarda yavru hücrelere aktarılır.
  • Mitoz bölünme sonucu oluşan hücreler ana hücrenin tüm özelliklerini taşıması beklenir. Bu nedenle mitoz bölünme ile hücre sayısı artarken kromozom sayısı sabit kalır.
  • Mitoz bölünme kalıtsal çeşitlilik sağlamaz. Eğer mitoz bölünme evreleri devam ederken mutasyon meydana gelirse kalıtsal çeşitlilik sağlanabilir.
  • Haploit veya diploid kromozom yapısı fark etmeksizin bölünme yeteneği olan her hücre arka arkaya çok sayıda mitoz bölünme geçirebilir.
  • Mitoz bölünme sonucu oluşan hücrelerin büyüklüğü, sitoplâzma miktarı, organellerin sayısı farklılık gösterebilir.
  • Çok hücreli bir canlının hayat döngüsünde zigot oluşumu ile birlikte mitoz bölünme başlar ve canlının ölümüne kadar devam eder.
  • Bireyin yaşına göre ve dokularının çeşidine göre mitoz bölünme hızı değişir. Embriyonik dönemde ve genç bireylerde mitoz bölünme hızlı iken, yaşlanmaya bağlı olarak mitoz bölünme hızı azalır. Bu nedenle yaşlı bireylerde doku onarımı ve yaraların iyileşmesi uzun sürer.
  • Mitoz bölünme tek hücreli canlılarda üremeyi sağlarken, çok hücreli canlılarda büyüme ve onarımı sağlar.
  • Mitoz bölünmenin gerçekleşebilmesi için iğ ipliklerinin oluşması gerekmektedir.
  • Prokaryot hücre yapısına sahip olan bakteri ve arkelerde mitoz bölünme görülmez. Bu prokaryot hücrelerde iğ ipliği oluşumu meydana gelmez.

Hücreyi Mitoz Bölünmeye İten Faktörler

  • Hacim/yüzey oranının artması;

+  hücre sitoplâzmasının hücreye sığmaması,

+ çekirdeğin hücreyi yönetmekte zorlanması,

+ hücre zarının madde alışverişinde yetersiz kalması,

  • Hormonsal uyarılar. (STH, Tiroksin …)
  • Dokularda meydana gelen tahribatlar ve yaralar
  • Çekirdeğin bölünme emrini vermesi (Çekirdek DNA’sını eşlenmiş olası)
֎ Çekirdek DNA’sının eşlenmesi her zaman mitoz bölünme ile sonuçlanmaz. Birden fazla çekirdekli hücrelerin oluşası ortaya çıkabilir. (Örneğin paramezyum)

HÜCRE DÖNGÜSÜ

  • Bir hücrenin bölünmeye başlamasından itibaren takip eden diğer hücre bölünmesine kadar geçen zamana hücre döngüsü adı verilir.
  • Hücre döngüsünün süresi hücre tipine göre farklılık gösterir. Embriyonik hücrelerde çok hızlı, yaşlı bireylerin dokularında çok yavaştır.
  • Hücre döngüsünün tamamlanma süresi sıcaklık, hücre tipi, beslenme ve canlının fizyolojik durumuna göre farklılıklar gösterebilir.
  • Hücre döngüsü interfaz ve mitotik evre olmak üzere iki ana evreden meydana gelir.

MİTOZ BÖLÜNMENİN EVRELERİ

  1. İNTERFAZ
  • İki mitoz bölünme arasındaki gelişme safhasıdır. Hücreler yaşamlarının yaklaşık %90 gibi büyük bir kısmını bu evrede geçirirler.
  • İnterfaz bölünme safhası olmayıp bölünmeye hazırlık ve hücrenin yaşam safhasıdır.
  • İnterfaz G1, S ve G2 olmak üzere üç evreden oluşur.
  1. G1 Evresi
  • Hücre hacim ve yüzey olarak artar. ATP sentezi hızlanır.
  • Organel sayısı artar. Protein sentezi hızlanır. Metabolizma hızı en yüksek düzeye ulaşır.

S Evresi

  • Çekirdek DNA’sı kendini eşler. Hücredeki DNA miktarı iki katına çıkar.
  • Kromatin iplikler ikili hale gelir.
  • Eğer hücre sentrozoma sahip bir hücreyse sentrioller kendini eşleyerek sentrozomları oluştururlar

G2 Evresi

  • En kısa süren evredir. RNA ve protein sentezi devam eder.

• Embriyonik hücrelerde normal hücrelerden farklı olarak interfaz evresinde S evresi görülürken G1 ve G2 evreleri görülmez. Bundan dolayı embriyonik hücreler büyümeden kısa sürede hızla çoğalır. Embriyonik hücrelerin boyutu sürekli küçülür.

• Sinir ve çizgili kas hücreleri bölünmezler. Bu hücreler G1 evresinden çıkarak hücre döngüsünde G0 olarak adlandırılan durgun evreye girerler.

• Bazı hücreler (karaciğer hücresi gibi ) normalde bölünmeyip, ancak yaralanma veya hücre ölümü sonucunda kaybedilen hücrenin yenilenmesi gerektiğinde bölünür. Bu bölünmenin gerçekleşebilmesi için dış uyarıcılara ihtiyaç vardır.

• ATP sentezi devam eder.

