KROMOZOM BİLGİSİ *Hücre bölüneceği zaman kromatin ipliklerin kısalıp kalınlaşarak oluşturduğu yapılara kromozom denir. *Bölünme sırasında DNA replikasyonu nedeniyle her kromozom kendi eşini yapar. Bunlara Kardeş kromatid denir. *Ökaryot hücrelerde kromozomlar çiftler halinde bulunur. Bu kromozom takımını taşıyan hücreler diploit (2n) olarak adlandırılır. Bu kromozom çiftinin biri anadan diğeri babadan gelir.Şekil ve büyüklükleri birbirine eşit, aynı kalıtsal özellikleri kontrol eden bu kromozom çiftine Homolog kromozom denir. *Üreme hücrelerinde vücut hücrelerinin yarısı kadar kromozom bulunur.Tek kromozom takımı taşıyan hücrelere haploit (n) adı verilir. *Kromozomlar DNA, RNA ve proteinden oluşurlar.Üzerlerinde kalıtsal karakterlerin oluşumunu sağlayan genler vardır. *DNA molekülü çeşitli proteinlerle bir arada bulunduğundan oluşan bu DNA- protein kompleksine kromatin denilir. *Bir kromozom iki kromatidden oluşur. Sentrozom Kinetokor Kromatid Kromatid KROMOZOM = 2 KROMATİD *Kromozomlar üzerindeki primer boğum bölgesine Sentromer denir. Sentromer kinetokorların bulunduğu daralmış bölgedir. Sentromerde her bir kromatit için kinetokor denilen protein yapı bulunur. *Bölünme sırasında kromozomlar sentromerleri ile iğ ipliklerine tutunarak 1 hücrenin kutuplarına doğru çekilirler. *Her tür kendi hücrelerinde karakteristik sayıda kromozom sayısına sahiptir.Örn: İnsan= 46, Ördekte= 80 v.b. *İstisna olarak aynı kromozom sayısına sahip farklı türler de vardır.Örn: İnsan= 46, Moli balığı= 46. Bu nedenle Kromozom sayısı sınıflandırmada dikkate alınmaz. *Her canlıda kromozomların şeklinin farklı olmasına karşılık, aynı türde aynı kromozomların şekilleri birbirine benzer. *Kromozom sayısı ile canlının gelişmşliği arasında bir bağlantı yoktur.Örn: İnsan= 46 ,Domates= 500 *Önemli olan kromozom sayısı değil, kromozomların üzerindeki genlerin sayısı ve dizilişidir. KROMOZOM TİPLERİ Vücut Eşey kromozomları kromozomları (Otozom) (Gonozom) Örn: İnsan Dişi Erkek 2n=46 2n=46 2n= 44 + XX 2n=44 + XY otozom gonozom otozom gonozom 2 KROMOZOM SAYILARINA GÖRE HÜCRE TİPLERİ Vücut hücreleri Eşey ana hücreleri Eşey (Somatik hücreler) *Mayoz bölünme sonucunda hücreleri(gamet) *Diploid(2n) hücrelerdir. üreme hücrelerini(gamet) *Haploid(=monoploid= Örn:insanda karaciğer oluştururlar. n) hücresi *Diploid hücrelerdir. hücrelerdir. Kromozom formülü: *Eşey ana Dişide 2n=44+XX hücrelerinden mayoz Erkekte 2n=44+XY Örn: bölünme sonucunda dir. Yumurtalık ana oluşurlar.Örn: hücresi(44+XX) Mayoz Yumurta(22+X) Mayoz Sperm ana hücresi(44+XY) Sperm(22+X) (22+Y) SORU:Bir canlının dişisinin mide hücrelerinde 16 kromozom sayıldığına göre, erkeğinin gametlerindeki kromozom formülü ne olur? SORU:Bir böcek türünde gamet ana hücresinde 2,6 x 10-10 mg. DNA bulunduğu saptanmıştır.Bu böcek türünde yumurta hücresinde kaç mg. DNA bulunur? SORU:Eşeyli üreyen bir organizmanın zigotunda 16 kromozom varsa, bu canlının kemik dokusundaki bir hücrede kaç kromozom vardır? 