HÜCRE DÖNGÜSÜ VE MİTOZ-MAYOZ

HÜCRE DÖNGÜSÜ VE

MİTOZ-MAYOZ

• H ayatın devamı hücre bölünmesi ya da hücrelerin

üremesine bağlıdır.

• Çok hücreli diploid organizmalar yaşama, ZİGOT adı verilen tek hücreli döllenmiş yumurta ile

başlar.

• Ç ok hücreli organizmaların hücre bölünmesi:

• Döllenmiş bir yumurtanın gelişimi

• Büyüme

• Onarım için gereklidir.

• H er canlıda ve aynı bireyin farklı dokularındaki

hücrelerin mitozla bölünme hızı tamamen farklıdır.

• Ö rneğin bağırsak mukozasındaki epidermisteki

kan hücrelerini üreten dokulardaki hücrelerin sürekli bölünmesine karşılık diğer dokuların hücreleri belirli zamanlarda kas, sinir ve

retina hücreleri ise bölünmez.

Hücre bölünmesi

• Hücre bölünmesi

I.Hücre döngüsünün temel bir parçasıdır

II.Genetik açıdan özdeş hücreler meydana gelir

• Hücreler genetik materyallerini eşlerler – Hücreler bölünmeden önce, genetik

materyal olan DNA nın iki kardeş

hücrede birer kopya bulunmasını

sağlarlar

• Bir hücredeki DNA molekülleri kromozomlar içerisinde paketlenirler

Genetik materyalin hücresel organizasyonu

• Ö karyotik kromozomlar

• Kromatinlerden oluşmaktadırlar; hücre bölünmesi süresince yoğunlaşan DNA ve protein

kompleksinden meydana gelirler

• H ayvanlarda

• Somatik hücreler iki set kromozoma sahiptirler (2n)

• Gametler ise bu kromozom setinden birini

kapsarlar (n)

Kromozomlar

• A ynı türün üyelerinden türeyen bütün somatik

hücrelerde, aynı sayıda kromozom bulunur.

• E şey kromozomları

• Karakter bakımından birbirinden farklıdırlar

• X ve Y olarak ifade edilirler

• Bireyin eşeyini XX dişi ve XY erkek olarak belirlerler.

• D iploid bir hücrede kromozomlar çiftler halinde

bulunurken Bu her çifte homolog kromozom adı

verilir.

• Ök aryotlarda genetik materyal (DNA) kromozomlar içinde paketlenir. Her kromozom, kesintisiz DNA çift sarmal ipliği içerir.

•Bir kromozom içindeki DNA ipliğinin uzunluğu 10 cm’yi

bulabilir.

• Bir hücredeki bütün DNA’lar açılsaydı 2 metre uzunluğunda olurdu.

•İnsa n vücudunda 100 trilyondan fazla hücre olduğunu

düşünürsek toplam DNA uzunluğu yaklaşık 200 milyar kilometredir.

Homolog Kromozomlar

• H omolog kromozomlar:

• Aynı görünürler

• Aynı özellikleri kontrol ederler

• Her bir özelliğin farklı formlarını kodlayabilirler

• Her biri farklı bir ebeveynden gelir( anneden yada babadan)

• Homolog kromozomlardaki her bir kromozomun

özgül uzunluğu ve sentromer yerleşimi diğeri ile

aynıdır.

Hücre Bölünmesi sırasında Kromozomların dağılımı

•

Hücre bölünmesi hazırlığında

•

DNA replike olur ve kromozomlar yoğunlaşır

• Her bir kendini eşleyen kromozom

– Hücre bölünmesi sırasında birbirinden ayrılan iki kardeş kromatide sahiptir

Haploid bir kromozom takımı içinde bulunan genlerin tümü türün

GENOMUNU oluşturur.

•H omolog kromozomları

oluşturan kromozomlardan her biri diğeri ile önemli derecede genetik benzerlik gösterir.

•U zunlukları boyunca LOKUS

adı verilen gen bölgelerinin aynısını içerirler.

•H er çiftin bir üyesi dişi

ebeveynden (yumurta hücresinden) diğeri erkek ebeveynden (sperm

yoluyla) gelir.

•Bu

nedenle her bir diploid organizma, iki ebeveynli kalıtım sonucu her genden iki kopya içerir.

•Gen çiftinin her bir üyesi aynı özelliği etkilediği halde , aynı olmak zorunda değildir. ALLEL

Gamet oluşumu sırasında mayoz, diploid kromozom

sayısını haploid sayıya indirir.

• H aploid gamet, homolog kromozom çiftlerini

oluşturan kromozomlardan sadece bir

tanesini, yani tam bir haploid takımını içerir.

Döllenmede, iki gametin birleşmesi sonucu diploid sayı tekrar oluşur. Yani zigot (döllenmiş yumurta)

kromozomların tam olarak iki haploid takımını içerir.

Böylece genetik materyalin değişmezliği nesilden

nesile korunmuş olur.