UYARI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1. MİTOTİK EVRE
  2. KARYOKİNEZ

1.Profaz

  • Kromatin iplikler yoğunlaşarak kısalıp kalınlaşır ve kromozomları oluşturur.
  • Her kromozom iki kromatitten oluşur. Bir kromozomu oluşturan bu kromatidlere kardeş kromatit denir. Kardeş kromatitler sentromer bölgesinden birbirine bağlanırlar.
  • İnterfazda eşlenen sentrioller hücrenin zıt kutuplarına hareket ederler. Bu esnada iğ ipliklerini oluşturarak kardeş kromatitlerin kinetokor bölgesine bağlanır. Bir kısım iğ iplikleri de hücrenin ortasına doğru uzar.
  • Çekirdek zarı ve çekirdekçik kaybolur.
  • Bazı hücre organellerinin zarları parçalanarak ortadan kalkar. (Endoplazmik retikulum gibi)
֎ Hayvan hücrelerinde iğ ipliklerini sentrozom oluştururlen, bitki hücrelerinde kümelenmiş mikrotübüller oluşturur.

2.Metafaz

  • Kinetokorlarından iğ ipliklerine tutunmuş kromozomlar hücrenin orta düzlemine tek sıra halinde dizilirler. Diploid kromozomlu canlılarda homolog kromozomlar tek sıra halinde dizilir. Karşılıklı dizilme meydana gelmez.
  • Kromozomların en iyi izlendiği evredir. Bu evrede kromozomların fotoğrafları çekilebilir.
  • Kromozomların karyotip analizleri yapılır. Bu evrede kromozomlarda bir hasarın varlığı tespit edilebilir.
  1. Anafaz
  • Kromozomların sentromerleri ikiye bölünür.
  • Kardeş kromatitler iğ iplikleri yardımıyla birbirinden ayrılarak farklı kutuplara çekilir.
  • Birbirinden ayrılmış olan kardeş kromatitler kromozomlara dönüşürler. Kardeş kromatitler ayrıldıktan sonra hücredeki kromozom sayısı iki katına çıkar.
  • Kinetokorlara bağlı olmayan iğ iplikleri hücrenin zıt kutuplarına doğru uzayarak hücrenin boyca uzamasını sağlar. Ayrıca kromozomların hareketine katkı sağlar.
  • Anafaz evresinin sonunda hücrenin her iki kutbunda tam bir kromozom takımı bulunur.
  1. Telofaz
  • Kromozomlar uzayarak kromatin iplik haline dönüşür.
  • İğ iplikleri kaybolur.
  • Çekirdek zarı ve çekirdekçik yeniden oluşur.
  • Hücre iki çekirdekli hale gelir.
  1. SİTOKİNEZ (SİTOPLAZMA BÖLÜNMESİ)
  • Hayvan hücrelerinde sitoplazma dıştan içe doğru boğumlanma yaparak hücreyi ikiye ayırır.
  • Sitoplazma boğumlanması sırasında aktin proteinlerinden oluşan mikroflamentler görev alır.
  • Sitokinez ekvatoral bölgede çok derin olmayan bir oluğun oluşumu ile başlar. Bu oluğun sitoplazmaya bakan tarafında mikroflamentlerin oluşturduğu kasılabilen bir halka bulunur. Bu halka sitoplazmayı ikiye bölecek şekilde kasılarak daralır ve hücre boğumlanarak ikiye bölünür.
  • Bitki hücrelerinde hücre çeperi bulunduğu için sitoplazma boğumlanması görülmez.
  • Golgi aygıtı tarafından oluşturulan kesecikler hücrenin ortasında ara lamel (hücre plağı) oluştururlar.
  • Ara lamel oluşumu hücrenin ortasında başlar ve hücre zarına gelinceye kadar devam eder. İki yeni hücre oluşmuş olur.

 

AMİTOZ

  • Basit yapılı bazı tek canlılarda görülen mitoza benzer bölünme şeklidir.
  • Amitoz bölünmede çekirdek zarı erimeden uzayarak boğumlanır ve ikiye bölünür.
  • Çekirdek bölünmesini takip eden bir de sitoplazma bölünmesi görülür.
  • Bu bölünmede iğ iplikleri görev yapmaz.
  • Bira mayasında, kıkırdak hücrelerinde, kanser hücrelerinde ve bazı protista alemi üyelerinde görülür.

HÜCRE DÖNGÜSÜNÜN KONTROLÜ

  • Hücre döngüsünün temel kontrol noktaları G1, G2 ve M kontrol noktalarıdır.
  • Bu kontrol noktalarında “dur” veya “devam et” sinyalleri döngüyü düzenler.

G1 Kontrol Noktası

  • İnterfaz G1 evresinde görev yapar.
  • Hücre yeterli büyüklüğe ulaşmışsa, ortamda yeterli besin ve büyüme faktörü varsa, DNA da herhangi bir bozukluk bulunmuyorsa “devam et” sinyali ile hücre bir sonraki evreye başlar.

G2 Kontrol Noktası

  • İnterfazın G2 evresinde görev yapar.
  • DNA hasarı ve hücrenin büyüklüğü kontrol edilir. Eğer DNA da bir bozukluk varsa bu durum düzeltilinceye kadar hücre döngüsü durdurulur.

