Hücre Bölümlemeleri ve Hücre Döngüsü
Hücre Bölümlemeleri ve Hücre Döngüsü
HÜCRE BÖLÜNMELERİ
Sitoloji (Hücre bilimi):
- Hücrenin yapı, görev ve çoğalma gibi özelliklerini inceleyen biyoloji dalıdır.
NOT:
Hücreler Üç Temel İş Yapar :
1-MEKANİK İŞ:
Kas kasılması ,sil ve kamçı hareketi , hücre bölünmesi sırasında kromozomların hareketi gibi.
2- TAŞIMA İŞİ:
Moleküllerin hücre içine veya dışına doğru yapılan aktif taşıma gibi.
3- KİMYASAL TAŞIMA:
Monemerlerden polimer sentezi gibi.
- Yukarıda belirtilen işler ATP den sağlanan serbest enerji ile gerçekleşir . Bu nedenle canlılık faaliyetlerinin sürdürülebilmesi için öncelikle hücrelerde ATP sentezlenmesi gerekir.
HÜCRE BÖLÜNMELERİ İLE İLGİLİ KAVRAMLAR
- Hücre döngüsü ve bölünme evrelerinin daha rahat anlaşılabilmesi için bazı kavramların bilinmesi gerekir.
Bu kavramlar şunlardır:
1-DNA
2- GEN
3- GENOM
4- KROMATİN
5- KROMATİT
6- KROMOZOM
7- KARDEŞ KROMATİT
8-SENTROMER
9- KİNETEKOR
1-DNA: (Deoksiribo Nükleik Asit):
- Canlıların genetik bilgisini taşıyan yapıdır.
- Kalıtım maddesi olan DNA , hücre bölünmesinde “İNTERFAZ” denilen evrede eşlenerek yavru hücreye aktarılır.
- DNA, “NÜKLEİK ASİT“lerden oluşmuştur. ( nükleik asit çeşitleri: Adenin, Timin, Guanin, Sitozin, Urasil )
- Nükleik asitlerin yapı taşlarına “NÜKLEOTİD” denir.
2- GEN:
- DNA da kendine özgül bir nükleotid dizisinden oluşmuş kalıtsal bilgiyi taşıyan birime “GEN” denir.
- Başka bir ifadeyle; bir protein molekülü sentezlemek için gerekli olan kromozom veya DNA parçasına “GEN “denir.
- Bir gen ortalama 1500 nükleotidden oluşur.
- İnsan DNA’ sın da ortalama 3,2 milyar nükleotit ve 35.000gen bulunur.
3- GENOM:
- Bir organizmadaki genlerin tümüne de “GENOM” DENİR.
- Yani bir canlının sahip olduğu tüm kalıtsal bilgiye o canlının genomu denir.
HATIRLATMA:
KALITSAL KAVRAMLARIN KÜÇÜKTEN BÜYÜĞE DOĞRU SIRALANMASI:
Baz < Nükleozit < Nükleotid < Kod < Gen < DNA < Kromozom
KOD :
- DNA üzerindeki her üç nükleotid bir KODU (genetik kod = genetik şifre = kod) oluşturur.
4- KROMATİN:
•DNA – Protein kompleksine “KROMATİN’’ denir.
NOT:
•İğ iplikleri de ince, uzun kromatin iplik yapısındadır.
UYARI:
- Nükleik asitler proteinlerle birleşerek nükleoproteinleri yani kromozomları oluşturur.
N.A + Protein(histon Proteini) = Kromozom
EK BİLGİ !
- Kromatin proteini olan ”HİSTON PROTEİNLERİ” beş farklı protein içerir.
- Histon proteinleri H1 ,H2A ,H2B , H3 ve H4 olarak tanımlanmıştır.
- Ker bir hücrede, her bir tipin yaklaşık 60 milyon kopyası bulunmaktadır.
- Bir hücrede toplam histon protein miktarı ile DNA miktarı yaklaşık aynıdır.
5- KROMATİT:
- Kromatin ipliklerdeki DNA ‘ ların kendini eşleyerek iki katına çıkması ve bu arada kromatin ipliğin kendi etrafında sarmal bir yapı oluşturarak yoğunlaşması sonucu oluşan yapıya “KROMATİT” denir.
6- KROMOZOM:
- İki kromatidin birleşmesi sonucu oluşmuş yapıya “KROMOZOM” denir.
- Başka bir ifadeyle ; bir kromozom iki kromatitten oluşur.
- Hücre bölüneceği zaman kromatin iplikleri kısalıp kalınlaştıktan sonra orta kısımlarından “ V “ şeklinde hafifçe bükülerek , bu orta kısımlarından birbirine bağlanması sonucu kromozom oluşur.
7- KARDEŞ KROMATİT:
- Aynı kromozomu oluşturan ve birbirinin kopyası gibi olan kromatitlere “KARDEŞ KROMATİT “ denir.
8-SENTROMER :
- Kromatit denilen ipliklerin , birbirine tutundukları bölgeye “ SENTROMER ” denir.
9- KİNETEKOR:
- Sentromer de iğ ipliklerinin bağlandığı protein yapıya “ KİNETEKOR ” denir.