Kromozom yapısı

• K inetokorlar protein yapıları olup hücre bölünmesi sırasında

kromozomları hareket ettiren mikrotübüllerin bağlanma

noktaları olarak görev yaparlar

Kromozom yapısı

HÜCRE DÖNGÜSÜ

 Hücreler içeriklerini iki katına çıkararak ve ikiye bölünerek çoğalır. Çoğalma hücrenin kendi kendini duplike etmesiyle ikiye

bölünme şeklinde olur. Bu süreç HÜCRE DÖNGÜSÜ olarak adlandırılır.

 Bir bölünmenin tamamlanmasından bir sonraki bölünmeye kadar geçen olaylar Hücre döngüsünü oluşturur.

 Somatik (vucüt) hücreler Mitoz bölünme ile,

Cinsiyet (Germinal) hücreleri Mayoz bölünme

ile çoğalır.

• Ö karyotik hücre bölünmesi iki aşamadan

meydana gelmektedir:

• Mitoz; nukleusun bölünmesi

• Sitokinez; sitoplazmanın bölünmesi

• M ayozda,

• Üreme hücreleri kromozom sayısı yarıya

indirerek üretilirler



Mitoz somatik bir hücrenin kendini eşleyerek iki yavru hücre şeklinde bölünmesidir. Çekirdek bölünmesi.

 Hücre bölünmesinden sonra

sitoplazma ve hücre zarı bölünür (SİTOKİNEZ). Bu sayede hücre

organelleri eş olan iki kardeş hücre oluşur.

M itoz ve sitokinez hücre döngüsünde

M harfiyle gösterilen MİTOZU tanımlar.

Hücre döngüsü fazları

Hücre döngüsünde Mitotik faz ile interfaz dönüşümlüdür

• Mitotik faz

• İnterfaz

 Hücre döngüsünün başlangıç evresini İNTERFAZ oluşturur, İnterfaz

bölünmeler arasındaki durak noktasıdır.

 İnterfaz aşamasında HER BİR KROMOZOMDAKİ DNA’nın

REPLİKASYONU gerçekleşir.

 İnterfaz: S + G1 + G2

• S fazı: DNA sentezi

• G 1 (Gap1, İlk aralık): RNA ve protein

sentezi, organaller iki katına çıkar, DNA için sentez hazırlığı.

• G 2 (Gap2, İkinci aralık): DNA sentezi

tamamlanır, RNA ve protein sentezi

devam eder

PROFAZ

• M İTOZUN ilk safhasıdır.

• K romatin yoğunlaşır.

• Ç

ekirdek ve çekirdekcik kaybolur.

PROMETAFAZ

• N ucleus zarı parçalanır. Mitoz mekiği

tamamlanır.

METAFAZ

• S entrioller hücrenin zıt kutuplarındadır.

• İ ğ ipliklerine tutunan kromozomlar

(kinetokorları vasıtasıyla tutunur), hücrenin

ekvator düzleminde (metafaz plağı) dizilir.

ANAFAZ

• K ardeş kromatitler birbirinden ayrılır.

• K romatitler kendi sentromerlerine sahip

bağımsız birer KROMOZOM haline gelmiştir, KARDEŞ KROMOZOM olarak adlandırılır.

• Z

ıt kutuplara hareket

TELOFAZ

• K romozomlar kromatin ipliklerine dönüşür.

• Ç ekirdek zarı, çekirdekcik yeniden oluşur.

• I

ğ iplikleri yeniden meydana gelir

Mitotik iğ:

• Mitoz boyunca kromozomların hareketini kontrol eden mikrotübüle ait bir yapıdır

• İğ; sentromerlerden meydana gelir – Ve iğ mikrotübülleri ile asterleri

içerirler

Bazı iğ mikrotübülleri

• Kromozomların kinetokorlarına bağlanırlar ve kromozomları metafaz plakasına hareket ettirirler

Sitokinez

•H ayvan hücrelerinde

• Sitokinez ayrılma (cleavage) olarak bilinen işlemler oluşur ve bu sırada ayrılma izini oluşturur (Aktin filamentlerinin kasılmasıyla)

HÜCRE DÖNGÜSÜNÜN KONTROLÜ

 H ücre siklusunun aşamaları arasındaki geçişler

korunmuş bir düzenleme mekanizması (checkpoints) tarafından kontrol edilir.

 H ücre döngüsünün G1, G2 ve M noktalarında

siklinler ve siklin bağımlı kinaz molekülleri (cdk)

bulunur. Siklin bağımlı kinazların aktifleşmesiyle

oluşan sinyaller hücre döngüsünün başlamasını

ve sürdürülmesini sağlar.

• Hücre döngüsünün ardışık olayları

• Saati andıran farklı bir hücre döngüsü kontrol

sistemi ile yönetilir

Kontrol noktaları

•Saatte özgül kontrol noktaları bulunur ve normalde sinyal alınana kadar hücre döngüsü durur

 Bir çok mutasyon etkisini hücre döngüsünün

çeşitli aşamalarında gösterir. Bu mutasyonlar cdc mutasyonu (cell division cycle mutation) olarak adlandırılır. KANSER!!