M Kontrol Noktası

  • Karyokinezin metafaz evresinde görev yapar.
  • İğ ipliklerinin kromozomların kinetokor bölgesine bağlanması kontrol edilir.
  • Kinetokorlar iğ ipliklerine tutunmazsa bir sonraki evre olan metafaz safhasına geçemezler.
• Hücre döngüsünün doğru işleyebilmesi için kontrol noktalarında siklin ve siklin bağımlı kinazlar molekülleri bulunur.

• Siklinler ve siklin bağımlı kinazların miktarındaki ve aktivitelerindeki düzenli değişimler hücre döngüsünün ardışık olaylarının akışını belirler.

• Büyümekte olan bir hücrede siklin bağımlı kinazlar sabit bir derişimde bulunur. Ancak bu moleküller hücrede çoğu zaman inaktif haldedir.

• İnaktif siklin bağımlı kinazın aktif hale gelebilmesi için bir sikline bağlanması gerekir. Bu moleküllerin aktif hale geçmesiyle oluşan sinyallerle hücre döngüsünün başlaması ve devam ettirilmesi sağlanır.

• Büyüme faktörü, hücrenin bölünmesini uyarmak üzere salınan bir faktördür. Büyüme faktörü etkisi ile uyarılan hücreler bölünür.

• Normal bir doku hücresinde bölünme belirli bir hücre sayısına ulaşınca durur. Eğer bölünme durdurulmayıp sürekli devam etseydi vücut organlarında orantısız ve anormal büyümeler meydana gelirdi. Hücrelerde bulunan bazı proteinler bölünmeyi kontrol altında tutarak bu durumun oluşmasına izin vermezler.

• Bazen büyüme faktörü yeterli düzeyde olmasa bile hücreler “dur” sinyaline cevap vermezler ve sürekli bölünebilirler. Bu durumda hücreler kontrolsüz olarak çoğalırlar.

• Sinyallere cevap vermeyip sürekli bölünen hücreler kansere sebep olur.

Kontrolsüz Hücre Bölünmesi (Kanser)

  • Normal vücut hücresinde hücre döngüsü belirli genler tarafından düzenlenir. Bazı mutasyonlar bu genlerin etkinliğini değiştirerek kansere yol açabilir.
  • Bu mutasyonlar rastgele oluşabileceği gibi virüsler, bazı kimyasal maddeler, X ışınları, radyasyon gibi birtakım faktörler yoluyla meydana gelebilir.
  • Laboratuvar ortamında normal memeli hücresi kültüründe hücrelerin tümü ancak 20-50 kez bölünebilirken, kültürde üretilen kanser hücreleri yeterli besin sağlandığında sonsuz sayıda bölünebilir.
  • He La hücreleri kontrolsüz hücre bölünmelerine örnektir.
  • Normal bir hücrenin bölünme programının bozulmasıyla anormal bölünen kanser hücreleri meydana gelir. Kanserli hücrelerin normal hücrelere göre yapı ve fonksiyonlarında değişmeler gözlenir. Bu hücrelerin çekirdekleri büyüktür. Kromozomlarında sayıca farklılıklar ve bozulmalar görülür. Ayrıca DNA ve RNA oranında da düzensizlikler meydana gelir. Sonuç olarak hücrelerde anormal bölünme, beslenme ve fonksiyon bozuklukları ortaya çıkar.
  • Vücudun bağışıklık sistemi kanserli hücreleri genellikle ortadan kaldırır. Ancak vücut bağışıklık sistemi ile ortadan kaldırılamayan kanser hücrelerinin bölünerek oluşturduğu hücre kitlesine tümör adı verilir.
  • Sürekli oluştuğu dokuda kalan ve etrafa yayılmayan tümörlere iyi huylu tümör adı verilir. İyi huylu tümörlerin çoğu önemli sorunlara neden olmazlar. Bu tümörler ameliyatla vücuttan tamamen alınabilirler.
  • Oluştuğu dokudan kan ve lenf yoluyla vücuttaki farklı bölgelere yayılan gelişen tümörlere ise kötü huylu tümör adı verilir. Kötü huylu tümörlerin başlangıç bölgesinden ayrılarak farklı doku ve organlara yayılmasına metastaz denir.
  • Kanserli hücreler anormal beslendikleri için oluştukları dokunun fonksiyonunu bozarlar. Kanserleşen hücrelerin dokunun yapısını bozmasından dolayı doku görevini yapamaz ya da yetersiz yapar. Erken teşhis ve tedavinin yapılamaması durumunda ise dokulardaki bu fonksiyon bozukluğu canlının ölümüne yol açabilir.

EŞEYSİZ ÜREME

  • Bir bireyden başka bir canlıya gereksinim olmaksızın mitoz bölünmelerle yeni bireylerin oluşturulmasıdır.
  • Eşey organlarına gerek duyulmaz. Tek bir birey üreme için yeterlidir.
  • Oluşan yeni bireyler ata bireyleriyle aynı kalıtsal özelliktedir.
  • Eşeysiz üreme olayı canlıya ait iyi özelliklerin değişmeden yeni bireylere aktarılmasını sağlar. Bu nedenle iyi özelliğin korunmasını sağlar.
  • Eşeysiz üremede gamet oluşumu, döllenme ve zigot oluşumu görülmez. Eşeysiz üremenin temeli mitoz bölünmeye dayanır.
  • Eşeysiz üreme hızlı üreme olanağı sağlar.
  1. Bölünerek Üreme
  • Tek hücreli canlılarda görülen en basit üreme şeklidir.
Bakterilerde görülen ikiye bölünmeyle üreme olayı mitoz bölünmeyle sağlanmaz. Bakterilerde doğrudan ikiye bölünme ile sağlanır. Bakteriler mitoz bölünme geçiremezler.