Hücre bölünmeleri ile ilgili diğer kavramlar :
Homolog Kromozom:
Biri anneden diğeri babadan gelen aynı özelliğin genlerini taşıyan büyüklük ve şekilleri aynı olan kromozomlardır.
Diploit hücre (2n):
•Homolog kromozom çiftlerini taşıyan hücrelerdir.
ÖRNEK: Tüm vücut hücreleri (somatik hücreler) ,zigot, embriyo, eşey ANA üreme hücreleri diploit hücrelerdir.
Haploit (Monoploit) hücre (n):
•Homolog kromozom çiftlerinden sadece birini taşıyan hücrelerdir.
ÖRNEK: Üreme hücreleri (yumurta ve sperm hücreler) ,erkek arı hücreleri , bakteriler haploit hücrelerdir.
Ek bilgi:
KROMOZOM SAYISINA GÖRE HÜCRELER
Hücre Bölünmelerinin Canlılar İçin Anlamı Nedir?
MİTOZ BÖLÜNME ;
- TEK HÜCRELİ CANLILAR DA ÜREMEYİ SAĞLAR.
- ÇOK HÜCRELİ CANLILARDA İSE GENEL OLARAK; DOKU, ORGAN VE SİSTEMLERİN BÜYÜYÜP GELİŞMESİNİ, YIPRANAN HÜCRELERİN ONARILMASINI ÖLEN HÜCRELERİN YERİNE YENİLERİNİN YAPILMASINI SAĞLAR. (Çok hücreli canlılarda mitoz bölünme kısaca; büyüme, gelişme ve yaraların onarılmasını (rejenerasyon), bazı bitkilerde vejetatif üremeyi sağlar.)
MAYOZ BÖLÜNME;
- GENEL OLARAK ÜREME HÜCRELERİNİN OLUŞMASINI OLAYIDIR.
HÜCRENİN BÖLÜNME OLAYI DEĞİŞİKLİKLER GÖSTEREBİLİR.
Hücrenin,
- Özelliklerine,
- Görevlerine,
- Bulunduğu Dokuya,
- Yaşam Süresine göre değişir.
Örneğin:
- Embriyon ,bağırsak epiteli ,kemik iliği deri hücreleri çok sık ve hızlı bölünür.
- Karaciğer hücreleri sadece hasar gördüğünde hasarı onarana kadar bölünür. Normal zamanda bölünme geçirmez.
- Olgun bir insanın sinir hücreleri ise çok özelleştiğinden hiç bölünmez. Ayrıca sperm, yumurta, retina hücresi , olgun alyuvar hücresi hiç bölünmez.
Hücrelerin bölünme hızları da oldukça farklıdır.
- Hızlı çoğalan bir insan hücresi 24 saate bölünmesini tamamlarken,
- Embiryo hücresi 30 dakika ya da daha az,
- Maya hücresinde 90 dakika,
- Bakteri hücresinde 20 dakika, gibi kısa sürede hücre bölünmesi tamamlanabilir.
DİKKAT:
Hangi Hücreler Mitoz Bölünme Geçirmez ?
•Sinir hücreleri, sentrozomlarını kaybettiklerinden dolayı mitoz bölünme geçirmezler.
•Olgun memeli alyuvarları, çekirdek ve organellerini (sentrozom gibi) kaybettiklerinden dolayı mitoz bölünme geçirmezler.
•Çizgili kas hücreleri, (sentrozom yok) aşırı farklılaştıklarından dolayı mitoz bölünme geçirmezler.
•Yumurta ve sperm hücreleri mitoz bölünme geçirmezler.(YUMURTA HÜCRESİNDE SENTROZOM YOKTUR. SPERM HÜCRESİNDE MİTOKONDRİ YOKTUR. SPERM HÜCRESİNDE SENTROZOM VARDIR ANCAK SPERM HÜCRESİDE ÇOK ÖZELLEŞTİĞİ (FARKLILAŞTIĞI) İÇİN BÖLÜNMEZ.)
•Gözdeki retina hücreleri (sentrozom yok) mitoz bölünme geçirmezler.
•Bitkilerin değişmez doku hücreleri (sentrozom olmadığı için) mitoz bölünme geçirmezler.
Örnek: Parankima, iletim, salgı, destek ve koruyucu doku
♦PROKARYOT HÜCRELERDE DE SENTROZOM YOKTUR. PROKARYOTLARDA AMİTOZ BÖLÜNME OLUR.
DİKKAT !!!
- Embriyonik hücrelerde G1 ve G2 evresi görülmez. Sadece “ S “ evresini gerçekleştirir ve bölünür.
- Sinir, kas ve göz retinası gibi aşırı özelleşmiş hücrelerde hücre bölünmesi görülmez. Bu hücreler G0 denilen durgunluk evresinde dururlar.
- Kalp kası hücreleri ise ” S” evresi geçirmiştir. Ancak G2 evresinde kalarak, mitoz bölünmeye devam etmezler.
Hücre Bölünmesinin Nedenleri:
♦Hücre bölünmesinin ön şartı, hücrenin belli bir büyüklüğe ulaşmasıdır.
1.Hücre büyüdükçe, çekirdek /sitoplazma arasındaki oran da azalır.
