Tabla de Contenidos
Hücresel üreme, organizma hücrelerinin çoğalma veya çoğalma şeklidir. Bir ana hücrenin bölünmesinden iki yavru hücrenin oluşmasından oluşur. Hücre bölünmesini oluşturan iki süreç vardır: mitoz ve mayoz. Mayoz durumunda, işlemin tamamlanmasında dört yavru hücre oluşturan iki ardışık bölünme vardır. Cinsel olarak üreyen organizmalarda mayoz, gametleri, yani cinsel hücreleri, spermleri ve oositleri üreten mekanizmadır. Mitoz, dokuların büyümesi ve onarımında ve eşeysiz üremede yer alan hücre bölünmesi mekanizmasıdır: genetik olarak özdeş hücrelerin üremesi şeklinde mitoz.
mitoz
Mitoz, hücre çekirdeğinin bölünmesini ve kromozomların ayrılmasını içeren hücre döngüsünün aşamasıdır . Hücre bölünme süreci, hücrenin sitoplazması bölündüğünde iki farklılaşmış yavru hücrenin oluşumunu tamamlayarak sitokinez ile tamamlanır.
Mitoza başlamadan önce hücre, kütlesini artırarak ve daha sonra iki yavru hücreyi oluşturacak tüm yapıları çoğaltarak bölünmeye hazırlanır; DNA eşlenir, kromozomlar kopyalanır ve organellerin sayısı da iki katına çıkar. Hücre döngüsünün mitozdan önceki aşamasına interfaz denir . DNA replikasyonundan sonra hücre, mitoz sırasında ayrılacak olan iki yavru hücrenin genetik bilgisini oluşturacak iki özdeş DNA setine sahip olacaktır. Bunun için bir başka önemli süreç daha bu aşamada gerçekleşir: kromatinin kromozomlara dönüşmesi.
Mitoz beş aşamada gerçekleşir. Birincisi , önceki şekilde gösterildiği gibi, sentrozomların kopyalandığı, hücrenin zıt uçlarına göç ettiği ve çevresinde mikrotübüllerin gelişmeye başladığı aşama olan profazdır . Bu aşamada hücrenin nükleolusu kaybolur. Prometafaz , bazen profazın bir parçası olarak kabul edilse de , mitozun ikinci aşamasıdır; bu aşamada mikrotübüller iki sentrozomdan genişler.
Mitozun metafazı sırasında , kromozomlar, önceki şeklin üçüncü diyagramında gösterildiği gibi metafaz plakasında veya ekvator düzleminde hizalanır. Bir sonraki aşama olan anafaz , mitozda çok önemlidir; Ana hücrenin genetik materyalinin iki özdeş kopyasını oluşturan kromozomların ayrılmasından oluşur. Mitoz telofazda tamamlanır : hücre çekirdeğinin zarfı, kromatin oluşturmak üzere açılan yeni kromozomların etrafında yeniden şekillenir.
Bu şekilde, aynı sayıda ve tipte kromozomlara sahip, genetik olarak anne ile aynı olan iki özdeş kromozom seti içeren diploid yavru hücreler üretilir. Somatik hücreler, çoğalmaları için mitoz mekanizmasını kullanan hücrelere örnektir. Somatik hücreler, cinsiyet hücreleri hariç, insan vücudundaki tüm hücre türleridir . İnsan somatik hücrelerinin kromozom sayısı 46, eşey hücrelerinin kromozom sayısı ise 23’tür.
mayoz
Mayoz, eşeyli üreyen organizmalarda eşey hücrelerinin, sperm ve oositlerin çoğalma şeklidir. Mayoz, aşağıdaki şemada gösterildiği gibi mayoz I ve mayoz II olarak adlandırılan iki hücre bölünmesini içerir.
İki hücre bölünmesi süreci, mitoz için açıklanan aşamalarda gelişir. Mayoz I’de, ana hücrenin 2n kromozomlarından oluşan homolog kromozom çiftleri, profazda eşleşir ve homolog kromozomların rekombinasyonuna izin veren bir protein yapısı oluşturur. Metafaz sırasında ekvator plakasında kümelenen kromozom, n kromozomun sentrozomların her birine göç etmesine neden olur. Mayoz II’de, her bir kromozomun homolog kromatitleri bölünür ve yeni hücrelerin çekirdeklerini oluşturur. Mayoz I ve II arasında DNA replikasyonu olmaz.