• Mitoz bölünme, amitoz bölünme ve doğrudan ikiye bölünme esasına dayanır.

  1. Tomurcuklanarak Üreme
  • Ana canlının bir bölgesinde meydana gelen ve tomurcuk adı verilen yapılardan yeni bireylerin meydana gelmesine tomurcuklanma ile üreme denir.
  • Tomurcuklanmada ana canlının vücudundan dışarıya doğru bir çıkıntı oluşur. Oluşan bu çıkıntıya tomurcuk adı verilir. Tomurcuk büyüyerek yeni canlıyı meydana getirir.
  • Oluşan tomurcuk bağımsız olarak yaşayabildiği gibi ana canlıya bağlı olarak da yaşayabilir.
  • Tomurcuklar ana canlıya bağlı orak yaşarsa koloni adı verilen topluluklar oluşur.
  • Sölenterler sınıfında incelenen canlılarda tomurcuklanma görülür. Bu canlıların hayat evresinde polip ve medüz olmak üzere iki evre bulunur. Ana canlıya bağlı kalan ya da zemine tutunarak yaşayan canlıya polip adı verilir. Polipler koloni oluşturabilir.
  • Bu kolonideki poliplerden eşeysiz üremeyle çoğalıp ayrılarak, yaşamını serbest olarak sürdüren bireylere ise medüz adı verilir. Medüzlerde tomurcuklanma görülmez.
  • Tomurcuklanma maya mantarlarında, hidra ve mercan gibi canlılarda görülür.

 

  1. Sporla Üreme
  • Bu tip üreme bazı bir hücreli canlılarda, mantarlarda ve tohumsuz bitkilerde görülür.
  • Bu canlılar spor adı verilen özel hücreler meydana getirirler. Sporlar olumsuz ortam koşullarına dayanıklı, kalın bir çeperle örtülü olan özelleşmiş hücrelerdir. Oluşan sporlardan yeni bir bireyin meydana gelmesine sporla üreme adı verilir.
  • Sporla üreyen canlılarda yaşam döngüsünde 2n kromozomlu çok hücreli evrenin n kromozomlu çok hücreli evreyi takip etmesi olayı olan metagenez görülür. Metagenezde genellikle sporlar mayoz bölünmeyle, gametler mitoz bölünmeyle oluşturulur.

Mantarlarda Sporla Üreme

  • Mantarlar eşeli veya eşeysiz üreme yoluyla oluşan sporlarla çoğalır. Mantarların besin kaynağına ulaşabilmesi için çok sayıda sporun ortama yayılması gerekir.
  • Mantar sporları uygun bir ortama ulaştığında yapışkan bir madde olan musilaj salgılayarak tutunurlar. Burada gelişerek hifleri ve miselleri oluştururlar.
  • Mantarlarda spor oluşumu mayoz bölünme veya mitoz bölünme ile gerçekleşebilmektedir.

Karayosunlarında Sporla Üreme

  • Spor keselerinde mayoz bölünmeyle haploit (n) kromozomlu sporlar oluşur.
  • Spor keselerinin patlaması sonucu serbest kalan sporların çimlenmesi sonucu dişi ve erkek gametofit bitkiler meydana gelir.
  • Dişi gametofit mitoz bölünmeyle yumurtayı oluştururken, erkek gametofit de mitoz bölünmeyle spermleri oluşturur.
  • Gemetlerin döllenmesiyle dişi gametofit üzerinde zigot meydana gelir.
  • Zigot gelişip büyüyerek spororfiti oluşturur.
  • Karayosunlarının yaşam döngüsünde haploit evre çok uzun diploid evre çok kısadır.

Eğrelti Otlarında Sporla Üreme

  • Sporofit bitkilerde bulunan spor keselerinde mayoz bölünmeyle haploit (n) kromozomlu sporlar oluşur.
  • Sporlar uygun ortama düştüklerinde çimlenerek gametofitleri oluştururlar. Gametofit bitki rizoit adı verilen kökçüklerle toprağa tutunur.
  • Herbir gametofitin alt yüzeyinde erkek üreme organı (anteridyum) ve dişi üreme organı (arkegonyum) meydana gelir.
  • Gametofit bitki üzerinde mitoz bölünmeyle dişi üreme organından yumurta hücresi, erkek üreme organından kamçılı sperm hücreleri oluşur.
  • Spermin yumurtayı döllemesi sonucu gametofit bitki üzerinde zigot meydana gelir.
  • Zigot dişi üreme organı içinde mitoz bölünmelerle gelişerek yeni bir sporofit oluşturur. Sporofit bitki dişi üreme organından dışa doğru büyürken, gametofit bitki iyice küçülür. Böylece yaşam döngüsü tamamlanmış olur.
  • Eğrelti otlarında sporofit bitki (2n) evre hakimdir. Gametofit (n) evre daha kısadır.