Bu durum çekirdeğin hücreyi yönetmesini güçleştirir.
2. Büyüme sırasında hücrenin hacmi yarı çapının küpüyle (r3) büyürken, yüzeydeki büyüme yarı çapının karesi (r2) ile olur.
Bunun sonucunda hacim/yüzey oranı artar. Böylece hücrenin;
– Madde iletimi,(Madde alış verişi, Artık madde atılması, Gaz alış verişi)
– Çekirdeğin hücredeki denetimi engellenir.
- Bütün bu olumsuzlukları ortadan kaldırmak için hücre bölünerek yüzeyini genişletir.
- HÜCREYE BÖLÜNME EMRİ VEREN MERKEZ ÇEKİRDEKTİR.
- Bölünme olgunluğuna ulaşmış amip bölünür.
- Bölünme olgunluğuna ulaşmamış amibin sitoplazmasının bir kısmı kesilirse,
- Çekirdeksiz kalan kesilmiş sitoplazma ölür. Çekirdeğin olduğu sitoplazma bölünmez ve hayatta kalır.
- Bölünme olgunluğuna erişmiş bir amibin sitoplazmasının bir kısmı kesilirse,
- Sitoplazma kesilmesi yüzey/hacim oranını normale döndürse de sinyal iletimi çoktan başladığından çekirdekli sitoplazma bölünür. Çekirdeksiz olan ölür.
DİKKAT !
SORU:
Bütün canlı hücrelerde bölünme özelliği var mıdır?
CEVAP:
-Hayır.
-Erişkin hayvanlarda bazı hücrelerin (örneğin; sinir, sperm, yumurta, kas hücreleri, retina hücreleri, olgun alyuvar, bölünmesi tümüyle durmuştur.)
⇒Karaciğer gibi bazı iç organların hücreleri de sadece yaralanma ya da hücre ölümü sonucu kaybedilen hücrelerin yenilenmesi gerektiğinde bölünürler.
UNUTMA!
BELİRLİ BİR BÜYÜKLÜĞE ULAŞMIŞ HÜCRELERDE ;
1- Yüzey / Hacim Oranın Küçülmesi,
2- Madde Alış Verişinin Güçleşmesi,
3- Çekirdeğin Hücre Kontrolünü Kaybetmeye Başlaması,
gibi durumların ortaya çıkması hücreyi bölünmeye zorlayan faktörlerdir.
UNUTMA !
- Hücreler ancak bölünerek çoğalabilirler.
- Bu bölünme sırasında çekirdekte bulunan kalıtsal bilgi , kardeş hücrelere aktarılır.
- BİR HÜCRENİN BÖLÜNMESİ İÇİN GEREKLİ TEMEL ŞART BELİRLİ BİR BÜYÜKLÜĞE ULAŞMASIDIR.
ANCAK;
ÖNEMLİ NOT:
- Bölünebilmesi için belirli bir büyüklüğe ulaşma şartı taşımayan hücreler vardır.
- Bunun en güzel embriyonik hücrelerdir.
- Bu hücreler, segmentasyon dediğimiz olay ile belli bir büyüklüğe ulaşma şartı olmaksızın sadece DNA eşlenerek hızlı mitoz bölünmeler ile sayılarını kısa sürede artırır.
Hücre Bölünmesinin Nedenleri:
♦ Hücre büyüdüğü zaman;
- Hücrenin yüzeyi, yarıçapının karesi (r2) kadar ARTAR.
- Hacmi ise, yarıçapının küpü (r3) kadar ARTAR.
- Böylece hücrenin: Yüzey / Hacim oranı AZALIR.
- Hücrede madde iletimi ZORLAŞIR.
⇒ÇEKİRDEK HÜCREYİ YÖNETİMDE ZORLANIR VE ÇEKİRDEK BÖLÜNME EMRİNİ VERİR.
Hücre Bölünmesinde Kontrol Merkezinin Çekirdek Olduğunun Gösteren Basit Bir Deney:
- Bir hücre büyüdüğü zaman, sitoplazması sürekli azaltılırsa; hücrenin Yüzey/Hacim oranı korunacağından dolayı, bölünme gerçekleşmez.
- Ama bu işlem, DNA eşlemesinden sonra yapılırsa; bölünme gerçekleşir.
UNUTMA !!!
- YÜZEY / HACİM oranının azalması bölünmeye neden olabilir, ancak bölünmenin kesin kanıtı değildir.
- Bir hücrenin bölüneceğinin kesin kanıtı, kalıtım materyali olan DNA‘nın kendini eşlemesi (replikasyon)dir.
Konuyla ilgili soruları çözerken bilinmesi gerekler !
HÜCRE BÖLÜNMESİNİN NEDENLERİ KISACA AŞAĞIDA VERİLMİŞTİR.
1- YÜZEY ( r2 ) / HACİM ( r 3 ) ORANININ AZALMASI
2- ÇEKİRDEK / SİTOPLAZMA ORANININ AZALMASI
3- ÇEKİRDEĞİN HÜCREYİ YÖNETMEKTE ZORLANMASI
4- ÇEKİRDEĞİN BÖLÜNME EMRİ VERMESİ
UYARI:
- Bir hücrede yüzey ( r2 ) / hacim ( r3 ) oranının azalması, hücrenin bölünmesini tetikler.
