Biyoloji 3 ders notları

Bu ders içereği Yeni müfredata uygundur.
Ünite 1

HÜCRE BÖLÜMLERİI

Mitoz ve Eşeysiz Üreme

Mitoz ve Eşeysiz Üreme

Küçük bir filin büyüyerek tonlarca ağırlığa ulaşması, yeni doğan bir çocuğun büyümesi ve tohumdan koca ağaçların oluşmasının temelinde hücre bölünmesi yer almaktadır. Hücre bölünmesi ile hücre sayısı artar ve canlıların büyümesi sağlanır. Canlılar ökaryot ve prokaryot olmak üzere ikiye ayrılır. Prokaryot hücrelerde çekirdek bulunmaz ve DNA stoplazma bölümü içerisinde dağınık halde bulunur. Ökaryot hücrelerde ise DNA çekirdek içerisinde bulunur ve hücre bölünmesi bu organel tarafından kontrol edilir.

Canlılarda hücre bölünmesinin gerekliliği

Bütün canlıların vücudunda yer alan hücreler başka bir hücrenin bölünmesi sonucunda oluşur. Çok hücreli olan canlılarda büyüme, gelişme, üreme hücrelerinin oluşması ve yaraların iyileşmesi gibi olaylar hücre bölünmesi ile olurken, tek hücreli olan canlılarda üreme olayları hücre bölünmesi sayesinde gerçekleşir. Hücreler yeterli büyüklüğe ulaştığında çekirdek tarafından bölünme emri verilir ve olay gerçekleşir. İnsan vücudunda yer alan bazı hücre çeşitleri zamanla bölünebilme yeteneğini kaybederken, bazı hücreler bölünme yeteneğini asla kaybetmezler.

Mitoz bölünme

Bölünme çeşitlerinden biri olan mitoz yalnızca ökaryot(çekirdeğe sahip olan) hücrelere gerçekleşir. Çok hücreli canlılarda büyüme ve gelişmeyi sağlarken, tek hücreli canlılarda da üremeyi sağlar. Bir hücrenin bölünmeye başlaması ile diğer hücre bölünmesi olayına kadar geçen süreye hücre döngüsü adı verilir. Bu hücre döngüsü oldukça uzun süren bir interfaz evresi ile bölünme evresinden meydana gelir. Bölünme evresi adı verilen olay ise çekirdek ve sitoplazma bölünmesi olmak üzere ikiye ayrılır.

İnterfaz

Hücre bölünmesine hazırlık evresi olarak bilinen interfaz sırasında, sitoplazma ve diğer hücre içerikleri artarak hücre bölünmeye hazır hale gelir. DNA bu evrede kendisini eşleyerek yeni oluşacak 2 adet hücre için gerekli olan kalıtsal materyal oluşturulur. Yalnızca hayvan hücrelerinde bulunan sentrozomorganeli de kendini eşler. Protein sentezi, ATP sentezi gibi olayların hızı artarak bölünme sırasından ihtiyaç duyulan enerji üretilmiş olur. Bu evrede en son gerçekleşen olay ise, kromozomların oluşan kopyaları ile birlikte kardeş kromatitleri oluşturmasıdır.

SORU : 20 kromozomu olan bir hücrenin kaç kromatiti vardır?
Bir kromozomda 2 kromatit vardır. 20 kromozomu olan bir hücrede 20 x 2 = 40 kromatit bulunur.

Profaz

Mitoz bölünmenin ilk evresi olan profaz sırasında kardeş kromotitler kısalıp kalınlaşarak kromozom adı verilen organelleri oluşturur. Hayvan hücrelerinde yer alan sentrozomlar farklı kutuplara çekilerek iğ ipliklerini oluşturur. Bitki hücrelerinde ise sitoplazmada yer alan proteinler sayesinde iğ iplikleri oluşur. Bu evrenin sonlarına doğru hücre içerisinde yer alan çekirdekçik, çekirdek zarı ve endoplazmikretikulum gibi organeller erimeye başlar.

