Her hücre, ana hücreden ayrılarak yaşamına başlar ve yavru hücrelerinin ortaya çıkmasına izin vererek varlığını sona erdirir. Doğa, yapılarına bağlı olarak çekirdeklerini bölmek için birden fazla yol sağlar.
Hücre bölünme yöntemleri
Nükleer bölünme hücre tipine bağlıdır:
- İkili fisyon (prokaryotlarda bulunur).
- Amitoz (doğrudan bölünme).
- Mitoz (ökaryotlarda bulunur).
- Mayoz (germ hücrelerinin bölünmesi için tasarlanmıştır).
Nükleer bölünme türleri doğa tarafından belirlenir ve hücrenin yapısına ve makro organizmada veya kendi başına gerçekleştirdiği işleve karşılık gelir.
İkili fisyon
Bu tip en çok prokaryotik hücrelerde görülür. Dairesel DNA molekülünün iki katına çıkarılmasından oluşur. Çekirdeğin ikili fisyonuna böyle denir, çünkü ana hücreden aynı büyüklükte iki yavru hücre ortaya çıkar.
Genetik materyal (DNA veya RNA molekülü) uygun bir şekilde hazırlandıktan sonra yani ikiye katlandıktan sonra hücre duvarından başlaryavaş yavaş daralan ve hücrenin sitoplazmasını yaklaşık olarak aynı iki parçaya bölen enine bir septum oluşur.
İkinci fisyon sürecine tomurcuklanma veya düzensiz ikili fisyon denir. Bu durumda, yavaş yavaş büyüyen hücre duvarının yerinde bir çıkıntı belirir. "Böbrek" ve ana hücrenin büyüklüğü eşit olduktan sonra ayrılacaklar. Ve hücre duvarının bir bölümü yeniden sentezlenir.
Amitosis
Bu nükleer bölünme, genetik materyalin kopyalanmaması farkıyla, yukarıda açıklanana benzer. Bu yöntem ilk olarak biyolog Remak tarafından tanımlanmıştır. Bu fenomen patolojik olarak değiştirilmiş hücrelerde (tümör dejenerasyonu) meydana gelir ve ayrıca karaciğer dokusu, kıkırdak ve kornea için fizyolojik bir normdur.
Nükleer bölünme sürecine amitoz denir, çünkü hücre mitoz sırasında olduğu gibi işlevlerini korur ve kaybetmez. Bu, bu bölünme yöntemiyle hücrelerde bulunan patolojik özellikleri açıklar. Ek olarak, doğrudan nükleer bölünme, bir fisyon mili olmadan gerçekleşir, bu nedenle yavru hücrelerdeki kromatin eşit olmayan bir şekilde dağılır. Daha sonra, bu tür hücreler mitotik döngüyü kullanamazlar. Bazen amitoz, çok çekirdekli hücrelerin oluşumuyla sonuçlanır.
Mitoz
Bu dolaylı bir nükleer fisyon. En sık ökaryot hücrelerde bulunur. Bu süreç arasındaki temel fark, yavru hücrelerin ve ana hücrenin aynı sayıda kromozom içermesidir. Böylecevücutta gerekli sayıda hücre korunur ve yenilenme ve büyüme süreçleri de mümkündür. Flemming, bir hayvan hücresindeki mitoz bölünmeyi ilk tanımlayan kişiydi.
Bu durumda nükleer bölünme süreci, interfaz ve doğrudan mitoza bölünmüştür. İnterfaz, hücrenin bölünmeler arasındaki dinlenme durumudur. Birkaç aşamaya ayrılabilir:
1. Presentetik dönem - hücre büyür, proteinler ve karbonhidratlar içinde birikir, ATP (adenosin trifosfat) aktif olarak sentezlenir.
2. Sentetik Dönem - Genetik materyal iki katına çıkar.
3. Sentetik sonrası dönem - hücresel elementler ikiye katlanır, bölünme milini oluşturan proteinler ortaya çıkar.
Mitoz evreleri
Ökaryotik bir hücrenin çekirdeğinin bölünmesi, ek bir organel olan sentrozomun oluşumunu gerektiren bir süreçtir. Çekirdeğin yanında bulunur ve ana işlevi yeni bir organel - bölünme milinin oluşumudur. Bu yapı, kromozomların yavru hücreler arasında eşit olarak dağılmasına yardımcı olur.
Mitoz bölünmenin dört aşaması vardır:
1. Profaz: Çekirdekteki kromatin, çiftler halinde kromozomlar oluşturmak için sentromerin yakınında toplanan kroma titlere yoğunlaşır. Çekirdekler parçalanır ve merkezciller hücrenin kutuplarına doğru hareket eder. Bir fisyon mili oluşur.
2. Metafaz: Kromozomlar, hücrenin ortasından geçen bir çizgide sıralanarak metafaz plakasını oluşturur.
3. Anafaz: Kroma titler hücrenin merkezinden kutuplara doğru hareket eder ve sonra sentromer ikiye ayrılır. Çokiplikleri kromozomları farklı yönlerde kasıp geren bölme mili sayesinde hareket mümkündür.
4. Telofaz: Kız çekirdekler oluşur. Kroma titler tekrar kromatine dönüşür, çekirdek oluşur ve içinde - nükleoller. Her şey sitoplazmanın bölünmesi ve bir hücre duvarının oluşmasıyla sona erer.