- Hücre bölündükten sonra yüzey / hacim oranı artar.
Unutma / Dikkat
- YÜZEY / HACİM oranının azalması bölünmeye neden olabilir, ancak bölünmenin kesin kanıtı değildir.
- Bir hücrenin bölüneceğinin kesin kanıtı DNA’sının eşlenmiş (replikasyon) olmasıdır.
Soruları Çözerken Dikkat!
Hücre büyümesi ile birlikte;
– Hücrede yüzey / hacim oranı azalır.
– Hücrede hacim / yüzey oranı artar.
– Hücrede çekirdek / sitoplazma oranı azalır.
– Hücrede sitoplazma / çekirdek oranı artar.
HÜCRE DÖNGÜSÜ
- Bir hücrenin bölünmeye başlamasından itibaren onu takip eden diğer hücre bölünmesine kadar geçen zaman aralığına Hücre Döngüsü denir.
Hücre döngüsü temel olarak iki evrede gerçekleşir.
1) İnterfaz (HAZIRLIK EVRESİ)
2) Mitotik Evre ( BÖLÜNME EVRESİ)
» Hücre yaşam döngüsünün süresi, canlıdan canlıya göre değişir.
» Örneğin; insanda bazı hücreler 24 saate bölünür.
» Yandaki hücre yaşam döngüsü, 24 saatlik zaman periyoduna göre verilmiştir.
» Deri ve bağırsak epitel dokusundaki bazı hücreler 8 saate bir bölünür.
- Embiryo hücresi 30 dakika ya da daha az, (embriyo hücresinde sadece S evresi görülür. G1 ve G2 evreleri gerçekleşmez .
- Ayrıca bu durum bize bölünme için G1 ve G2 evreleri gerçekleşmese de bile bölünmenin gerçekleşebildiğini gösterir. S evresi olmaz ise bölünme de gerçekleşmez.)
- Maya hücresinde 90 dakika,
- Bakteri hücresinde 20 dakika ,
» Bazı canlılarda ise bu süre bir haftayı bulabilir.
İNTERFAZ EVRESİ
- İki mitoz arasında gerçekleşen, bölünmeye hazırlık evresidir. Bölünme evresi değildir. Bölünme evresi interfazdan sonra başlar. Bu evrede daha sonraki evreler için gerekli olan maddeler sentezlenir.
- İnterfaz, ökaryot hücrelerde döngünün yaklaşık %90’ını kapsar. Örneğin insanın deri hücresinde döngü 24 saat sürer ve bunun neredeyse 22 saati interfazda geçer.
- Hücrenin normal hayatsal faaliyetlerini gerçekleştirdiği ve bölünmeye hazırlandığı evredir.
- Hem mitoz hem de mayoz bölünmeden önce İNTERFAZ gerçekleşir.
Unutma :
- İnterfaz bölünme evresi değildir.
- Hücre interfaz da normal yaşamsal olaylarına devam eder .
- Ayrıca bölünmeye hazırlık yapar.
♦G1, S ve G2 olmak üzere üç ana evreden oluşur.
- İNTERFAZIN ORGANELLERİN EŞLENDİĞİ , EN UZUN EVRESİ G1 EVRESİDİR.
- S EVRESİNDE DNA EŞLENMESİ GERÇEKLEŞİR.
- G2 EVRESİNDE HÜCRE BÖLÜNME HAZIRLIKLARINI TAMAMLAR.
- Hem mitoz hem de mayoz bölünmeden önce İNTERFAZ gerçekleşir.
NOT:
♦Hem mitoz hem de mayoz bölünmeden önce İNTERFAZ gerçekleşir.
•İnterfaz evresindeki bir hücre dinlenme durumunda değildir.
•Embriyonik hücre döngüsünün interfazında DNA eşlenmesi görülürken hücrelerde büyüme görülmez. Kısa sürede ve hızla çoğalırlar.
UNUTMA !!!
- Embriyonik hücrelerde ,DNA eşlenmesinin gerçekleştiği S evresi görülürken G1 ve G2 evresi görülmez.
- Bu nedenle embriyonik hücreler büyümede kısa sürede ve hızla çoğalır.
DİKKAT !
⇒Embriyonik hücrelerde G1 ve G2 evresi görülmez. Sadece “ S “ evresini gerçekleştirir ve bölünür.
⇒Sinir, kas ve göz retinası gibi aşırı özelleşmiş hücrelerde hücre bölünmesi görülmez. Bu hücreler G0 denilen durgunluk evresinde dururlar.
⇒Kalp kası hücreleri ise ” S” evresi geçirmiştir. Ancak buna rağmen G2 evresinde kalarak, mitoz bölünmeye devam etmezler.
♦Sinir, kas ,retina hücreleri çok özelleşmiş yani farklılaşmış hücrelerdir. Bu nedenle istisnai durumları söz konusudur.
İnterfazda Görülen Olaylar Özetle Şunlardır:
1- Yaşamsal faaliyetler devam eder. ( ATP , protein , enzim sentezi gibi.)