Plazmodyumun Sporla Üremesi

  • Anofel cinsi sivrisineğin dişisinin tükürük bezlerinde yaşayan plazmodyum anofelin kan emmesiyle insanlara geçer. Kan dolaşımı yoluyla karaciğer, dalak ve kırmızı kemik iliğine ulaşır.
  • Karaciğer, dalak ve kemik iliğinde çoğaldıktan sonra tekrar kana dönerek alyuvarlara girer.
  • Alyuvar içinde büyüyen plazmodyum sporları amip şeklini alır. Buna şizont adı verilir.
  • Alyuvar içinde şizont endomitozla çok sayıda çekirdek oluşturur. Bu çekirdeklerin etrafında bir miktar sitoplazma toplanarak merozoitleri oluşturur.
  • Artan merozoitler alyuvarları patlatır. Bu olay sürekli tekrarlanabilir. Bunun sonunda insanda üşüme ve ateş şeklinde sıtma nöbetleri baş gösterir. Tekrarlanan bu olaylar sırasında bazı merozoitler dişi ve erkek gamet halini alır. Böylece plazmodyumun insandaki eşeysiz yaşam döngüsünü tamamlamış olur.
  • Eğer bu hastayı yeniden sivrisinek ısırırsa gametler sivrisineğin sindirim borusuna (mide) geçerek döllenir.
  • Oluşan zigot bağırsak epiteline yerleşir. Zigot burada mayoz bölünmeyle sporları oluşturur. Oluşan sporlar hemolenf sıvısı ile sivrisineğin tükürük bezine taşınır. Sivrisineğin kan emmesi ile bu sporlar tekrar insana geçer.
  • Plazmodyumun insan kanındaki eşeysiz üremesine şizogoni, sivrisineğin bağırsak epitelindeki eşeyli üremesine de sporogoni denir.
  1. Rejenerasyonla Üreme
  • Canlıların çeşitli nedenlerle zarar gören veya kopan kısımlarının yenilenmesi olayıdır.
  • Rejenerasyon olayında asıl amaç üreme değil, eksilen kısımların tamamlanmasıdır.
  • Canlılarda rejenerasyon kabiliyeti gelişmişlik düzeyi ters orantılıdır. Gelişmişlik düzeyi arttıkça rejenerasyon kabiliyeti azalır.
  • Rejenerasyonla üreyen canlılar normal şartlarda eşeyli üremeyle de çoğalabilirler.
Kertenkelenin kopan kuyruğunun yenilenmesi bir rejenerasyondur. Fakat üreme değildir.

• Planarya, toprak solucanı ve denizyıldızı gibi canlılarda rejenerasyon ile üreme görülür.

  1. Vejetatif Üreme
  • Bitkilerde görülen yenilenmeye bağlı üreme şeklidir.
  • Ata bitkiden alınan bir parçadan yeni bir bireyin meydana getirilmesidir.
  • Vejetatif üreme; çelikle üreme, sürünücü gövde ile üreme, soğan ile üreme, yumru ile üreme, doku kültürü yöntemiyle üreme, aşılama, daldırma gibi çeşitleri vardır.
  1. Partenogenez
  • Bazı hayvan türlerinde döllenmemiş yumurtadan yeni bir bireyin meydana gelmesidir.
  • Genellikle eklem bacaklılardan arılarda, su pirelerinde, bazı kelebek türlerinde, yaprak bitlerinde ve karıncalarda görülür. Eklem bacaklıların dışında bazı balık türlerinde, kurbağalarda, sürüngenlerde ve bazı kuşlarda partenogenezle üreme görülebilir.

Arılarda Partenogenez

  • Kraliçe arının mayoz bölünmeye meydana getirdiği yumurtanın döllenme olmaksızın mitoz bölünmelerle gelişmesi sonucu erkek arılar meydana gelir. Bu erkek arıların meydana gelmesi olayı partenoge- nezle üremedir.
  • Erkek arılar mayoz bölünme sonucu oluşan yumurtaların mitoz bölünmesi sonucu geliştiklerinden, erkek arıların kalıtsal yapıları farklılık gösterir.
  • Oluşan yumurtalar kraliçe arının yumurta kanalında döllenirse zigot meydana gelir. Bu zigot arı sütü içinde beslenerek gelişimini tamamlarsa kraliçe arıyı, polen ile beslenerek gelişimini tamamlarsa işçi arıyı oluşturur.
  • İşçi arı ve kraliçe arının cinsiyetleri dişidir. Fakat işçi arılar kısırdır. Kraliçe arılar ise doğurgandır.
  • İşçi arı ve kraliçe arının beslenme farkından doğan farklılıkları bir modifikasyon örneğidir.
  • Erkek arılar mitoz bölünmeyle sperm üretirler. Haploit kromozom yapısına sahiptirler.

MAYOZ BÖLÜNME

  • Eşeyli üreme yapan canlılarda gamet oluşumunda etkili olan özel bir bölünme şeklidir.
  • Diploit (2n) kromozomlu hücrelerden haploit (n) kromozomlu hücreler oluşur.
  • Mayoz bölünme sonucu oluşan gametlerin döllenme ile birleşmesi sonucu oluşan zigotun kromozom yapısı 2n’dir. Dolayısıyla mayoz bölünme ve döllenme olayları eşeyli üreme yapan canlılarda tür içinde kromozom sayısının sabit kalmasını sağlar.
  • Mayoz bölünme ve döllenme olayları tür içi çeşitliliğin (kalıtsal varyasyon) oluşmasında etkilidir.

