GENEL BOTANİK PROF. DR. BEDRİ SERDAR

GENEL BOTAN İK

PROF. DR. BEDRİ SERDAR

Bedri SERDAR - 2017

Hücre Bölünmesi

Canlıların büyüme ve geli

_ş

meleri, organizmalarını olu

_ş

turan hücrelerin geli

_ş

ip sayılarını arttırmalarına ba

_ğ

lıdır. Hücreler belirli bir geli

_ş

meden sonra iki yeni hücreye ayrılarak ço

ğ

alırlar.

Tek hücreli organizmalarda bölünme sonucu olu

_ş

an iki

hücre ayrı birey gibi geli

_ş

ir. Oysa çok hücreli organizmalarda

bölünme sonucu olu

ş

an yeni hücreler ait oldukları doku

içinde kalır.

Prokaryotik hücrelerde hücre bölünmesi,

Prokaryotik hücrelerde kalıtsal materyal olan dezoksiribonukleik asit, nukleus bulunmadı

ğ

ından, sitoplasma içinde bulunur. Hücre bölünmeden önce bu materyal önce replikasyona u

ğ

rar yani kendine benzerini meydana getirir.

Bu ikiye ayrılan yavru kromozomlar, hücre zarının iç kısmında farklı yerlere ba

ğ

lanırlar ve hücre büyürken, uzayan hücre zarı sayesinde birbirinden uzakla

ş

ırlar. Sonra hücre zarı orta yerinden bo

ğ

um yaparak, hücre ikiye ayrılır ve yeni hücre çeperi olu

ş

ur.

Böylece replikasyonla meydana gelen iki kromozomun biri bir

hücrede di

ğ

eri de di

ğ

er yavru hücrede bulunmak üzere iki

yavru hücre meydana gelir.



Amitoz ( Amitosis ) Bölünme



Mitoz ( Mitosis-Karyokinez ) Bölünme



Mayoz ( Meiosis-Redüksiyon ) Bölünme

Eukaryotik hücrelerde hücre bölünmesi üç ş ekilde olur

Bu bölünmede nukleus önce uzar ve bir süre sonra ortasında meydana gelen bir boğumla ikiye ayrılır. Nukleusun bölünmesini sitoplasmanın bölünmesi izler, böylece iki yavru hücre meydana gelir

1- AM İ TOZ BÖLÜNME

Amitoz bölünmenin şematik görünümü

Amitoz bölünmeden ba _ş ka, buna benzer bir adi bölünme daha vardır ki bu hücre bölünmesinde hücre ortasından bölünmez, fakat bunun yerine dı _ş arı do _ğ ru bir çıkıntı meydana getirir ve bu çıkıntının daralan bölmesi ana hücreden bir çeperle ayrılır ve bu çıkıntıdan yeni bir yavru hücre meydana gelir. Bu çıkıntı olu ş urken nukleus da sitoplasma içinde bu çıkıntıyı takip ederek aynı ş ekilde ikiye bölünür.

Tomurcuklanma adı verilen bu bölünme

Saccharomycess cerevisiae (Bira mayası mantarı)

için karakteristiktir

Tomurcuklanma

Saccharomycess cerevisiae (Bira mayası mantarı) da tomurcuklanma ile bölünme



Büyümeyi ve ferdin geli

ş

imini sa

ğ

layan ve ana hücrenin kromozom sayısını sabit tutan bölünmedir.



Nukleusun benzer kromozomlara sahip, kendine benzer iki ayrı nukleusa ayrılmasına

Mitoz

veya

Karyokinez

adı verilir. Çok nukleuslu hücreler hariç tutulursa, her nukleus bölünmesinin ardından bir stoplasma bölünmesi, yani sitokinez gerçekle

ş

ir.



Bölünme halinde olmayan nukleusa interfaz safhası (Metabolik safha) ndadır denir. Bu safhaya önceleri istirahat safhası denirdi, ancak sonradan bütün metabolik olayların bu safhada gerçekle

ş

ti

ğ

i ortaya çıkmı

ş

tır.

2- M İ TOZ BÖLÜNME

Bedri SERDAR - 2009

HÜCRE BÖLÜNMESİ

1. MİTOZ BÖLÜNME: Mitoz bölünmenin başlangıcını saptamak olanaksızdır. Fakat hücrede bazı değişiklikler olur; hücre içeriği jel haline geçer, metabolizma durur, çekirdeğin hacmi hızla büyür. Kromatid iplikleri belirginleşir ve boyanmaya başlar.