2- Hücrenin hızla büyüdüğü evredir.
3- Metabolizma hızlanır.
4- RNA ve protein sentezi hızlanır.
5 -ATP üretimi hızlanır.
6- Bölünme ile ilgili hazırlıkların yapıldığı en uzun evredir.
7- İnterfazda hücrenin hacmi artar ve DNA eşlenmesi gerçekleşir.(DNA ile bir araya gelen histon proteinleri kromatin adını alır ve kromatin miktarı da iki katına çıkmış olur.)
8- Organellerin sayılarında artış olur.( mitokondri gibi.)
9- Hayvan hücresinde sentrozom interfazda eşlenir . Bitkiler hücrelerinde sentrozom olmadığı için eşlenme görülmez.
10- İnterfaz , sitokinez evresi tamamlandığında başlar ve mitoz başlayana kadar devam eder.
- Bölünmeye hazırlık evresidir.
- Bu evrede hücre büyür.
- Sitoplazma ve organel miktarı iki katına çıkar.
- DNA kendini eşler.
Bölünebilen Hücrelerde İnterfazda Görülen Olaylar Şunlardır:
1-Bazı organellerin sayısı artırılır. Örnek: Mitokondri, sentrozom vb.
2-Yapısal ve işlevsel proteinlerin oranı artırılır.
3-Bölünmede görev alacak enzimler sentezlenir.
4-ATP sentezi artarak yedeklenir.
5-DNA sentezi gerçekleşir. ( S EVRESİ )
6-Bu evrede DNA molekülü aktif olup hücredeki yaşamsal olayları kontrol eder.
G1 Evresi:
- Bir önceki bölünme sonucunda yeni oluşmuş hücrenin büyüyerek normal hayatsal faaliyetlerini gerçekleştirdiği evredir. ATP, RNA, protein, enzim ve organel sentezi yoğun bir şekilde gerçekleşir.
S Evresi:
- Hücre bölünme olgunluğuna eriştiğinde sinyal molekülleri sayesinde bölünme emri gelir. Bunun sonucunda hücrede replikasyon yapılır.
G2 Evresi:
- Replikasyon kontrol edilir. ATP, RNA, protein, enzim ve organel sentezi devam eder.
- Sentrozomun eşlenmesi bu evrede gerçekleşir. ( hayvan hücreleri için. çünkü bitki hücrelerinde sentrozom bulunmaz.)
» Embriyonik hücrelerde G1 ve G2 evresi görülmez.
» Sinir, kas ve göz retinası gibi aşırı özelleşmiş hücrelerde hücre bölünmesi görülmez. Bu hücreler G0 denilen durgunluk evresinde dururlar.
» Kalp kası hücreleri ise G2 evresinde kalarak, mitoz bölünmeye devam etmezler.
İnterfaz Evresinde Gerçekleşen Olaylar:
♦Mitokondri ve ribozom gibi organellerin sayısı artırılır.
♦DNA molekülü kendi eşler (replikasyon). DNA ile bir araya gelen histon proteinleri kromatin adını alır ve kromatinlerin miktarı da iki katına çıkmış olur.
NOT:
- İnterfazdaki DNA eşlenmesi ile hücrenin DNA miktarı iki katına çıkar. Bunun sonucunda tek kromatitli bir kromozom iki kromatitli bir kromozom haline gelir. Yani kromozom sayısı değişmez.
♦Varsa sentrozom eşlenmesi gerçekleşir.( Hayvan hücreleri için, çünkü bitki hücrelerinde sentrozom organeli yoktur.)
♦ATP, RNA ve protein sentezi de hızlanır.
♦Hızlanan metabolizmayı kontrol etmesi için enzimler sentezlenir.
♦Bu olayların gerçekleşmesi sonucunda hücrenin sitoplazma miktarı artar ve hücrenin büyüdüğü gözlenir. Sitoplazma miktarının bu kadar artması sonucunda hücre zarı sitoplazmanın ihtiyaçlarını karşılayamaz hâle gelir.
♦Çekirdek bölünme emrini verir.
NOT:
- İnterfaz evresindeki bir hücre dinlenme durumunda değildir. Embriyonik hücre döngüsünün interfazın da DNA eşlenmesi görülürken hücrelerde büyüme görülmez. Kısa sürede ve hızla çoğalırlar.
EK BİLGİ:
G1 evresi :
1- ATP sentezi hızlanır.
2- Protein sentezi artar.
3- RNA sentezi artar. (mRNA , tRNA , rRNA )
4- Enzim sentezi artar.
5- Organel sayılarında artış olur.
6- Metabolizma hızlanır.
S evresi:
•DNA eşlenmesi gerçekleşir.
G2 evresi :
•Hücre , bölünme hazırlıklarını tamamlar.
G1 evresi:
- Bu evrede hücre büyür.
- Sitoplazma ve organel miktarı iki katına çıkar.
- Hızlı bir şekilde protein sentezi yapılır.
- Hücrenin: Yüzey / hacim oranı küçülür.
G1 kontrol noktası:
- Hücrenin yeteri kadar büyüyüp-büyümediği ve DNA’ da hasar olup-olmadığı kontrol edilir.