Mayoz Bölünmenin Genel Özellikleri

  • Mayoz bölünme canlıların üreme ana hücrelerinde meydana gelir.
  • Mayoz bölünme sonucu oluşan hücreler haploit olduklarından ana canlıya ait kromozom çiftlerinden sadece bir tanesini bulundururlar.
  • Mayoz bölünme canlılarda kalıtsal çeşitliliğe neden olan olayları içerdiğinden, mayoz bölünme sonucunda oluşan hücreler birbirinden ve ana canlıdan farklı özelliklere sahip olabilirler.
  • Mayoz bölünme canlıların üreme döneminde görülür. Hayat boyu devam eden bir bölünme tipi değildir.
  • Mayoz bölünme birbirini takip eden iki aşamadan meydana gelir. (mayoz-I ve mayoz-II)
  • Mayoz bölünme sonucu oluşan bir hücre tekrar mayoz bölünme geçiremez. Fakat mitoz bölünme geçirebilir.
  • Mayoz bölünmede bir defa interfaz evresi meydana gelir.

MAYOZ BÖLÜNMENİN EVRELERİ

  1. İNTERFAZ
  • İki mitoz bölünme arasındaki gelişme safhasıdır. Hücreler yaşamlarının yaklaşık %90 gibi büyük bir kısmını bu evrede geçirirler.
  • İnterfaz bölünme safhası olmayıp bölünmeye hazırlık ve hücrenin yaşam safhasıdır.
  • İnterfaz G1, S ve G2 olmak üzere üç evreden oluşur.
  1. G1 Evresi
  • Hücre hacim ve yüzey olarak artar. ATP sentezi hızlanır.
  • Organel sayısı artar. Protein sentezi hızlanır. Metabolizma hızı en yüksek düzeye ulaşır.

S Evresi

  • Çekirdek DNA’sı kendini eşler. Hücredeki DNA miktarı iki katına çıkar.
  • Kromatin iplikler ikili hale gelir.
  • Eğer hücre sentrozoma sahip bir hücreyse sentrioller kendini eşleyerek sentrozomları oluştururlar

G2 Evresi

  • En kısa süren evredir. RNA ve protein sentezi devam eder.
  • ATP sentezi devam eder.
  1. MAYOZ I
  2. KARYOKİNEZ I

1.Profaz I

  • Kromatin iplikler yoğunlaşarak kısalıp kalınlaşır ve kromozomları oluşturur.
  • Her kromozom iki kromatitten oluşur. Bir kromozomu oluşturan bu kromatidlere kardeş kromatit denir. Kardeş kromatitler sentromer bölgesinden birbirine bağlanırlar.
  • İnterfazda eşlenen sentrioller hücrenin zıt kutuplarına hareket ederler. Bu esnada iğ ipliklerini oluşturarak kardeş kromatitlerin kinetokor bölgesine bağlanır. Bir kısım iğ iplikleri de hücrenin ortasına doğru uzar.
  • Çekirdek zarı ve çekirdekçik kaybolur.
  • Homolg kromozom çiftleri yan yana gelerek dörtlü kromatit demetlerini oluştururlar. Bu yapılara tetrat adı verilir.
  • Tetrat sayısı canlının kromozom sayısının yarısı kadardır.
  • Homolog kromozomların kardeş olmayan kromatitleri birbirine sarılır. Bu olaya sinapsis adı verilir. Homolog kromozomların kardeş olmayan kromatitlerinin temas noktasına da kiyazma adı verilir.
  • Kiyazmalar homolog kromozom çiftlerini metafaz I evresine kadar bir arada tutar.
  • Homolog kromozomların kiyazma noktalarında gen değişimi yapmalarına cross over adı verilir. Cross over yeni gen kombinasyonlarının ortaya çıkmasına aracılık eder.
  • Cross over olayı hem anneden hem de babadan gelen genleri bir arada taşıyan rekombinant kromozomlar oluşturur. Bu durum tür içi çeşitliliği arttırır.