3 SORU:Bir canlının mitoza hazırlanan bir hücresinde 42 kromatid oluşuyorsa, bu canlının eşey ana hücresindeki otozom ve gonozom sayısı nedir? SORU:2n=46 olan bir hücrenin kromozom sayısının kromatid sayısına oranı nedir? GENETİK BİLGİ AKTARIMI: *Hücre bölünmesi sırasında genetik bilgi aktarılır. Genetik bilgi DNA’da yer alır. *Prokaryot hücrelerin genetik materyali basit yapılı proteinlerle birleşmiş halkasal bir DNA molekülünden oluşur. *Ökaryot hücrelerde, her kromozomda bir tane doğrusal DNA molekülü vardır. *Normal bir insanın hücresinin DNA’sı yaklaşık olarak 3 metre uzunluğundadır. Bu kadar uzun olan DNA molekülü kromozom şeklinde paketlenerek hücre çekirdeğine sığdırılır. *DNA’da yer alan genler bir organizmanın kalıtımla kazandığı özellikleri belirler. *DNA ile birlikte bulunan çeşitli proteinler hem kromozom yapısının korunmasını hem de gen aktivitesinin kontrolünü sağlar. 4 HÜCRE BÖLÜNMELERİ HÜCRE BÖLÜNMESİNİN NEDENLERİ: 1.Hacim/yüzey oranının bozulması 2.Sitoplazma /çekirdek oranının bozulması 3.Çekirdekten bölünme emrinin verilmesi Büyüyen bir hücrede; hücre zarı, artan hacimle orantılı olarak büyüyemez.Ama hücrenin ihtiyacını karşılamak için daha çok maddenin hücre zarından geçmesi gerekir.Zardan giren maddelerin difüzyon yolları sitoplazma artışından dolayı uzar.Böylece difüzyon etkinliği azalır.Sonuçta hücre zarı, fazlaca büyüyen sitoplazmanın ihtiyaçlarını karşılayamaz hale gelir.Bu olumsuzlukları gidermek için, büyük bir hücrenin daha küçük iki hücreye bölünmesi gerekir.Bölünme çekirdekten bölünme emrinin verilmesiyle gerçekleştirilir.Yeni oluşan hücrelerde, hem hücre zarı hem de çekirdek zarı yüzeyi kütleye oranla büyümüştür.Böylece difüzyonun madde iletimindeki etkinliği artmıştır. HÜCRENİN YAŞAMSAL DEVRİ VE HÜCRE BÖLÜNMELERİ *Hücrede bir bölünmeden diğer bölünmeye kadar geçen evreye hücrenin yaşamsal devri (Hücre döngüsü) denir. *Hücre bölünmesi, hücre döngüsünün bir parçasıdır. *Hücre döngüsü, uzun bir İnterfaz evresi ile kısa bir bölünme evresinden oluşur. * Bölünme evresi (Mitotik evre ), çekirdek bölünmesi ( karyokinez) ve sitoplazma bölünmesi (sitokinez) evrelerinden oluşur. İnterfaz Evresi Hücrenin hacmini genişlettiği , bölünmeye hazırlandığı evredir.(iki mitoz arasında kalan evredir.). Hücreler yaşamlarının % 90 ‘lık bölümünü bu evrede geçirir. Bölünme evresi (Mitotik evre) Hücrenin iki oğul hücreye ayrılmasıdır. 5 1. İNTERFAZ * G , S ve G olmak üzere üç evreye ayrılır. 1 2 *Hem mitoz hem de mayoz bölünmenin ortak evresidir. G S 1 sitokinez G 2 karyokinez MİTOTİK EVRE G EVRESİ: 1 * Küçük bir hücrenin hacim ve yüzey oranının arttığı yani hücrenin büyüme süreci olan evredir. *ATP sentezi hızlanır. *Hücrede RNA ve protein sentezi hızlanır. *Metabolizma hızı en yüksek düzeye ulaşır. S EVRESİ : *DNA’nın kendini eşlediği evredir. *RNA ve protein sentezi devam eder. G EVRESİ : 2 * DNA replikasyonu (eşlenmesi ) durmuştur. * G evresinde hücre bölünme hazırlığını tamamlar. 