Kromozomların türlere özgü şekil ve sayıyı kazanmasıyla mitoz bölünmeye geçilir. Işık mikroskobunda kromozomlar artık rahatlıkla görülebilir. Bu süre yaklaşık bir saat sürer. Bu evredeki hücreler küre şeklindedir ve etrafındaki cisimlere kuvvetle bağlanmamıştır. Mitoz bölünme;

profaz, metafaz, anafaz ve telofaz diye dört evreye ayrılır.

MİTOZ BÖLÜNME

PROFAZ METAFAZ

ANAFAZ TELOFAZ

Bedri SERDAR - 2009

Mitozun Evreleri

Bedri SERDAR - 2009

1- PROFAZ :

Bu safhada nukleusun içindeki a_ğsı yapı yani kromatin da_ğınık bir yumak manzarası almaya başlar, bu dağınık ve karışık konumdan yavaş yavaş ince uzun iplikler yani kromozomlar belirir.

Profazın ba_şlangıcında kromozomlar nukleusun içinde her tarafa da_ğılmı_ş durumda iken, nukleus zarına do_ğru çekilmeye ba_şlarlar ve nukleusun ortası bo_ş kalır.

Profazın sonuna doğru kromozomlar spirallerini arttırarak kısalıp kalınlaşırlar, üzerlerini matriks denen bir tabaka kaplar, spiraller görülmez. Nukleoluslar gitgide küçülür ve kaybolur. Aynı zamanda nukleus zarı kaybolur ve hücrenin merkezinde akıcı bir kısım olu_şur, kromozomlar da serbest bir _şekilde hareket ederek ekvator tablasına doğru giderler.

Kromozomlar ekvator tablasına eri

ş

ince metafaz ba

ş

lar.

İğ

iplikleri te

ş

ekkül eder, kromozomlar ekvator tablası üzerinde sentromerleri kutuplara yakın (dönük) durumda bir araya gelirler.

Daha sonra kromozomlar, sentromerleri vasıtasıyla i

ğ

ipliklerine ba

ğ

lanırlar. Te

ş

ekkül eden i

ğ

ipliklerinin hepsi kromozomlara ba

ğ

lanıp onları kutuplara çekmezler, bu iplikler hücrede destek i

ş

ine yardımcı olurlar.

Metafazın sonuna do

ğ

ru bütün kromozomlarda sentromerler aynı anda yarılır, karde

ş

kromatidler birbirinden ayrılır ve kutuplara do

ğ

ru çekilmeye ba

ş

larlar.

2- METAFAZ :

Yavru kromozomlardan biri bir kutba çekilirken, onun karde _ş i de aksi kutba do _ğ ru çekilir.

Kromozomlar anafazda sentromerlerinin yerine göre

ş ekil alırlar (Metasentrik kromozom”V” harfi, Submetasentrik kromozom “J” harfi ve Akrosentrik- Telosentrik kromozom ”I” harfi _ş eklinde).

Yavru kromozomlar kutuplara eri _ş ir eri _ş mez anafaz sona erer ve telofaz ba ş lar.

3- ANAFAZ

Bedri SERDAR - 2009

Tamamiyle kutuplara çekilmi ş kromozomların etrafını yeniden endoplasmik retikulumun olu _ş turdu _ğ u nukleus zarı kaplamaya ba ş lar, spiraller gev ş er ve kromozomlar ince iplikler haline gelirler (Profaz safhasında u ğ radıkları de ğ i ş ikliklerin tersi yöneltide).

Bazı kromozomların sekonder bo _ğ umları tarafından nukleoluslar meydana getirilir. Böylece tamamlanmı ş olan nukleus bölünmesi (Karyokinez) ni hücre bölünmesi (Sitokinez) takip eder.