2.Metafaz I

  • Kinetokorlarından iğ ipliklerine tutunmuş kromozomlar hücrenin orta düzlemine homolog kromozomlar (tetratlar) halinde dizilirler.
  • Kromozomların en iyi izlendiği evredir. Bu evrede kromozomların fotoğrafları çekilebilir.
  • Kromozomların karyotip analizleri yapılır. Bu evrede kromozomal bir hasarın varlığı tespit edilir.
  1. Anafaz I
  • Homolog kromozomlar iğ iplikleri yardımıyla birbirinden ayrılarak farklı kutuplara çekilir. Bu farklı kutuplara çekilme olayı rastgele gerçekleşir.
  • Kardeş kromatidleri bir arada tutan senromerler bölünmez. Kardeş kromatitler bir arada bulunur. Kardeş kromatitler bir arada bulunduğundan kromozom sayısı değişmez.
  • Kinetokorlara bağlı olmayan iğ iplikleri hücrenin zıt kutuplarına doğru uzayarak hücrenin boyca uzamasını sağlar. Ayrıca kromozomların hareketine katkı sağlar.
  1. Telofaz I
  • Kromozomlar uzayarak kromatin iplik haline dönüşür.
  • İğ iplikleri kaybolur.
  • Çekirdek zarı ve çekirdekçik yeniden oluşur.
  • Hücre haploit kromozom taşıyan iki çekirdekli hale gelir.
  1. SİTOKİNEZ I (SİTOPLAZMA BÖLÜNMESİ)
  • Haploit kromozoma sahip iki hücre oluşur.
  • Kromozom sayısı yarıya iner.
  • Hayvan hücrelerinde sitoplazma dıştan içe doğru boğumlanma yaparak hücreyi ikiye ayırır.
  • Sitoplazma boğumlanması sırasında aktin proteinlerinden oluşan mikroflamentler görev alır.
  • Sitokinez ekvatoral bölgede çok derin olmayan bir oluğun oluşumu ile başlar. Bu oluğun sitoplazmaya bakan tarafında mikroflamentlerin oluşturduğu kasılabilen bir halka bulunur. Bu halka sitoplazmayı ikiye bölecek şekilde kasılarak daralır ve hücre boğumlanarak ikiye bölünür.
  • Bitki hücrelerinde hücre çeperi bulunduğu için sitoplazma boğumlanması görülmez.
  • Golgi aygıtı tarafından oluşturulan kesecikler hücrenin ortasında ara lamel (hücre plağı) oluştururlar.
  • Ara lamel oluşumu hücrenin ortasında başlar ve hücre zarına gelinceye kadar devam eder. İki yeni hücre oluşmuş olur.
  1. MAYOZ II
  • Mayoz II ana hatlarıyla mitoz bölünmeye benzer. Fakat profaz I evresinde cross over meydana gelmişe kardeş kromatitlerdeki genlerde farklılıklar ortaya çıkar. Bundan dolayı mayoz II sonucunda oluşan hücreler farklı olabilir.
  • Anafaz II evresinde yarıya inmiş olan kromozom sayısı tekrar iki katına çıkar.
  • Sitokinez evresinde tekrar kromozom sayısı ayrıya iner.
  • Mayoz II sonucunda dört tane yavru hücre oluşur.
• Mayoz bölünmede profaz I’deki cross over ve anafaz I’deki homolog kromozomların rastgele dağılması kalıtsal çeşitlilik sağlanmasında etkilidir.

• Her mayoz bölünmede cross over gerçekleşmek zorunda değildir.

• Profaz I de meydana gelen cross over olayında genin nükleotit dizilimi değişmez. Sadece kromozomun nükleotit dizilimi değişir.

EŞEYLİ ÜREME

  • İki ata bireyden yeni bireylerin meydana gelmesi olayıdır.
  • Eşeyli üreme sonucu oluşan bireyler birbirlerinden ve ata bireylerden farklı kalıtsal yapıdadırlar.
  • Eşeyli üreme sonucu meydana gelen kalıtsal çeşitlilik sayesinde türün ortama adaptasyonu kolaylaşır. Bu nedenle eşeyli üreme eşeysiz üremeye göre daha üstün bir üreme şekli olarak değerlendirilir.
  • Eşeyli üremede gamet oluşumu ve döllenme olmak üzere iki temel olay vardır. Bu olayları gelişme süreci takip eder ve yeni bireyler oluşur.

Gamet Oluşumu

  • Üreme hücreleri olan gametler genellikle mayoz bölünme sonucu oluşurlar ve haploit kromozomludur.
  • Canlılarda gamet oluşumuna gametogenez adı verilir. Gametler ata bireylere ait genleri taşırlar.
  • Erkek bireylerde sperm oluşumuna spermatoge- nez, dişi bireylerde yumurta oluşumuna oogenez adı verilir.
  • Spermatogenez sonucu aktif dört tane sperm oluşabilir. Oogenez sonucu ise bir ana hücreden bir tane aktif yumurta oluşur. Oogenezde bir tane yumurta oluşumunun sebebi bölünme sırasında sitoplâzma bölünmelerinin eşit olmamasıdır.
  • Oogenezle oluşan ve kutup hücreleri adı verilen üç hücrenin küçük olması yumurtayı oluşturacak olan tek hücrenin daha büyük olmasına ve içinde daha fazla besin bulundurmasına imkân sağlar.

Döllenme

  • Sperm ve yumurta hücrelerinin çekirdeklerinin kaynaşması olayına döllenme adı verilir.
  • Döllenme olayı iki ata bireye ait kromozomların zigotun yapısına katılmasından dolayı kalıtsal çeşitlilik sağlar.
  • Döllenmiş yumurtaya zigot adı verilir. Zigot diploit kromozom yapısına sahip olup mitoz bölünmelerle yeni yavru canlıyı oluşturur.