2 *RNA ve protein sentezi devam eder ve hücre bölünme hazırlığını tamamlar. 6 *Hücre döngüsünde, G evresinin kilit noktasında hücreye bölünme komutu verilir. Böylece 1 hücre DNA sentezi ve mitoz evresine geçer. * Hücrede geri dönüşümsüz olarak hücre döngüsü tamamlanınca diğer hücre döngüsü başlayabilir ya da hücre bir döngüye girmeyerek farklılaşabilir. Örneğin akyuvarlar, kemik iliğindeki bazı hücrelerin bölünüp farklılaşmasıyla oluşur. Bu akyuvarlar bölünme geçirmeden işlevlerini yerine getirir ve ömürlerini tamamlarlar. * Embriyonik hücre döngüsünün interfaz evresinde , DNA eşlenmesinin gerçekleştiği S evresi g örülürken G ya da G evreleri görülmez. Bu nedenle embriyo hücreleri, büyümeden kısa 1 2 s ürede hızla çoğalır. *Erişkin hayvanların sinir, kas gibi hücrelerinde bölünme dolayısıyla çoğalma tümüyle durmuştur. Bu hücreler G evresinden çıkarak hücre döngüsünde G adı verilen durgun evreye 1 0 girer. Bu evrede hücreler metabolik olarak aktif olmalarına rağmen uygun hücre dışı sinyaller tarafından uyarılmadıkları sürece DNA’sını kopyalayıp bölünme hazırlığı yapamaz ve dolayısıyla çoğalamaz. *Karaciğer hücrelerinde olduğu gibi bazı hücrelerde yaralanma ya da hücre ölümü sonucu sadece kaybedilen hücrelerin yenilenmesinde bölünme görülür.  Farklı hücrelerde hücre döngüsünün tamamlanma sürelerinde değişiklikler gözlenir. Örneğin hızlı çoğalan bir insan hücresinde bu döngü 24 saatte tamamlanırken embriyo hücresinde 30 dakika ya da daha az, maya hücresinde 90 dakika, bakteri hücresinde 20 dakika gibi kısa bir sürede tamamlanır. MİTOZ BÖLÜNME *Mitoz bölünme 1N, 2N ve 3N kromozomlu canlılarda gerçekleşebilir. *Kromozom sayısı sabit kalır. *Kromozom yapısı değişmez. *Mitoz bölünme sonucu ana hücre ile tıpatıp aynı genetik yapıya sahip yeni hücreler meydana gelir. 7 *Mitoz sonucunda iki hücre oluşur. Oluşan hücre sayısı 2n formülü ile hesaplanabilir. ( n….. Bölünme sayısıdır.) *Çeşitlilik sağlanmaz.Ancak mutasyonla çeşitlilik sağlanabilir. *Tek hücrelilerde çoğalmayı, Çok hücrelilerde büyüme, gelişme, yıpranan yaralanan kısımların yenilenmesini sağlar. *Sinir hücrelerinde, olgunlaşmış alyuvar hücrelerinde, kan pulcuklarında, retinada mitoz görülmez. *Bazen mitoz bölünmede çekirdek bölünmesi sonrasında sitoplazma bölünmesi gerçekleşmez. Örneğin bir hücreli canlılardan paramesyumun bazı türlerinde ve memelilerin çizgili kas hücrelerinde sitokinez olmaz. Bu durumda hücre birden fazla çekirdekli görünür. *Mitoz bölünme hayat boyu devam eder. *Hücre döngüsünü 24 saatte tamamlayan bir insan hücresinde mitoz yaklaşık 1 saat kadar sürer. MİTOZ BÖLÜNME EVRELERİ 1.Karyokinez 2.Sitokinez (çekirdek bölünmesi) (sitoplazma bölünmesi) *Profaz *Metafaz *Anafaz *Telofaz 1.PROFAZ: * K r o m a t in iplikler kısalıp kalınlaşarak kromozomları oluşturur. * Ç ekirdek zarı ve çekirdekçik erir. * İnterfazda eşlenmiş sentrozomlar birbirinden ayrılarak kutuplara doğru harekete geçer. Böylece iğ ipliği oluşumu başlar. 