- Hücre yeteri kadar büyümüş ise ve DNA’ da hasar yoksa başla sinyali verilir.
- Böylece S evresi başlar.
S evresi:
- Bu evrede DNA kendini eşler.
- Protein sentezi devam eder.
G2 evresi :
- Bölünmenin gerçekleşmesi için gerekli olan enzim ve proteinlerin sentezi yapılır.
G2 kontrol noktası:
- DNA eşlemesinin doğru yapılıp-yapılmadığı kontrol edilir.
- DNA eşlemesinde hata yoksa devam et sinyali verilir.
- Böylece M evresi başlar.
M evresi:
- Çekirdek ve sitoplazma bölünmesinin gerçekleştiği evredir.
M kontrol noktası:
- Metafaz evresinde gerçekleşir.
- İğ ipliklerinin, kromozomların kinetokorlarına bağlanıp-bağlanmadığı kontrol edilir.
- İğ ipliklerinin kromozomlara bağlanmasında hata yoksa devam et sinyali verilir.
Not:
- Bölünme yeteneğini kaybetmiş olan hücrelerde, G0 evresi bulunur.
- Sinir hücreleri, retina hücreleri ve çizgili kaslar, G1 evresinden sonra G0 evresine geçerler.
- Kalp kası hücreleri, G2 evresinden sonra; G0 evresine geçerler.
- Akyuvar hücreleri, G0 fazından çıkıp tekrar bölünebilirler.
- Embriyo hücrelerinde, G1 ve G2 evresi yoktur. Bu hücrelerde S evresi, çok kısa sürer.
Hücre Döngüsünün Kontrolü
- Hücre döngüsünde bir hücrenin yaşam sürecini oluşturan olaylar “ GENLER “ tarafından kontrol edilir.
♦Bir çok hücrede, “ hücre döngüsünün ” evreleri arasında, belirli bazı kontrol noktaları ve kontrol sistemleri vardır.
♦Hücre Döngüsünün Kontrolünü sağlayan bu kontrol noktaları, “ işlevsel proteinden ” oluşmuş iki yapıdadır.
1. Siklinler
2. Siklin-bağımlı kinazlar (Cdk)
- Hücre döngüsünün farklı evreleri arasındaki düzeni sağlayan G1 ,G2 ve M kontrol noktaları vardır.
- Bu noktalardaki “DUR” ve “DEVAM ET” sinyalleri döngüyü düzenler.
1- G1 KONTROL NOKTASI :
•Hücre yeterli büyüklüğe ulaşmışsa,
•Ortamda yeterli besin ve büyüme faktörleri varsa,
•DNA‘da hasar yoksa,
DEVAM ET sinyali verilir. Böylece hücre döngünün diğer evresi olan ”S” evresine geçer.
DİKKAT !
- Hücre tarafından “devam et” sinyali alınmazsa döngü “G1” evresinde durur.
- “S “evresine geçilmez.
- Bu durumda hücrede bölünme işi iptal olur, gerçekleşmez.
- Ancak bu durumda bazı hücreler ise, 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 hormonlarının etkisiyle G0 evresinde G1 evresine devam edebilir.
- Bu durma bir başka örnekte ” BEYİN HİPOKAMPÜS “ bölgesindeki sinir hücrelerinin bölünmelerinin bilimsel olarak ispat edilmesi verilebilir.
EK BİLGİ:
2- G2 KONTROL NOKTASI :
- DNA eşlenirken hata veya hasar oluşup oluşmadığı ve hücre büyüklüğü kontrol edilir.
- Sorun yoksa DEVAM ET sinyali verilir. Sorun varsa bu durumlar düzeltilinceye kadar “DUR” sinyali verilir.
3- M KONTROL NOKTASI :
- Kromozom kinetokorlarının iğ ipliklerine tutunup tutunmadığı kontrol edilir.
- Kinetokorlar iğ ipliklerine tutunmazsa “anafaz” başlamaz.
- Bu kontrol oluşacak yavru hücrelerdeki kromozom sayısının eşit olmasını sağlar.
- Sorun yoksa DEVAM ET sinyali verilir.
- Hücre döngüsünün kontrolü herhangi bir nedenle bozulması kanser oluşumuna neden olur.
- Bu hücreler, bölünme sinyallerine cevap vermezler sürekli bölünerek tümör oluşumuna ve dolayısı ile kanser hastalığının ortaya çıkmasına neden olurlar.
NOT:
Hücre Döngüsünün Üç Aşamasında Kontrol Noktaları Bulunur:
1. G1 kontrol noktası: DNA hasarına ve olumsuz koşullara duyarlıdır. DNA tamiri, G0 ya da apoptoza giriş.
2. G2 kontrol noktası: Replike olmamış ve hasarlı DNA’ya duyarlıdır. Tamamlanmadan mitoza geçişe izin verilmez.
3. M kontrol noktası: ( İğ-ipliği oluşumunda kontrol noktası),Kromozomların mitotik ipliklere düzgün tutunamamasına duyarlıdır.