4- TELOFAZ

Bedri SERDAR - 2009

Sitokinez , nukleus bölünmesini takiben sitoplasmanın iki yavru hücreye bölünmesi olayıdır. Bitki hücrelerinde telofaz safhasında i ğ in görünü ş ü biraz de ğ i ş ir ve ekvatorda hücrenin çeperlerine gitgide yakla ş an bir fıçı ş eklini alır. Buna FRAGMOPLAST adı verilir. Ekvator tablasında i _ğ iplikleri üzerinde pektin damlacıkları olu ş ur. Bu damlacıkların büyüyerek birbirine yakla ş ması ve birle ş mesi sonucu HÜCRE PLA ĞI (Orta Lamel) meydana gelir

S İ TOK İ NEZ

Fragmoplast’ın Oluşumu

Böylece ana hücrenin sitoplasması iki yavru hücreye bölünmüş olur. Sonra her yavru hücre kendi tarafında orta lamel üzerinde selüloz çeper oluşturur.

Hayvan hücrelerinde bu olay sitoplasmanın bo _ğ umlanarak ikiye ayrılması _ş eklinde gerçekle _ş ir

Hayvansal hücrenin telofaz safhasında sitokinezin gösterilişi

Bedri SERDAR - 2009

HÜCRE BÖLÜNMESİ

2. MAYOZ BÖLÜNME: Bütün döllerde kromozom sayısının değişmez kalabilmesi için farklı bir hücre bölünmesi gelişmiştir.

Mayoz bölünme ismini alan bu tip bölünmede, kromozom sayısı yarıya indirgenir. Mayoz bölünmenin sonunda meydana gelen gametler diğer vücut hücrelerinin aksine n sayıda kromozom taşır .Normal olarak soma hücrelerinde 2n kromozomlardan homolog olanlar, boyuna, sinaps dediğimiz aralıklarla birbirinin yakınında uzanırlar. Bu homolog kromozomların her biri ayrı bir kutba giderek, yalnız bir tanesinin bir gamete verilmesi sağlanır. Homolog kromozomlar aynı büyüklüğe ve şekle, keza benzer kalıtsal faktörlere sahiptir. Gerek yumurta gerekse sperm oluşumu son iki hücre bölünmesine kadar aynı kurallara göre yürütülür. Daha sonra spermatogenezis ve oogenesiz farklı şekilde meydana gelir.

Mayozda da mitoz gibi profaz, metafaz, anafaz ve telofaz diye dört evre vardır.

Bedri SERDAR - 2009

Interphase

Mother cell

Stages Of Meiosis: ^{Meiosis I}

Meiosis II

Prophase I:

Tetrad formation/

crossing over

Metaphase I

Telophase I Prophase I:

Condensing Chromosomes

Anaphase I

Telophase I

Stages Of Meiosis: ^{Meiosis II}

Metaphase II

Anaphase II

Telophase II Prophase II

Prophase I:

Tetrad formation/

crossing over

Crossing Over

Anaphase I

Telophase II

Metaphase I

Telophase I

Bedri SERDAR - 2009

** E

ş

eyli üreme ile ço

ğ

alan canlıların e

ş

em hücrelerinde görülen ve kromozom sayısını yarıya indiren bölünmedir.

E

ş

eyli üreme ile ço

ğ

alan canlılarda iki e

ş

em hücresinin birle

ş

mesi sonucu olu

ş

an zigot, birle

ş

en iki gamet (e

ş

em hücresi) in kromozom toplamı kadar kromozom ta

ş

ır.

E

ğ

er bir organizmanın kromozom sayısı dölden döle ço

ğ

almayarak kalıyorsa, bu ancak o canlının hayatının herhangi bir devresinde kromozom sayısını yarıya indirmesiyle mümkündür.**

3- MAYOZ BÖLÜNME

1. Bölünme İNTERKİNEZ 2. Bölünme

Meios

Profaz I

Metafaz I

Anafaz I

Telofaz I Profaz II

Metafaz II

Anafaz II

Telofaz II 2n

n

n n

n

4 gon 1-Leptoten

2-Zigoten 3-Pakiten

4-Diploten 5-Diakinez

Mayoz Bölünmenin _Şematik Görünümü

** Mayoz (meios) veya redüksiyon adını alan bu bölünmede bir ana hücre birbirini takip eden iki bölünme geçirir.

** Bunlardan biri kromozom sayısını yarıya indiren mayoz, di ğ eri ise kromozom sayısını sabit tutan mitoz bölünmedir

-Önce mayoz sonra mitoz olursa Premeios

-Önce mitoz sonra mayoz olursa Postmeios adını alır

Mayoz bölünmenin a _ş amaları

Bu bölünme dört a

_ş

amalıdır. Profaz, Metafaz, Anafaz ve Telofaz

İ

ki bölünme oldu

_ğ

u için bu a

_ş

amaların ba

_ş

ına I ve II i

_ş

areti konur.