Metafaz

Kromozomların mikroskop üzerinde en net şekilde görüldüğü ve mitozun ikinci evresine metafaz adı verilir. Kromozomlar kardeş kromatitler halinde hücrenin ekvatoru üzerinde iğ iplikleri sayesinde dizilir. Bu evre sırasında kromozomlar net olarak sayılabildiğinden sayısına, boyutuna göre gruplandırılabilir. Bu işleme ise karyotip oluşturma adı verilir. Down Sendromuna sahip olan kişiler bu yöntem sayesinde kolayca belirlenebilmektedir.

Anafaz

Genetik materyallerin ikiye ayrıldığı evre olan anafazda, iğ ipliklerine tutulu olan kardeş kromotitler zıt kutuplara ayrılır. Ayrılan kromatitler artık kromozom adını alırlar. Diğer bir deyişle ayrılan kardeş kromatitler yeni oluşacak hücrelerin kromozom yapısını oluştururlar. Bu evre sırasında hücre az miktarda uzamaya başlar. Kromozomların tamamının farklı kutuplara ulaşması ile de bu evre sona erer.

SORU : Mitoz geçiren bir hücrenin metafaz evresinde 32 tane kromatit tespit edilmiştir. Buna göre bu hücrenin kromozom sayısı kaçtır?
1 kromozom = 2 kromatit olduğuna göre, 32/2 =16 kromozom bulunur.

Telofaz

Mitoz bölünmenin dördüncü ve son evresi telofaz evresidir. Farklı kutuplara ulaşmış olan kromozomlar yeni hücre zarı ile çevrilir. Aralarında bulunan iğ iplikleri tamamen kaybolur. Çekirdekçik görünür bir hale ulaşır ve farklı kutuplarda yer alan kromozomlar ilk haldeki gibi kromatit halini alır.

Sitoplazma bölünmesi (Sitokinez)

Telofaz evresinin başlangıcında çekirdek zarının oluşması ile birlikte sitoplazma bölünmesi de başlamış olur. Bu evrenin sona ermesi ile iki adet hücre oluşur. Sitoplazma bölünmesi bitki ve hayvan hücrelerinde farklı şekilde gerçekleşir. Hayvan hücrelerinin ekvator bölümü içeriye doğru boğumlanır ve hücre bölünmesi tamamlanana kadar devam eder. Bitki hücrelerinde hücre duvarı bulunduğundan orta bölümde orta lamel adı verilen bir yapı oluşarak bölünme gerçekleşir. Mitoz bölünme sonucunda genetik yapı bakımından aynı olan 2 adet hücre oluşur.

SORU : 20 kromozomlu bir hücrenin arka arkaya üç kez mitoz geçirmesi sonucu toplam kaç hücre oluşur ve oluşan hücreler kaç kromozomludur?
Mitoz sonucu oluşan hücre sayısını bulmak için 2ⁿ formülünden yararlanılır. “n” ile ifade edilen mitoz bölünme sayısıdır. Mitoz bölünme sayısı soruda 3 olarak verilmiştir. Buna göre; 2ⁿ = 23 = 2.2.2 = 8 hücre oluşur. Mitoz sonucu oluşan hücrelerin kromozom sayısı değişmediği için oluşan hücrelerin kromozom sayısı 20’dir.

Hücre Bölünmesinin Kontrolü ve Kanserle İlişkisi

Hücre bölünmesi sırasında gerçekleşen tüm olaylar canlı vücudunda bulunan bazı moleküller tarafından kontrol edilir. Bu kontrol sayesinde tüm işlemlerin eş zamanlı olarak gerçekleşmesi sağlanır. Hücre bölünmesi sırasında bu kontrol etkisi ortadan kalkarsa tümör veya kanser hücresi oluşur. Yapılan çalışmalarda kanser hücrelerinin hiç durmadan sürekli olarak bölündüğü gözlenmiştir. Kanser hastalığına yakalanan insanlara kemoterapi ve radyoterapi adı verilen yöntemler uygulanır. Bu yöntemlerle hücre bölünmesi engellenmeye çalışılır.