(4.S-fazı kontrol noktası: DNA’nın devamlı olarak bütünlüğü sağlanır ve replikasyon sonucu oluşan hatalar kontrol edilir ve onarılır)
Hücre Döngüsünün Kontrolünün Bozulması:
- 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 kontrol eden genlerde meydana gelebilecek bir “MUTASYON” ile hücre döngüsünün kontrolü bozulabilir.
♦Mutasyonlar;
- kendiliğinden, virüsler,
- bazı kimyasal maddeler,
- radyasyon,
- X- ışınları gibi nedenlerle de oluşabilir.
- Hücre döngüsünün kontrolünün bozulması kansere neden olur.
- Kanser hücreleri hücre döngüsünün kontrolünü sağlayan sinyallere cevap vermeyen ve devamlı çoğalan hücrelerdir.
- Tipik bir memeli hücresi, laboratuvar ortamında 20-50 kez bölünebilirken kanserli hücrelerin uygun besin ortamında hiç durmadan bölündükleri gözlenmiştir.
- Bu durum kanserli hücrelerin ölümsüz olduğunu gösterebilir.
- Çok hücreli bir canlı vücudu, farklı özelliklere sahip bir hücreyi bağışıklık sistemiyle yok etmeye çalışır ancak yok edemezse büyüyen bu doku “TÜMÖR “ hâlini alır.
- Bir tümörün başlangıçtaki durumu “ iyi huylu ” dur. Bu tümörler vücuttan alınarak sorun çözümlenebilir.
- Fakat organların işlevlerini bozan “ kötü huylu ” tümörler bireyin kanser olduğunu gösterir.
- Kanserli hücreler kan ve lenf dolaşımına katılıp bütün vücudu dolaşarak , bazı dokularda yeniden yayılabilir.
- Bu hücrelerin tümör oluşturdukları ilk dokudan daha uzak dokulara sıçramasına , yayılım göstermesine “ METASTAZ ” denir.
- Tümerler ( kanserli hücre topluluğu) geliştiği dokuda kalarak etrafa yayılmıyorsa “İyi Huylu Tümör” adını alır.
- Tümerler geliştiği dokuda kalmayıp etrafa yayılıyorsa “Kötü Huylu Tümör” adını alır.
KANSER TÜRLERİNİN TEDAVİSİNDE;
KEMOTERAPİ:
- Normal hücrelere en az zarar vererek kanserli hücreleri öldürmeye yönelik ilaç tedavisidir.
RADYOTREPİ:
- Kanser tedavisinde en etkili yöntemdir,
- Tümörlere yüksek enerjili ışın (radyasyonlu)uygulanır. Bu sayede kanserli hücrelerin hem büyümesi hem çoğalması engellenir, yöntemleri kullanılmaktadır.
KANSER HASTALIĞININ NEDENLERİ:
Kanser hastalığının nedenleri arasında;
1- kalıtsal yolla aktarılan iç faktörlerin dışında
2- sigara ve alkol kullanımı,
3- sağlıksız ve aynı tip beslenme,
4- radyasyon,
5- güneş ışınlarının uzun süreli etkisi,
6- virüsler,
gibi pek çok çevresel faktör vardır.
Ek bilgi:
KANSERE YAKALANMAYAN HAYVANLAR:
1-Filler:
•İNSANLARA ORANLA ÇOK AZ KANSERE YAKALANIRLAR .
2-Kutup balinaları :
•FİLLERDEN DE DAHA AZ KANSERE YAKALANIRLAR .
3-Tüysüz köstebek faresi:
•KANSERE HİÇ YAKALANMAZLAR.
⇒Bu nedenle bu hayvanlar üzerinde kanser tedavisi ile ilgili araştırmalar yapılmaktadır.
KONU TARAMA
SORU 1. Bölünebilen bir hücrenin hücre döngüsünde görülen “anafaz, profaz, interfaz, metafaz, sitokinez ve telofaz” evrelerini gerçekleşme sırasına göre yazınız.
Cevap.1:
İnterfaz – profaz – metafaz – anafaz – telofaz – sitokinez
SORU 2. Aşağıdakilerden hangisi, bölünebilen bir hücrenin bölünmeye hazırlandığını gösterir?
A) Yeni organellerin üretilmesi
B) Protein sentezinin artması
C) DNA miktarının iki katına çıkması
D) Mikrotübüllerin uzaması
E) Salgı olaylarının artması
Cevap.2: C
Açıklama:
Hücrenin bölüneceğinin kanıtı DNA eşlenmesidir.
SORU 3. Bölünebilen bir bitki hücresinde, hücre döngüsünün interfaz evresinde hangisi gerçekleşmez?
A) Ribozom organelinin sayıca artması
B) Sentriyollerin eşlenmesi
C) DNA miktarının iki katına çıkması
D) Çeşitli protein ve enzimlerin sentezlenmesi
E) Hacim/yüzey oranının azalması
Cevap.3: B
Açıklama:
Bitki hücresinde sentriyol bulunmaz. Dolayısı ile eşlenmesi de gerçekleşmez.
SORU 4.
I. çekirdeği ve sitoplazması birbirinden ayrılmış
II. sitoplazması belirli bir büyüklüğe ulaşmadan kesilerek azaltılmış
III. DNA’sı kendisini eşledikten sonra sitoplazmanın bir kısmı alınmış
hücrelerden hangisinin bölünme gerçekleştirebileceği kesindir?
