Hücre Döngüsü ve Mitoz Bölünme
Hücre Bölünmesi
Hücre bölünmesi; canlılarda üreme, büyüme, gelişme ve onarım için zorunludur. Özellikle çok hücreli canlılarda, dokuların yenilenmesi ve organizmanın gelişimi için hücrelerin bölünmesi gerekir.
Bir hücre büyüdükçe, hem kontrol edilebilirliği hem de madde alışverişi zorlaşır. Yani hücre hem içeriden hem dışarıdan baskı hisseder. Bu baskı sonucunda bölünme kararı alır. İşte hücreyi bölünmeye iten sebeplerin çoğu, bu dengenin bozulmasıyla ilgilidir.
Bak burası önemli: Hücre “doyma noktasına” ulaştığında bölünme sinyali alır. Bu da çoğunlukla yüzey/hacim oranının bozulması, çekirdeğin yetersizliği, dış hasar ya da hormonal sinyaller gibi sebeplerle olur.
Kalıtım Yapıları
Hücre bölünmesi sürecinin doğru işlemesi için kalıtımsal yapıların iyi anlaşılması gerekir. DNA, gen, kromatin, kromozom, kromatit gibi kavramlar hücre içindeki bilgi aktarımının temel taşlarıdır.
Bu yapılar arasında hiyerarşik bir ilişki vardır: DNA en temelde yer alır, proteinlerle birleşerek kromatin iplikleri oluşturur, bölünme öncesinde yoğunlaşarak kromozom hâline gelir. DNA’nın doğru paketlenmesi, bölünme sırasında bilgilerin eksiksiz aktarılmasını sağlar.
Kromozom Sayısı ve Türler Arası Farklar
Kromozomlar, canlıların kalıtsal bilgisini taşıyan yapılardır ve her türün kendine özgü sayıda kromozomu bulunur. Ancak bu sayı, canlıların gelişmişlik düzeyiyle ilgili değildir.
İnsan 46 kromozoma sahiptir; ama eğrelti otu 500, patates 48 kromozoma sahip olabilir. Kromozom sayısı değil, DNA’nın içeriği ve organizasyonu önemlidir.
📚 Kromozomları kitap sayısı gibi düşün: Bir kütüphanede 500 kitap olabilir ama hepsi boş olabilir. Diğer yanda 46 kaliteli kitaplık bir kütüphane, çok daha zengindir. ➤ Önemli olan kitap sayısı değil, içerik!
- Kromozom sayısı türe özgüdür, sabittir.
- Farklı türlerde aynı sayıda olabilir ama içerik farklıdır.
- Gelişmişlik, kromozom sayısıyla değil, genetik organizasyonla ilgilidir.
- Genetik akrabalık, kromozom sayısıyla değil DNA benzerliğiyle ölçülür.
Hücre Döngüsü
Hücre döngüsü, bir hücrenin doğup tekrar bölünmesine kadar geçen tüm süreci kapsar. Bu süreçte hücre büyür, DNA’sını eşler, protein sentezler ve sonunda bölünmeye hazırlanır.
Bu döngü iki ana bölümden oluşur: İnterfaz (hazırlık) ve mitotik evre (bölünme). Hücre yaşamının %90’ını interfazda geçirir. Mitotik evre ise; Karyokinez (çekirdek bölünmesi) ve Sitokinez (sitoplazma bölünmesi) olmak üzere ikiye ayrılır.
Mitozun Genel Özellikleri
Mitoz, bir hücrenin genetik bilgisini bozmadan kendini ikiye kopyaladığı bölünme türüdür. Çok hücreli canlılarda büyüme, gelişme ve yaraların onarımı için; tek hücreli canlılarda ise üreme amacıyla gerçekleşir.
Yeni oluşan iki hücre, tıpatıp ana hücreyle aynı genetik yapıya sahiptir. Yani mitoz = “klonlama” diyebiliriz.
- Genetik bilgi değişmez – klonlama gerçekleşir
- Kromozom sayısı korunur – 2n → 2n
- Genetik çeşitlilik oluşmaz – Aynı kalır
- Sadece vücut hücrelerinde olur, üreme hücrelerinde olmaz!
Karyokinez (Çekirdek Bölünmesi)
Karyokinez, hücre çekirdeğinin bölünmesidir ve mitozun en uzun ve en önemli aşamasıdır. Bu süreç dört temel evrede gerçekleşir: Profaz, Metafaz, Anafaz, Telofaz
Her evre, hücrenin iç düzenini bozmadan genetik bilgiyi yeni hücrelere ulaştırmak için planlanmıştır.
- P → Paket hazırla (profaz)
- M → Merkeze diz (metafaz)
- A → Ayır (anafaz)
- T → Toparla (telofaz)
Sitokines (Sitoplazma Bölünmesi)
Sitokinez, mitozdan hemen sonra gerçekleşen ve hücre sitoplazmasının ikiye bölünmesini sağlayan evredir. Böylece iki bağımsız hücre tamamen oluşmuş olur.
Sitokinez tüm hücrelerde görülse de, hayvan ve bitki hücrelerinde farklı şekilde gerçekleşir.
- Sitokinez telofazla birlikte başlar, telofazdan sonra da sürebilir.
- Hayvanlarda aktin mikrofilamentler boğumlanmayı sağlar.
- Bitkilerde Golgi kesecikleri ara lameli oluşturur.
- Bazı hücrelerde sitokinez gerçekleşmez → Çok çekirdekli hücre oluşur (ör: çizgili kas hücresi)
Hücre Döngüsünün Kontrolü
Hücre döngüsünün her aşaması kontrol noktaları tarafından denetlenir. Bu kontroller sayesinde hücre hatalıysa durdurulur, sağlıklıysa devam eder. Sistem çalışmazsa kontrolsüz bölünme olur → kanser gelişebilir.
Bu nedenle hücre döngüsü, biyolojide sıkı denetlenen bir fabrika gibi çalışır.
- p53 geni, G₁ kontrolünde görev alır. Hatalıysa hücre döngüsünü durdurur.
- Cdk ve siklin proteinleri, döngünün ilerlemesini sağlar.
- G₀ evresi: Hücre döngüden çıkar, görevine devam eder (ör: sinir hücresi)
- Apoptoz: Hücrenin intihar programı. Hatalıysa kendini yok eder.
Hücre döngüsündeki kontrol noktaları çalışmazsa, hücreler kendilerini durduramaz ve kontrolsüz şekilde bölünmeye başlar. Bu durum tümör oluşumuna, hatta kanser gelişimine neden olabilir.
Kanserli hücreler normal hücreler gibi davranmazlar. Bölünmeyi durdurmaz, çevre dokulara yayılır ve sınırsız çoğalırlar.
Kanserli hücreyi sınırsız canı olan bir karakter gibi düşün: Durmadan çoğalır, kuralları umursamaz, nereye giderse orayı işgal eder. Bu yüzden savaşması da çok zordur.
Özetle Hücre Döngüsü
Hücre döngüsü boyunca DNA miktarı ve kromozom sayısı bazı evrelerde değişir. Bu değişimler, genetik bilginin doğru aktarılabilmesi için oldukça kontrollüdür.
Bu konuyu anlamanın püf noktası: Kromozom sayısı sabit kalır ama DNA miktarı değişebilir.