Her hücre bir hücreden gelir. Büyümen, yaraların kapanması, tek hücrelilerin çoğalması — hepsinin arkasında aynı hassas süreç var: mitoz. Kromozomların dansını adım adım izle.
Hücre bölünmesi; canlılarda üremeyi, büyümeyi, gelişmeyi ve hasar görmüş yapıların onarımını sağlar. Bölünmeyi tetikleyen üç ana neden vardır. En temel sebebi bir balonla anlayabilirsin: balonu şişirdikçe içindeki hacim, dış yüzeyinden çok daha hızlı büyür. Hücrede de aynısı olur — içerisi kocaman olurken, madde alıp verdiği yüzey aynı hızda büyüyemez. Bir noktadan sonra hücre kendini besleyemez hâle gelir. Çözüm basittir: büyümeye devam etmek yerine ikiye bölünmek. Zaten büyümen de hücrelerinin şişmesinden değil, sayılarının artmasından kaynaklanır.
Hücre büyüdükçe sitoplazma hacmi, hücre yüzeyine göre daha hızlı artar. Yüzey artışı yetersiz kalınca madde alışverişi zorlaşır.
Sitoplazma büyüdükçe çekirdeğin sitoplazma üzerindeki kontrol gücü azalır. Kontrolü azalan çekirdek bölünme emrini verir.
Bazı hormonlar hücreyi bölünmeye teşvik eder; büyüme faktörleri bu sürecin başlamasında rol oynar.
Bölünme hızı her canlıda, hatta aynı bireyin farklı dokularında bile değişir. Kemik iliği ve epitel doku hücreleri hızlı bölünürken, ileri derecede özelleşmiş sinir hücreleri bölünmez.
Yeni oluşmuş bir hücrenin bölünerek yeni hücreler oluşturması sürecine hücre döngüsü denir. İki ana evreden oluşur: interfaz (hazırlık) ve mitotik evre (bölünme).
Yaşamsal faaliyetlerin sürdüğü, hücrenin hızla büyüdüğü en uzun evredir. ATP ve protein sentezi hızlanır, hücre hacmi artar, DNA kendini eşler (S evresi), organel sayısı artar.
İnterfazda hayvan hücrelerinde sentrozom eşlenir. Bitki hücrelerinde sentrozom bulunmadığı için bu eşlenme görülmez.
Metabolik olaylar yoğun sürer: madde alışverişi, sentez-yıkım, organel yapımı, RNA sentezi. Hücre hızla büyür.
DNA kendini eşler; her genin bir kopyası oluşur. DNA miktarı iki katına çıkar.
Protein, enzim ve RNA sentezi devam eder. Sitoplazmik organel sayısı artmaya devam eder.
Embriyo hücreleri tam büyümeden DNA replikasyonu gerçekleştirir; bölünecekse G1 evresi görülmeden doğrudan S evresine geçilir. Bu yüzden embriyonik hücreler döngülerini daha kısa sürede tamamlar.
Mitoz; tek hücreli ökaryotlarda üremeyi, çok hücrelilerde büyümeyi, gelişmeyi ve onarımı sağlar. Amacı, ana hücredeki kalıtım maddesini yavru hücrelere aynen ve eşit aktarmaktır. Yani mitoz bir fotokopi işlemidir: ortaya çıkan iki hücre de orijinalin birebir aynısıdır. Evrelerin isimleri gözünü korkutmasın, aslında mantıklı bir sıra izliyor — önce kromozomlar toparlanıp görünür hâle gelir (profaz), sonra tam ortada sıraya girer (metafaz), sonra ikiye ayrılıp zıt kutuplara çekilir (anafaz), en sonunda iki ayrı çekirdek kurulur (telofaz). Toparlan → sıraya gir → ayrıl → yerleş.
Hayvan hücresi: mikrofilamentlerin kasılmasıyla hücre zarı içe doğru boğumlanır.