Eşeysiz Üreme

Canlıların nesillerini devam ettirebilmek için yeni bireyler oluşturmasına üreme adı verilir. Bu özellik tüm canlılar için ortak olarak gerçekleşir. Eşeyli ve eşeysiz olmak üzere iki farklı üreme çeşidi bulunmaktadır. Eşeyli üremenin temeli mayoz bölünmeye dayanırken, eşeysiz üreme ise mitoz bölünme ile gerçekleşir. Eşeysiz üreme sırasında eşey hücreleri olmadığından döllenme gibi olaylar gerçekleşmez. Mitoz bölünme ile ana hücre ile aynı genetik özelliklere sahip olan iki farklı hücre oluşur. Ağaçtan kesilen bir dal parçasının tekrar toprağa dikilerek yeniden büyütülmesi eşeysiz üremeye bir örnektir.

Eşeysiz üreme çeşitleri

Bölünerek çoğalma

Tek hücreli canlılarla görülen ve hızlı şekilde gerçekleşen bir üreme çeşididir. Yeteri büyüklüğe oluşan bir hücrenin iki farklı parçaya bölünmesiyle gerçekleşir. Ökaryot canlılardan öglena, amip ve paramesyumlarda görülen üreme çeşidi bakteri ve arke gibi prokaryot hücrelerde de gerçekleşir. Canlıların şekline bağlı olarak farklı yerlerden bölünür. Örnek olarak öglena boyuna, paramesyum enine ve amip her yönden bölünebilir.

Tomurcuklanma ile üreme

Ana birey üzerinde meydana gelen bir çıkıntıdan yeni bir hücre meydana gelmesine tomurcuklanma ile üreme adı verilir. Bazı durumlarda ise yeni oluşan hücreler ana hücrenin üzerinde koloniler oluşturarak yaşamını devam ettirir. Bu üreme çeşidi maya mantarı adı verilen tek hücrelilerde gerçekleşebildiği gibi hidra, mercan ve sünger gibi omurgasız canlılarda da meydana gelir. Oluşan canlılar ana hücreden ve birbirinden farklı büyüklüklere sahip olabilir.

Sporla Üreme

Elverişsiz koşullara dayanıklı olan ve üzeri sağlam yapılarla örtülü olan hücrelere spor adı verilir. Bu hücreler ana hücreden ayrılarak uygun ortam bulduğunda yeni canlıyı meydana gelir. Suyla, rüzgarla ve diğer aracılar ile taşınabildiğinden her yerde yeni hücreyi oluşturabilir.

Rejenerasyon ile üreme

Bir canlının zarar gören kısmının yeniden oluşturulmasına rejenerasyon adı verilirken, aynı canlıdan kopan bir parçanın yeni canlıyı oluşturmasına rejenerasyon ile üreme adı verilir. Bu üreme türü deniz anası, planarya ve deniz yıldızı gibi canlılarda görülebilmektedir.

Partenogenez

Henüz döllenmemiş olan bir yumurta hücresinin gelişerek yeni bir bireyi oluşturmasına partenogenez adı verilir. Arılarda, eklem bacaklılarda, karıncalarda, su pirelerinde ve bazı kelebeklerde görülür. Bazı kuş, kurbağa, balık ve sürüngen türlerinde de partenogenez görülebilir.

Bitkilerde Vejetatif Üreme

Bazı bitkiler eşeyli üremenin yanı sıra eşeysiz şekilde de üreyebilir. Bu yöntem daha çok yenilenme yöntemine dayanır. Bitkinin kök, gövde ve dal gibi bölümlerinden alınan parçalar tekrardan toprağa dikilerek yeni canlıyı oluşturur. Bu üreme çeşidi mitoz bölünmeye dayanır.

Mayoz ve Eşeysiz Üreme

1) Mayoz ve eşeyli üreme

Eşeyli şekilde üreyen tüm canlılarda anormal bir durum gerçekleşmediği sürece kromozom sayıları sabit kalır. Bu üreme çeşidinde eşey hücreleri oluşarak döllenir ve bu sayede yeni canlılar oluşur. Mayoz bölünme ile oluşan eşey hücrelerinde bulunan kromozom sayıları ana hücrenin yarısı kadardır. Bu sayede yeni oluşacak canlıda ana hücre ile aynı kromozom sayısına sahip olur. Mitoz bölünme ile eşey hücreler oluşsaydı, yeni oluşacak canlının kromozom sayısı ana hücrenin iki katı değere sahip olurdu. Eşeyli üreme sırasında anne ve babadan gelen gametler birleşerek yeni canlıyı oluşturduğundan, canlı genetik yapısında hem anneden hem de babadan etkiler taşır. Tamamen anne ya da babaya benzemez farklı oranlarda özellikleri üzerinde taşır.