A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) II ve III
Cevap.4: C
Açıklama:
I. çekirdeği ve sitoplazması birbirinden ayrılmış olan hücrede çekirdek de sitoplazma da canlılıklarını sürdüremezler.
II. Bir hücrenin bölünebilmesi için gerekli temel şart, belli bir büyüklüğe ulaşmasıdır. Bu şart oluşmadığı için bölünemez.
III. DNA eşlenmesinin gerçekleşmiş olması çekirdeğin bölünme emrini verdiğini gösterir. Bundan sonra sitoplazma azaltılsa bile bölünme gerçekleşir.
SORU 5. Hücre döngüsüne ait olan interfaz ve mitotik evreler ile ilgili,
I. İnterfaz evresi, mitotik evreye göre daha kısa sürer.
II. Mitotik evrede önce çekirdek, sonra sitoplazma bölünmesi gerçekleşir.
III. İnterfaz evresinde kromozom sayısı iki katına çıkar.
IV. İnterfaz evresinde hücrenin hacim/yüzey oranı artar.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
A) Yalnız I B) Yalnız II C) II ve IV D) I, II ve IV E) II, III ve IV
Cevap.5: C
Açıklama:
I. İnterfaz, ökaryot hücrelerde döngünün yaklaşık %90’ını kapsar. Dolayısı ile İnterfaz evresi, mitotik evreye göre çok daha uzun sürer.
II. Mitotik evrede önce çekirdek, sonra sitoplazma bölünmesi gerçekleşir.
III. İnterfaz evresinde kromozom sayısı değil DNA ve kromatit sayısı iki katına çıkar.
IV. İnterfaz evresinde hücrenin büyümesi ile beraber hacim/yüzey oranı artar.
SORU 6. Hücre döngüsü sırasında,
I. Büyüklüğündeki artış oranı
II. Hacim/yüzey oranı
III. Çekirdek hacmi/sitoplazma miktarı
IV. Glikoz derişimi/amino asit derişimi oranı
gibi değişimlerin hangileri hücrenin bölünmesine uyarıcı etki yapabilir?
A)Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I, II ve III E) I, II, III ve IV
Cevap.6: D
Açıklama:
I. Büyüklüğündeki artış oranı artarsa,
II. Hacim/yüzey oranı artarsa,
III. Çekirdek hacmi/sitoplazma miktarı arasındaki oran azalırsa hücreyi bölünmek için uyarıcı etki yapabilir.
SORU 7. Hücre bölünmesine;
I. Hücre zarından madde alışverişinin yetersiz kalması
II. Çekirdeğin sitoplazmayı yönetmesinin zorlaşması
III. Yüzey/hacim oranının artışı
olaylarından hangileri neden olur?
A)Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II D) II ve III E) I, II ve III
Cevap.7: C
Açıklama:
I. Hücre zarından madde alışverişinin yetersiz kalması hücreyi bölünmeye zorlar.
II. Çekirdeğin sitoplazmayı yönetmesinin zorlaşması hücreyi bölünmeye zorlar.
III. Yüzey/hacim oranının artışı değil azalması hücreyi bölünmeye zorlar.
EK BİLGİ:
- Hücrenin hayat döngüsünde kontrol noktaları görev alır.
- Kontrol noktalarında görevli olan SIKLİN ve KİNAZLAR protein yapılı molekülerdir.
- Bu proteinler kontrol noktalarında “DUR” ya da “DEVAM ET” sinyali oluştururlar.
Bilgi kutusu:
Kanserleşmiş hücrelerde SIKLİN ve SIKLİN BAĞIMLI KİNAZLARın yapısı bozulduğu için hücreler kontrolsüz bir şekilde bölünür. Yani hücreler büyümeden bölünür. Çünkü DUR sinyali oluşmaz.
G1 KONTROL:
•Hücrenin bölünme için yeterli büyüklüğe ulaşıp ulaşmadığını kontrol eder. Eğer hücre bölünme büyüklüğüne ulaşmamış ise DUR sinyali oluşturur.
G2 KONTROL:
•DNA eşlenmesinde hata olup olmadığını kontrol eder.
M KONTROL:
•Kromozomların iğ ipliğine tutunup tutunmadığını kontrol eder.
Bilgi kutusu:
Vücudumuzdaki hücreler sürekli bölünerek yenilenir. Kontrol noktaları bölünmedeki hataları denetler ve gerektiğinde yanlış hücre oluşmaması için hücreyi parçalar. Yani aslında her bölünmede kanserleşme riski taşıyoruz . Ancak kontrol noktaları bu riski azaltıyor.
KONU BİTTİ.
Comments (1)
Çok değerli Biyoloji PROFERÖRLERİ, BU SAYFAYI İNANILMAZ BEĞENDİM. varlığınızdan haberim olsa asla kaynak almazdım. emeğinize sağlık. üniversiteye hazırlanıyorum. bu bilgilerle kazanacağıma öyle eminim ki her şeyi mükemmel anlatmışsınız. çok teşekkür ederim.. yks için soru bankası öneriniz olursa mailime dönüş mutlaka beklerim.