HÜCRE BÖLÜNMESİ
DOÇ. DR. BENGİ ÇINAR KUL
• Çok hücreli diploid organizmalar yaşama ZİGOT
ZİGOT adı verilen tek hücreli döllenmiş yumurta ile başlarlar.
Zigotun ve zigottan oluşan hücrelerin mitotik aktiviteleri organizmanın büyüme ve gelişmesi için temeldir.
• Hücre bölünmesi sıklığı:
- embriyo: her 20 dakikada bir - Deri hücreleri:12-24 saatte bir
- Karaciğer hücreleri:yılda 1 -2 kez (belki..)
- Kas ve sinir hücreleri, olgun yumurta ???
• Hücre bölünmesinde döngü: Hücre bölünmesinde döngü:
İNTERFAZ: Bölünmenin başlangıç evresidir ve iki bölünme arasındaki
olayları tanımlar.
• G1 (gap 1) evresi: Bu evrede hücre bölünmesi için gerekli proteinler
(özellikle iğ ipliklerinin proteinleri), enzimler, ATP sentezlenir, hücre elemanları ( Lizozom, Ribozom,
Mitokondri) sayıca iki kat artar.
• Bu yoğun enzim üretimi hücrenin sentez evresine girmesini teşvik eder.
İnterfaz evreleri:
• Hücre büyür.
• 1. kontrol noktası (checkpoint)
* DNA hasarlı mı?
* büyüme faktörleri yeterli mi?
* yeterli besin var mı?
* hücre büyüklüğü yeterli mi?
• G1 ‘in geç noktasında hücre;
ya DNA replikasyonuna ya da dinlenme (G0) aşamasına geçer.
• G0’da hücre canlıdır
ve metabolik olarak aktiftir.
Kas ve sinir hücreleri…
• Hücre G1 kontrol noktasını geçirirse
• S (sentez) evresi:
DNA’nın sentezlendiği, her bir kromozomdaki DNA’nın replike olduğu evredir.
• Genetik materyal protein örtüden yoksundur.
• Sentrozom kendini eşler..?
• G2 evresi: Hücre büyümesi devam eder, DNA
replikasyonunda hata kontrolü ve tamir işlemi yapılır.
• 2. kontrol noktası (checkpoint)
* DNA doğru ve tam olarak replike olmuş mu?
Kanser hücreleri???
• Hücre döngüsünün kontrolü???
Siklinler ve Siklin bağımlı kinazlar…
Ayrı iken işlevleri yok, bir arada kompleks oluşturduklarında aktifler.
Cyclin A, B, D ve E
CDK 1, 2 ve 4 önemlileri…
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2001 Leland H. Hartwell, Tim Hunt, Sir Paul Nurse
HÜCRE DÖNGÜSÜNÜN KONTROLÜ:
• Büyüme faktörleri…
• Yaralanma…
• Hücre büyümesi…
Siklin bağımlı kinaz proteinleri (CDKlar)
1. G1 cyclin-CDK kompleksi -S cyclinlerin ve gerekli
proteinlerin uyarılması -S fazı
inhibitörlerinin
etkisizleştirilm
esi
2. S cyclin-CDK kompleksi -Replikasyonun yolunda
gitmesini
sağlamak
3. Mitotik cyclin-CDK kompleksi
-Çekirdek zarı yıkımln.
-DNA yoğunlaşması -iğ iplikçikleri
düzenlm.
• P53 onarıcı proteinleri P53 onarıcı proteinleri aktive eder.
aktive eder.
• Hücre tamir için G1/S Hücre tamir için G1/S
kontrol noktasında durur.
kontrol noktasında durur.
• Eğer onarım olmazsa hücre Eğer onarım olmazsa hücre apoptoza gider.
apoptoza gider.
Ya hasar varsa???
• Bir çok kanser tipinde mutant p53 proteini rol Bir çok kanser tipinde mutant p53 proteini rol oynar…
oynar…
• Bunun sonucunda; Bunun sonucunda;
p53 işlevini kaybeder … p53 işlevini kaybeder …
Hasarlı DNA G1 de durdurulamaz ve S fazında Hasarlı DNA G1 de durdurulamaz ve S fazında
replikasyona uğrar.
replikasyona uğrar.
Hasarlı DNA’nın bu şekildeki kalıtımı mutasyon Hasarlı DNA’nın bu şekildeki kalıtımı mutasyon
sıklığının ve kanser gelişimine eşlik eden hücre sıklığının ve kanser gelişimine eşlik eden hücre
genomunun genel kararsızlığının artmasına neden genomunun genel kararsızlığının artmasına neden
olur.
olur.