8 2.METAFAZ: *İğ ipliği oluşumu tamamlanır. *Kromozomlar , sentromer bölgelerinden iğ ipliklerine bağlanırlar. *Kromozomlar tek sıra halinde hücrenin ekvatorunda dizilirler. *Kromozomlar uzunluk, bant özellikleri, sentromer konumu gibi özelliklerine göre sınıflandırılıp Karyotip oluşturulabilir. 3.ANAFAZ: *İğ iplikleri kısalarak kutuplara doğru çekilirken kardeş kromatitler zıt kutuplara doğru birbirinden ayrılır. *Kardeş kromatidlerin genetik bilgisi aynı olduğu için kutuplara giden genler tamamen aynıdır. 4.TELOFAZ: *Ayrılan kardeş kromatidler artık kromozom adını alır. *Kinetokora bağlı olmayan iğ iplikleri zıt kutuplara doğru itilerek hücrenin boyunun uzamasını sağlar ve kromozom hareketine katkıda bulunur. *ATP’nin en fazla harcandığı evredir. *Sitoplazma bölünmesi genellikle anafaz evresinde başlar.Böylece hücrenin çekirdek ve sitoplazma bölünmesi eş zamanlı gerçekleşir. 4.TELOFAZ: *Kromozomlar hücrenin karşı kutuplarına ulaştıktan sonra iğ iplikleri kaybolur. *Kromozomlar tekrar kromatin ipliği halini alır. *Çekirdek zarı yeniden oluşur ve çekirdekçik görünür hale gelir. 9 SİTOKİNEZ: *İki çekirdeğin oluşumundan sonra sitoplazma ikiye ayrılır. Bu olaya sitokinez denir. Hayvan hücrelerinde boğumlanma ile, Bitki hücrelerinde ara lamel oluşumu ile sağlanır. Not:Mitoz bölünme sonucunda hücrelerin genetik materyali eşit olarak paylaşılır ancak sitoplazma eşit olarak paylaşılmayabilir. BİTKİ VE HAYVAN HÜCRELERİNDE MİTOZ FARKLARI: HAYVAN HÜCRESİ BİTKİ HÜCRESİ * Hücredeki aktin proteinleri *Bitki hücrelerinde hücre duvarının mikroflamentleri oluşturur. bulunması sitoplazmanın Mikroflamentler hücre bölünmesi boğumlanarak bölünmesine engel sırasında hayvan hücrelerinde olur. sitoplazma boğumlanmasında görev yapar. *Bitki hücrelerinde telofaz sırasında orta lamel ( =ara plak ) oluşur. Orta *Hayvan hücrelerinin sitoplazma lameli oluşturmak üzere Golgi bölünmesi sırasında aktin ve cisimciğinden ayrılan kesecikler miyozin ipliklerden oluşan bir ekvator düzleminde birikir. Lamel halka sitolazmayı ikiye bölecek oluşumu, hücrenin ortasında başlar şekilde kasılır ve boğumlanır. ana çepere doğru genişleyerek zara değinceye kadar devam eder. *İğ iplikleri sentrozom tarafından oluşturulur. *Sentrozom bulunmadığı için iğ iplikleri, sitoplazmadaki özel proteinler tarafından oluşturulur. AMİTOZ BÖLÜNME Sitoplazma ve çekirdek içerisinde herhangi bir değişiklik olmadan hücrenin doğrudan doğruya bölünmesine amitoz bölünme denir. Bakteri, amip, öglena ve kanser hücrelerinde görülür. Amip ve kanser hücrelerinde çekirdek zarı erimeden bölünme gerçekleşir. Çekirdek boğumlanarak bölünür. Amaç kısa sürede bölünmenin gerçekleşmesidir. Bakteride mayoz ve mitoz hücre bölünmeleri olmaz. Sadece amitoz bölünme gerçekleşir. 10