 N ormal hücrelerin çoğalması sırasında kontrol

mekanizmalarının kaybolması anormal

hücrelerin oluşmasına neden olur.

• H ücre döngüsünün 3 kontrol noktası

vardır.

1.G 1/S kontrol noktası

2.G 2/M kontrol noktası

3.M

kontrol noktası

•

Ö karyotik hücrelerin büyük çoğunluğunda M’nin

başlangıcı CDK1 (siklin bağımlı kinaz) tarafından kontrol edilmektedir.

•

C DK1 olgun amfibi yumurtalarında biyokimyasal

olarak karakterize edilmiş, genetiksel olarak da mayalarda cdc2 geninin ürünü şeklinde

tanımlanmıştır.

•

B u proteinin incelenen tüm ökaryotlarda yüksek

derecede korunmuş bir diziye sahip olduğu

bilinmektedir ve M evresine giriş için çok önemli bir

işleve sahiptir.

Hücre Siklusunun Düzenlenmesinde etkili olan moleküller

• Ökaryotik hücrelerin hücre siklusunun kontrolünde protein kinazlar görev alır.

• Kontrol noktalarını geçişte önemli rol oynarlar.

• Mayalarla yapılan çalışmalar sonucunda

işlevleri ortaya çıkarılmıştır.

Hücre Siklusu Kontrol Noktaları

• Bir çok kanser tipinde p53 proteinini şifreleyen gende mutasyon saptanmıştır.

• Bu mutasyonların sonucu olarak p53 işlevinin kaybolması

DNA hasarına cevap olarak G1 de durma olayı gerçekleşmez.

Böylece hasarlı DNA replikasyona uğrar ve yeni yavru

hücrelere onarılmadan geçer. Hasarlı DNA’nın bu şekildeki kalıtımı mutasyon sıklığının ve kanser gelişimine eşlik eden hücre genomunun genel kararsızlığının artmasına neden olur.

• P53 genindeki mutasyonlar insan kanser tiplerinde en sık görülen genetik değişikliklerdir.

• SONUÇ: Çok hücreli organizmaların hücre siklusunun kontrolu ÇOK ÇOK ÖNEMLİDİR !!!!!

MAYOZ BÖLÜNME

• Aynı türe ait bireylerin her bir

somatik hücresinde aynı sayıda kromozom bulunur. Buna diploit sayı (2n) denir.

• Hemen hemen bütün kromozomlar çiftler halinde bulunur. Her bir

çiftteki üyeler HOMOLOG

KROMOZOMLAR olarak adlandırılır.

 M AYOZ BÖLÜNMEDE

HOMOLOG

KROMOZOMLAR

KENDINI 1 DEFA EŞLER AMA 2 DEFA HÜCRE

BÖLÜNMESI MEYDANA

GELIR.

 MAYOZ I DE KROMOZOMLAR REPLIKE OLUR VE

NORMAL MITOZ GIBI BÖLÜNÜR.

 MAYOZ I SONUNDA 1 ADET DIPLOID

KROMOZOMLU HÜCREDEN 2 ADET DIPLOID KROMOZOMLU HÜCRE MEYDANA GELIR.

 MAYOZ II DE KROMOZOMLAR REPLIKASYONA

UĞRAMADAN BÖLÜNÜR.

• M ayoz, mitozdan farklı olarak genetik

materyal miktarını yarıya indirir. Diploid hücre haploit hale gelir.

• M ayoz crossing-over olayına dayanır.

• M ayozda mitozun tersine homolog

kromozomlar çiftli yapılar yani tetrat

oluşturur.

 T etrat yapısını haploit duruma getirmek için 2

defa hücre bölünmesi gerekir. Mayoz I ve Mayoz II

 M ayoz I de kromozomlar replike olur ve normal

mitoz bölünme gibi bölünür;

 M

ayoz II de kromozomlar replikasyona uğramadan

bölünür ve diploid kromozomlu hücreden haploit

kromozomlu hücre meydana gelir.

 Mitoz bölünmeden farklı olarak

homolog kromozomlar birbirlerine tutunarak dört kromatitli ve iki

kromozomlu tetratları oluştururlar.

• K romozomlar tetrat oluşturduğu sırada

kardeş olmayan kromatitler bir çok

noktadan birbirlerine temas eder. Bu

noktalara sinapsis denir.

• B u sinapsislerden bazılarında

kardeş olmayan kromatitler arasında gen alışverişi

yapılabilir.

• K rosing–over denilen bu olay

sadece mayoz bölünmede görülür.

• B u olay sayesinde kromozomlar

üzerinde bulunan baskın ve çekinik genlerin diziliş sırası değiştirilir.

• B u değişim ise oluşacak

hücrelerde kalıtsal çeşitliliği

artırır.

• Bir kromozom üzerindeki genler arası uzaklık arttıkça krosing-overle değiştirilme ihtimalı artar.

• Bu olay sayesinde kromozomlar üzerinde

bulunan baskın ve çekinik genlerin diziliş

sırası değiştirilir