Mayoz bölünmenin profazı (I) 5 a

_ş

amalıdır. Bu safha mitozun

bir iki saatine kar

_ş

ılık 3-4hafta kadar sürebilir.

Profaz I

Leptoten: Kromozomlar ince uzun iplikçikler halinde belirir

Zigoten : Homolog kromozomlar bivalent oluşturur.

Pakiten: Bu safhanın en önemli olayı “Krossing- over” dir. Yani homolog kromozomların karde _ş olmayan kromatidleri arasında parça de _ğ i _ş mesi olayıdır.

Diploten: bu safhada homolog kromozomlar kiasma bölgelerinden kısmen koparak birbirlerinden ayrılmaya başlarlar.

Diakinez: Kiasmalar çözülür, terminalizasyon olur.

Nukleus zarı ve nukleouluslar kaybolur

Bedri SERDAR - 2009

Sinapsis olayında bivalent kromozomlar

Bedri SERDAR - 2009

Krossing-over olayının şematik izahı

Diploten safhasında değişik kiasma şekilleri

METAFAZ I

Bivalent kromozomlar sentromer noktaları kutuplara dönük _ş ekilde ekvator düzleminde sıralanmı _ş lardır. Bu dizili _ş birbirinden ba _ğ ımsız ve tamamen tesadüfidir .

Yani bir bivalentteki hangi kromozomun, di _ğ er

bivalentteki hangi kromozomla aynı kutba

gidece _ğ i tesadüfe ba _ğ lıdır. Genlerin yeni

kombinasyonlar olu _ş turması bakımından bu

olayın önemi büyüktür.

ANAFAZ I

İ ki kromatidden ibaret olan homolog kromozomlar, sentromerleriyle i _ğ ipliklerine ba _ğ lı olarak zıt kutuplara do ğ ru çekilmeye ba ş larlar.

Terminalizasyon bu safhada tamamen sona erer.

TELOFAZ I

Kutuplara çekilen homolog kromozomların etrafında nukleus zarı olu _ş ur ve iki yavru nukleus meydana gelir.

Bedri SERDAR - 2009

İNTERKİNEZ

Mitoz bölünmenin interfaz safhasına benzer, fakat çok kısa sürer.

_İ

nterkinez safhasını ikinci bir bölünme izler. Bu ikinci bölünme bir mitoz bölünmedir. Ancak bu mitoz bölünme canlının ba

_ş

ka herhangi bir hücresinde cereyan eden mitoz bölünmeden farklıdır.

*****Farkı: meydana geldi _ğ i hücreler ve kromozom sayısının n olmasıdır.

Bedri SERDAR - 2009

PROFAZ-II : Çok kısa süren bu safhada kromozomlar belirir.

METAFAZ-II : Yavru nukleusların zarlarının erimesiyle kutuplar arasında iğ iplikleri oluşur. Kromozomlar ekvator tablasında dizilirler ve sentromer noktaları ile iğ ipliklerine bağlanırlar

ANAFAZ-II : Sentromerlerin yarılmasıyla iki kardeş kromatid birbirinden ayrılır ve zıt kutuplara, yani biri bir kutba diğeri öbür kutba gider.

TELOFAZ-II : Kutuplara eri_şen kromozomlar, kromonema iplikleri halini almaya ba_şlar ve despiralizasyona u_ğrarlar. Nukleus zarının olu_şumu ve nukleolusların belirmesiyle dört yavru nukleus meydana gelir. Bunların her biri Haploid’dir. Yani (n) sayıda kromozom ta_şırlar.