Mayozun tamamlanmasında, iki özdeş 2n kromozom seti içeren diploid bir ana hücreden, tek bir n kromozom setine sahip dört haploid hücre üretildi. Haploid yavru hücreler, ana hücre ile genetik olarak aynı değildir. Cinsel üremede, haploid gametler döllenme sırasında bir diploid zigot oluşturmak için birleşirler. Daha sonra zigot, yeni bir birey gelişene kadar sonraki hücrelerle devam edecek bir bölünme olan mitozla bölünecektir.
Yavru hücreler ve kromozomların bölünmesi
Yavru hücrelerin hücre bölünmesinden sonra uygun sayıda kromozoma sahip olması nasıl garanti edilir? Bu soruyu cevaplamak için, özellikle sözde iğ aparatı , akromatik iğ, mayotik iğ veya mitotik iğ olmak üzere hücre bölünme süreçlerini araştırmak gerekir.. Bu, spesifik proteinlerle birlikte hücre bölünmesi sırasında kromozomları manipüle eden profazda gelişmeye başlayan mikrotübüller setidir. İğ lifleri, kopyalanmış kromozomları uygun zamanda ayırarak onlara bağlanır. Mikrotübüller, kromozomları sentrozomlara doğru hareket ettirerek her yavru hücrenin doğru sayıda kromozoma sahip olmasını sağlar. Bu yapılar ayrıca metafaz plakasının veya ekvator düzleminin, yani hücrenin bölündüğü düzlemin konumunu da belirler.
sitokinez
Önceki diyagramlarda da görülebileceği gibi, hücre bölünmesi süreci sitokinez ile tamamlanır. Bu süreç, mitozun anafazı sırasında başlar ve telofazdan sonra sona erer. Sitokinezde, ana hücrenin iki yavru hücreye bölünmesi mikrotübüllerin katılımıyla tamamlanır.
İğ aparatı, hayvan veya bitki hücresi olmasına bağlı olarak sitokinezde farklı özelliklere sahiptir. Hayvan hücrelerinde iğ aparatı, kasılma halkası adı verilen hücre bölünme sürecinde önemli bir yapının yerini belirler. Kasılma halkası, motor protein miyozin ile birlikte proteinler ve aktin mikrotübül filamentlerinden oluşur. Miyosin, aktin filamentlerinin halkasını kasarak, yarık karık adı verilen derin bir oluk oluşturur. Kasılma halkası kasılmaya devam ettikçe, sitoplazmayı böler ve hücreyi çökerterek yarık çizgisi boyunca ikiye böler.
Bitki hücrelerinde, sitokinezde bir yarık karık oluşmaz. Bunun yerine yavru hücreler, Golgi aparatındaki organellerden salınan veziküllerden oluşan bir hücre plakasına yayılır. Hücre plakası yanal olarak genişler ve hücre duvarı ile birleşerek oluşan yeni hücreler arasında bir bölüm oluşturur. Hücre plakası olgunlaştıkça hücre duvarı haline gelir.
Kanser
Hücrelerin mitotik bölünmesi, hataların düzeltilmesini ve hücrelerin doğru sayıda kromozomla bölünmesini sağlamak için sıkı bir şekilde düzenlenir. Doğrulama sisteminde hatalar oluşursa, ortaya çıkan yavru hücreler birbirinden farklı olabilir. Normal hücreler mitozda iki özdeş hücre üretirken, kanser hücreleri ikiden fazla yavru hücre üretebilir; Bölünen kanser hücrelerinden üç veya daha fazla yavru hücre gelişebilirken, bu hücreler normal hücrelerden daha yüksek oranda üretilir. Kanser hücreleri anormal şekilde bölündüklerinden, ürettikleri yavru hücreler normalden farklı sayıda kromozoma sahip olabilir.
Kanser hücreleri genellikle hücre büyümesini kontrol eden genlerdeki veya kanser hücrelerini öldüren genlerdeki mutasyonların sonucudur. Bu hücreler, çevrelerindeki besinleri tüketerek kontrolden çıkarlar. Bazı kanser hücreleri, kontrolsüz bir şekilde çoğalmaya devam ettikleri dolaşım sistemi veya lenfatik sistem yoluyla vücudun diğer bölgelerine giderler.
kaynaklar
Hücre biyolojisine giriş . Panamerican Medical Editoryal, 2011.
Neil A. Campbell, Jane B. Reece. Biyoloji Campbell. Dokuzuncu baskı. Pearson/Benjamin Cummings, 2011.