Herşey yolunda giderse interfazdan sonraki
aşamaya geçilir
• Birçok hücre için invitro kültürde mitoz bölünme 16 saat:
İNTERFAZ MİTOZ
G1 S G2 M
5 7 3 1
Saat…
Pro Met Ana Tel
36 3 3 18
Dakika…
MİTOZ BÖLÜNME
Embriyonik evrede hücre siklusu farklıdır!
• Profaz +Prometafaz
• Metafaz
• Anafaz
• Telofaz
Mitoz 5 evrede gerçekleşir.
Karyokinez
Sitokinez
• Profaz: Sentriollerin kutuplara hareket ettiği, çekirdekçik ve çekirdek zarının kaybolduğu, kromozomların kıvrılıp kısaldığı aşamadır.
• Prometafaz: Kromozomlar ekvatoryal düzleme hareket ederler.
İğ iplikleri oluşmuştur, sentrioller kutuplardadır.
• Metafaz: Hücrenin orta kısmında metafaz plağı
denilen, kromozomların iğ ipliklerine bağlı
dizildiği ekvatoryal düzlem oluşmuştur.
• 3. kontrol noktası (checkpoint) metafazda
* Kromozomlar iğ ipliklerine bağlanmış mı?
• Anafaz: Kardeş kromatidler birbirinden
ayrılır ve zıt uçlara göç ederler. Kritik
bir süreçtir.
• Telofaz: Kardeş kromozomlar kutuplara ulaşır,
çekirdekçik tekrar oluşur, yarılma kırışığı ve
ardından da sitokinez gerçekleşir. İğ iplikleri
kaybolur, kromozomlar çözülür.
MAYOZ BÖLÜNME
• Eşeyli üremede gamet oluşumu için gereklidir.
• İnsanlarda ilkin oositler ve
ilkin spermatositler G2 de
onlarca yıl bekler, hormonal
uyarı ile bölünme başlar…
• Profaz 1: Tetrat oluşumu ve kardeş homolog kromozomlar arası Krossing over görülür. Diğer aşamalar mitoza benzer..
1.
mayoti k
bölünm
e
Homolog kromozomlar
Kardeş kromatidler
Sinapsis
Tetrat
KiyazmaKrossing over
Replikasyon
KROSSİNG OVER
• Sinapsis sırasında tetratlarda homolog kromozomların kardeş olmayan kromatitleri arasındaki parça değiş tokuşudur!!!
Krossing
over
2. mayotik
bölünme
Cinsiyet kromozomu anormallikleri
Dişi Genotip Sendrom Erkek Genotip Sendrom
XX normal XY normal
XO Turner XXY Klinefelter
XXX Triple-X XYY XYY
1 – Çok hücreli canlıların vücut hücrelerinde; vücudun bütün doku ve organlarında görülür.
2 – Canlının gelişmesini sağlar.
3 – Bölünme sonucunda kromozom sayısı sabit kalır.
4 – Oluşan hücreler kalıtsal olarak birbirinin aynısıdır.
5 – İki hücre oluşur.
6 – Çekirdek ve sitoplazma bölünmesi bir kez olur.
7 – Zigotun oluşumundan ölümüne kadar sürer.
MİTOZ
MİTOZ MİTOZ
MİTOZ
1 – Çok hücreli canlıların üreme hücrelerinde; örn: bitkilerin çiçeklerinde ve hayvanların üreme organlarında
2 – Üremeyi sağlar.
3 – Bölünme sonucunda kromozom sayısı yarıya iner, tür içinde kromozom sayısı sabit kalır.
4 – Yeni kromozomal kombinasyonlarla bireyler farklılaşır.
5 – Dört hücre oluşur.
6 – Çekirdek ve sitoplazma bölünmesi iki kez gerçekleşir.
7 – Bölünme sırasında tetrat ve krossing-over olayları görülür.
varyasyon sağlar…
8 – Ergenlik döneminde başlar, üreme dönemi boyunca sürer.
MAYOZ
MAYOZ
MİTOZDA METAFAZ
AŞAMASININ BİR DİĞER ÖNEMİ!!!
• Karyotip, bir hücredeki kromozomların özdeş çiftler halinde eşlendikten sonra belli bir düzene göre sıralanmasıdır.
• Hücreler in vitro koşullarda metafaz
aşamasına getirilir ve colchicine ile mitoz durdurulur. Bu hücreler boyanır,
fotoğraflanır ve karyogram şeklinde
düzenlenir.
• Köpek
• 2n: 78