Eşeyli Üreme Çeşitleri

  1. İzogami
  • Şekil ve büyüklüğü aynı olan gametlerin birleşmesiyle oluşan üreme çeşididir.
  • Gametlerin her ikisi de kamçılıdır. Suda yaşayan alglerde görülür.
  1. Heterogami
  • Şekil ve büyüklüğü farklı olan gametlerin birleşmesiyle yapılan eşeyli üreme şeklidir.
  • Yumurta ve sperm kamçılı ve yumurta biraz yapıca büyükse buna anizogami adı verilir. Anizogami bazı alg ve mantarlarda görülür.
  • Yumurta çok büyük, kamçısız ve hareketsiz, sperm çok küçük, kamçılı ve hareketli ise buna oogami adı verilir. Oogami insan ve diğer yüksek yapılı canlılarda görülür.
  1. Konjugasyon
  • Bakterilerde, paramezyumda ve bazı alglerde görülür.
  • Yan yana gelen iki canlı arasında kurulan sitoplaz- mik bağlantı sayesinde bu canlılar arasında gen aktarımı yapılır.
  • Bakterilerde konjugasyon; aynı türe ait iki bakteri yan yana gelir. Pilluslar aracılığı ile geçici sitoplazmik köprü kurulur. Bu yapıdan plazmid DNA geçişi sağlanır.
  • Bakterilerdeki konjugasyonda bir özelliği plazmid DNA’sında taşıyan bakteriden taşımayan bakteriye doğru tek yönlü DNA aktarımı yapılır.
  • Bakterilerde meydana gelen konjugasyon sonucunda bakteri sayısı artış göstermez. Bakteri sayısı artışı eşeysiz üremeyle sağlanır.
  • Paramezyumdaki konjugasyonda iki paramezyum- un hücresel ağız kısımları yan yana gelir. Sitoplaz- maları kısmen kaynaşır. Aralarında sitoplazmik köp- rü kurulur.
  • Büyük çekirdek eriyerek kaybolur. Küçük çekirdekler önce mayoz bölünme geçirir. Oluşan dört çekirdeklerden üçü eriyerek kaybolur. Kalan bir çekirdek endomitoz geçirir. Oluşan iki çekirdekli paramez- yumlar birer çekirdeklerini değişirler. Daha sonra bu değişilen çekirdekle mevcut çekirdek kaynaşır. Diplodi kromozom yapısına sahip çekirdekler oluşur.
  • Paramezyumlar birbirinden ayrılırlar. Her iki paramezyum da kalıtsal çeşitlilik kazanmış olur.
  1. Hermofroditlik
  • Bazı canlılar erkek ve dişi üreme organlarına birlikte sahiptirler. Bu canlılar mayoz bölünme ile hem sperm hem de yumurta oluşturabilirler.
  • Hermofroditlik yassı solucanlarda, halkalı solucan- larda ve birçok hayvan türünde görülür.
• Sekonder oosite sperm girmez ise yumurta oluşmaz. Yaklaşık 14 gün sonra sekonder oosit bozularak rahime düşer. Rahimdeki endometrium tabasının parçalanması ile oluşan bir miktar kanla beraber dışarı atılır.

• Zona pellusuda sekonder oosite bir sperm girdikten sonra sertleşerek ikinci bir spermin girişini engeller.

• İnsanda zona pellusuda yapısı sekonder oositin etrafında oluşur.

• İnsanda sperm sekonder oosite girmeden mayoz bölünme tamamlanamaz.

• Hermofroditlikte sperm ve yumurtanın olgunlaşma zamanı farklı olabilir. Böyle bir durumda canlı kendi kendini dölleyemez. Buna kendine kısırlık adı verilir.

• Çiçekli bitkiler eşeyli üreme yaparlar. Çiçekli bitkilerde erkek organlarda polen, dişi organlarda ise yumurta mayoz bölünmelerle ve mayoz bölünmeyi takip eden mitoz bölünmelerle oluşturulur.

• Tozlaşma olayı ile polenler dişi organa ulaştıktan sonra bir dizi endomitoz geçirir.

• Embriyo kesesindeki yumurta ve polar çekirdekler döllenir. Zigot 2n kromozomlu embriyoyu oluştururken, döllenmiş olan polar çekirdekler 3n kromozomlu endospermeyı oluştururlar.

• Açık tohumlu bitkilerde sadece yumurta döllenir. Bundan dolayı embriyo 2n kromozomlu, endosperma n kromozomlu halde bulunur.

• İnsanda yumurta oluşumu için mayoz bölünmeye giren hücreler primer oositlerdir. Primer oositler Profaz I evresinde durdurlmuşlardır. Profaz I’ e kadar oluşum evreleri ilgili kişinin doğumdan önceki 5-6 aylarına rastlar. Yani bir insanın yumurta sayısı ve doğurganlık durumları doğumdan önceki gelişme döneminde şekillenir.

• Bu primer oositler eşeysel olgunlukla beraber her ay birisi bölünmeye devam ederek yeni yumurtayı oluşturmaya çalışır.

• İnsanda FSH etkisiyle primer oositlerin mayoz bölünmeye devam etmesi sağlanır.

• İnsandaki sekonder oosit zona pellusuda yapısını geliştir. Daha sonra bu yapı yumurtanın dışını saracaktır.

• İnsanda LH hormonu etkisiyle olgun yumurta follopi tüpüne geçmez. Skonder oosit metafaz II evresinde beklemekteyken follopi tüpüne geçer.

• Follopi tüpüne geçen sekonder oosite sperm girecek olursa bu sekonder oosit uyarılır. Mayoz bölünmesini tamamlayarak yumurtayı oluşturur. Oluşan yumurta sperm tarafından döllenerek zigot meydana gelir.