Mayoz Bölünmenin Mitoz Bölümü

SİTOKİNEZ

Yavru nukleusların olu ş umunu takiben sitokinez ile

dört hücre (gon) meydana gelmi ş olur. Bu dört

hücreden her birine Gon, toplamına Tetrad adı

verilir. Bu gonlar haploid (n) sayıda kromozom

ta ş ırlar. Kalıtım yükü bakımından iki ş er iki ş er

birbirine benzerler

Yumurta

n

^{Haploidnucleus}

Zigot

Sperm n

Haploid nucleus

Sperm n Yumurta

n

Haploid nucleus Haploid

nucleus

Zigot

Sperm n Yumurta

n

^{Haploidnucleus}

Haploid nucleus

Zigot

Sperm n Yumurta

n

^{Haploidnucleus}

Haploid nucleus

Zigot

Bedri SERDAR - 2009

From Zygote to Embryo

Zygote

2n Zigot

2n

Bedri SERDAR - 2009

From Zygote to Embryo

From Zygote to Embryo

From Zygote to Embryo

From Zygote to Embryo

From Zygote to Embryo

Mayoz ve mitoz arasındaki

farklar

HÜCRE ÇEPERİ VE GEÇİTLER

Genellikle, bitkilerde hücrelerin protoplastları hücre çeperi denen bir koruyucu tabaka ile çevrilmi ş tir. Pek az bitkisel hücrede bu örtü yoktur.

Örne ğ in; sporlar ve yumurta hücrelerinde oldu ğ u gibi.

Hücre çeperi ve geçitler…

ol pç

sç

hl

Hücre çeperi lamelleri ol) orta lamel pç) primer çeper sç) sekonder çeperin üç lameli hl) hücre lümeni

Hücre çeperinin kimyasal yapısı

Hücre çeperinde bulunan maddeler:

Pektin, selülozdan olu ş ur. Ayrıca hemiselüloz,

pentozan, protopektin, lignin, kütin, süberin

katılmaktadır.

Hücre çeperinin yapısındaki farklılaşmalar

Odunla _ş ma:

Lignin maddesi, alkollü floroglusin + HCl ile kırmızıya, anilin sülfat ve klorçinkoiyot eriyi_ği ile sarıya boyanırlar.

Mantarla _ş ma:

Süberin maddesi, klorçinkoiyot eriyiği ile kahverengi, sudan III ile kırmızı renk alır. (hücreler ölüme mahkum olur).

Hücre çeperinin yapısındaki farklılaşmalar …

Kutinle ş me ve Kutikulle ş me ^:

^Kutikula

oluşumuna Kutikulleşme denir. Selüloz miseller arasına Kutin maddesi girerse Kutinleşme olur.

Kutin, alkol ve gliserinde eritilmiş olan sudan III, karolin gibi maddelerle kırmızı, klorçinkoiyot eriyiği ile kirli sarı bir renk alır. Kutin, sülfat asidinde ve schweiser eriyi_ğinde erimez.

Mumla ş ma:

Kutikula tabakası bazen mum denen bir maddenin de katılmasıyla suya karşı daha da az geçirgen bir hale gelebilir . Mum, suberin ve kutinin tersine, eter, kloroform ve sıcak alkol gibi yağ eriticilerinde erir.

Hücre çeperinin yapısındaki farklılaşmalar …

Silisle _ş me ^:

amorf silisyumdioksit (SiO2) toplanır ve ekseriya hücre çeperinin en ince detayına kadar yayılır. Bitkilere dayanıklık verir. Bambular, kamışlar

Kireçle _ş me ^:

Hücre çeperine kalsiyumkarbonat (CaCO3) toplanması ile kireçle_şme meydana gelir. Kireçle_şme, bir çok su bitkilerinin hücre çeperlerinde görülür. Böyle çeperler daha gevrek bir hal alırlar.

Peltele _ş me ^:

^{Hücre çeperi, suda kolaylıkla pelteleşen}

pentozlardan bile_şmi_ş, polisakkaritler haline geçebilir. Bir çok su bitkilerinde ve keten tohumunda olduğu gibi, bazı bitkilerin tohumlarında da hücre çeperleri bu şekilde bir değişikliğe uğramış olabilirler.

GEÇİTLER

Hücreler arasında, hücre çeperinin teşekkülü

esnasında yer yer

kalınlaşmamış yani ince kalmış bölgeler bulunur. Bu bölgelerde hücreler arasında madde alış- veri_şi sa_ğlanır. Bu bölgelere Geçit denir. İki hücre arasındaki karşılıklı geçitlere de Geçit çifti adı verilir.

Basit geçit çiftinin diyagramı

Torus

Kenarlı geçit çiftinin diyagramı

Orta lamel

Primer çeper

Sekonder çeper

Geçit ağzı Geçit

kenarı

Geçit açıklığı

Yarı kenarlı geçit çiftinin diyagramı

Plasmodesma

Plasmodesma

Primer Çeper Orta Lamel Primer Çeper

Plasmodesmaların şematik görünümü