Mayoz bölünme

Bu bölünme çeşidi sayesinde anne ve babadan gelen gamet adı verilen eşey hücreleri oluşur. Mayoz bölünme geçirecek olan hücre uzun süren bir interfaz evresi, Mayoz 1 ve Mayoz 2 adı verilen toplamda üç evre geçirir. Mayoz bölünme tamamlandığında ana hücrelerden farklı özelliklere sahip olan toplam 4 adet hücre oluşur.

İnterfaz

Mitoz bölünme ile ortak olarak gerçekleşen interfaz evresi mayoz bölünmeye hazırlık evresidir. Bu evrede bölünme geçirecek olan ana hücre büyür, DNA eşlenir, bölünme sırasında gerekli olan proteinler sentezlenir ve RNA, ATP sentezi artış gösterir. Bu evreden sonra hücre bölünmeye hazır hale gelir ve ardından Mayoz1, Mayoz2 evreleri gerçekleşir.

Mayoz 1 Evreleri

İnterfaz evresinin tamamlanmasının ardından tamamına Mayoz1 adı verilen aşamalar gerçekleşir. Bu aşamalar sırasıyla Profaz1, Metafaz1, Anafaz1 ve Telofaz1 evreleridir.

Profaz1 Evresi

: Bu evre sırasında homolog kromozomlar bir araya gelir ve kardeş olmayan kromotitler arasında bir parça değişimi meydana gelir. Bu olaya cross-over adı verilir ve bu sayede genetik çeşitlilik sağlanır. Bu evrenin sonunda çekirdekçik yol olur ve çekirdek zarı parçalanır. Sentrozomlar sayesinde iğ iplikleri oluşarak kromozomlar bu ipliklere tutunur.

Metafaz1 Evresi

: Mitoz bölünmeden olduğu gibi bu aşamada kromozomlar hücre ekvatorunda iki sıra halinde dizilirler. Bu evre kromozomların net olarak görüntülenebildiği tek evredir.

Anafaz1 Evresi

: Bu evrede homolog kromozomlar birbirinden farklı olan kutuplara çekilir. Bu sayede yeni oluşacak tüm hücrelerde kromozom sayısı yarıya inmiş olur. Homolog olan kromozomların hangi kutba gideceği belli olmadığından bir genetik çeşitlilik de bu evrede oluşur.

Telafaz2 Evresi

: Birbirinden ayrılarak farklı kutuplara çekilen kromozomlar etrafında yeni bir çekirdek zarı oluşur. Bu evre sırasında sitoplazma bölünmesi de gerçekleşerek ana hücrenin yarısı kadar kromozoma sahip 2 adet hücre oluşur.

Oluşan bu 2 hücre tekrardan mitoz bölünme geçirerek toplamda 4 adet hücre oluşur. Bu aşamaya Mayoz2 adı verilir ve tüm evreleri mitoz bölünmenin aynısıdır. Tek farklılık ise tekrardan interfaz evresinin bulunmamasıdır.

Eşeyli Üreme

Bu üreme çeşidi eşeysiz üremeden tamamen farklıdır. Eşey ana hücrelerine sahip olan dişi ve erkek bireyler mayoz bölünme gerçekleştirerek birbirinden farklı kalıtsal yapılara sahip olan eşey hücrelerini oluşturur. Mayozun haricinde eşeyli üreme sırasında döllenme kavramı da çok önemlidir. Dişi ve erkek canlılardan gelen eşey hücreleri döllenme olayı ile zigot hücresini oluşturur. Bu zigot gelişip büyüyerek yeni canlı bireyi meydana getirir. Oluşan bu birey hem anneden hem de babadan gelen farklı kalıtsal özelliklere sahiptir. Bu üreme çeşidi ile oluşan bireylerde tür içi çeşitlilik mevcuttur ve bu sayede çevre koşullarına daha kolay uyum sağlarlar.

Sonraki Ünite
Bu ders notu faydalı mıydı ?
Bunu nasıl iyileştirebilirim?

18 kişi oy kullandı
ÜNİTE 2