Bitki hücresi: hücre duvarı olduğu için boğumlanma OLMAZ. Golgi'den ayrılan kesecikler ortada orta lamel oluşturur; bu lamel merkezden kenarlara doğru büyür.
Karyotip: kromozomların büyüklük ve biçimine göre çiftler hâlinde görüntülenmesidir; metafazda çıkarılır ve kalıtsal hastalıkların erken teşhisinde kullanılır.
Memelilerin olgun alyuvarları çekirdeğini kaybettiği için mitoz geçiremez ve bir süre sonra ölür; yerine kemik iliği yenilerini üretir.
Hücre döngüsünde G1, G2 ve M olmak üzere üç kontrol noktası vardır. Bu noktalardaki işlevsel proteinler, bir önceki süreç tamamlanmadan bir sonrakinin başlamasını engeller. Bunları bir fabrikadaki kalite kontrol istasyonları gibi düşün: her aşamanın sonunda bir denetçi "her şey yolunda mı?" diye bakar. Yolundaysa "devam" der, değilse bandı durdurur. Kanser tam olarak bu denetçilerin devre dışı kalmasıdır — hücre "dur" sinyalini duymaz ve durmaksızın bölünmeye devam eder.
Kanser, DNA'daki hasar onarılamadığında hücre döngüsünün kontrolden çıkması ve hücrelerin kontrolsüz bölünüp çoğalmasıdır. Bağışıklık sistemi bu hücreleri genelde yok eder; edemezse tümör (ur) oluşur.
| İyi huylu tümör | Hızlı büyümez, yayılmaz; cerrahiyle alınır |
| Kötü huylu tümör (kanser) | Organ işlevini bozar, yayılır |
| Metastaz | Kanser hücrelerinin kan/lenf yoluyla başka bölgeye taşınması |
Örnek: Kolon (kalın bağırsak) kanseri, bağırsak iç yüzeyindeki hücrelerin kontrolsüz çoğalmasıyla gelişir; en sık 50 yaşından sonra görülür.
Eşeysiz üreme, döllenme olmadan tek bir atadan, o atayla aynı genetik yapıya sahip yeni bireylerin oluşmasıdır. Temelinde çoğunlukla mitoz vardır.
Kısa sürede çok sayıda yeni birey oluşur; uygun çevre koşullarında hızlı çoğalma ve yayılma sağlar.
Yavrular genetik olarak birbirinin ve atanın aynısı olduğundan, çevre koşullarında olumsuz bir değişiklik olursa tüm popülasyon aynı anda tehlikeye girer. Çeşitlilik yalnızca mutasyonla oluşur.
Sürünücü gövde (çilek), yumru gövde (patates), rizom (zencefil), çelik (gül), soğan (lale) ve doku kültürü.
Bal arısında döllenmemiş yumurta mitozla gelişip haploit (n) erkek arıyı oluşturur. Döllenmiş yumurta ise diploit (2n) kraliçe veya işçi arıyı oluşturur.
Rejenerasyon her zaman üreme değildir! Sadece vücut düzeyinde yeni birey oluşuyorsa (planarya, denizyıldızı gibi) eşeysiz üreme sayılır; organ onarımı ise üreme değildir.
8 sorudan oluşan bu testle "Hücre Döngüsü, Mitoz ve Eşeysiz Üreme" ünitesini ne kadar öğrendiğini gör.
İnterfaz (G1-S-G2) en uzun evredir; DNA S evresinde eşlenir, miktarı iki katına çıkar.
Anafazda kromozom sayısı geçici olarak iki katına çıkar; sitokinezle her hücre ata hücreyle aynı sayıya döner.
Hayvan hücresi boğumlanır; bitki hücresinde duvar olduğundan orta lamel oluşur.
Kontrol bozulursa hücre "Dur" sinyaline cevap vermez ve kanser gelişebilir.
Bölünme, tomurcuklanma, rejenerasyon, sporla üreme, partenogenez, vejetatif üreme.
Farklı türler aynı kromozom sayısına sahip olabilir (goril, patates, kırmızı karınca: 48).