Endomitoz
Nükleer bölünme içermeyen genetik materyaldeki artışa endomitoz denir. Bitki ve hayvan hücrelerinde bulunur. Bu durumda sitoplazmanın ve çekirdeğin kabuğunun tahribatı olmaz, ancak kromatin kromozomlara dönüşür ve sonra tekrar despiralize olur.
Bu işlem, artan DNA içeriğine sahip poliploid çekirdekler üretir. Benzeri kırmızı kemik iliğinin koloni oluşturan hücrelerinde de görülür. Ek olarak, DNA moleküllerinin boyutunun iki katına çıktığı ve kromozom sayısının aynı kaldığı durumlar vardır. Polietilen olarak adlandırılırlar ve böcek hücrelerinde bulunurlar.
Mitoz bölünmenin anlamı
Mitotik nükleer bölünme, sabit bir kromozom setini korumanın bir yoludur. Kızı hücreler, anne ile aynı gen setine ve onun doğasında bulunan tüm özelliklere sahiptir. Mitoz şu durumlarda gereklidir:
- çok hücreli bir organizmanın büyümesi ve gelişmesi (germ hücrelerinin füzyonundan);
- hücrelerin alt katmanlardan üst katmanlara taşınması ve ayrıca kan hücrelerinin (eritrositler, lökositler, trombositler) değiştirilmesi;
- hasarlı dokuların restorasyonu (bazı hayvanlarda yenilenme yeteneğideniz yıldızı veya kertenkele gibi hayatta kalmak için gerekli bir koşul);
- bitkilerin ve bazı hayvanların (omurgasızlar) eşeysiz üremesi.
Mayoz
Eşey hücrelerinin nükleer bölünme mekanizması somatikten biraz farklıdır. Sonuç olarak, öncekilerin yarısı kadar genetik bilgiye sahip hücreler elde edilir. Bu, vücudun her hücresinde sabit sayıda kromozom tutmak için gereklidir.
Mayosis iki aşamada gerçekleşir:
- az altma aşaması;
- denklem aşaması.
Bu işlemin doğru seyri sadece kromozom seti (diploid, tetraploid, hekzaproid, vb.) olan hücrelerde mümkündür. Tabii ki, garip bir kromozom setine sahip hücrelerde mayoz bölünmeye uğramak mümkündür, ancak o zaman yavrular yaşamayabilir.
Türler arası evliliklerde kısırlığı sağlayan bu mekanizmadır. Cinsiyet hücreleri farklı kromozom setleri içerdiğinden, bu onların birleşmesini ve canlı veya verimli yavrular üretmesini zorlaştırır.
Mayoz bölünmenin birinci bölümü
Evrelerin adı mitozdakileri tekrar eder: faz, metafaz, anafaz, telofaz. Ancak bir takım önemli farklılıklar var.
1. Profaz: çift kromozom seti, beş aşamadan (leptoten, zigoten, pakiten, diploten, diakinez) geçen bir dizi dönüşüm gerçekleştirir. Bütün bunlar çekim ve çaprazlama sayesinde olur.
Konjugasyon, homolog kromozomların bir araya getirilmesidir. Aralarında leptoten oluşurince iplikler, daha sonra zigotende kromozomlar çiftler halinde bağlanır ve sonuç olarak dört kromatit yapısı elde edilir.
Crossingover, kardeş veya homolog kromozomlar arasında kromatit bölümlerinin çapraz değişimi işlemidir. Bu, pakiten aşamasında gerçekleşir. Kromozomların geçişleri (chiasmata) oluşur. Bir kişi otuz beşten altmış altıya kadar bu tür değiş tokuşlara sahip olabilir. Bu işlemin sonucu, ortaya çıkan materyalin genetik heterojenliği veya germ hücrelerinin değişkenliğidir.
Diploten aşaması geldiğinde, dört kromatidin kompleksleri bozulur ve kardeş kromozomlar birbirini iter. Diakinezi, fazdan metafaza geçişi tamamlar.
2. Metafaz: Kromozomlar hücrenin ekvatorunun yakınında sıralanır.
3. Anafaz: Hala iki kromatitten oluşan kromozomlar hücrenin kutuplarına doğru uzaklaşır.
4. Telofaz: İğ parçalanarak iki kat DNA miktarına sahip iki haploid hücre oluşur.
Mayoz bölünmenin ikinci bölümü
Bu işleme aynı zamanda "mayoz bölünme" denir. İki faz arasındaki anda, DNA duplikasyonu gerçekleşmez ve hücre, telofazdan sonra bıraktığı aynı kromozom seti ile ikinci faza girer 1.
1. Profaz: kromozomlar yoğunlaşır, hücre merkezi ayrılır (kalıntıları hücrenin kutuplarına doğru uzaklaşır), nükleer zarf yok edilir ve ilk bölünmeden iş miline dik yerleştirilmiş bir bölünme iğsi oluşur.
2. Metafaz: kromozomlar ekvatorda bulunurmetafaz plakası.
3. Anafaz: Kromozomlar birbirinden ayrılan kroma titlere bölünür.
4. Telofaz: yavru hücrelerde bir çekirdek oluşur, kroma titler despiralize olur ve kromatine dönüşür.
İkinci aşamanın sonunda, bir ana hücreden, yarım kromozom seti olan dört yavru hücremiz olur. Mayoz, gametogenez (yani, germ hücrelerinin oluşumu) ile birlikte meydana gelirse, bölünme ani, düzensizdir ve bir haploid kromozom seti ve gerekli genetik bilgiyi taşımayan üç indirgeme gövdesi ile bir hücre oluşur. Ana hücrenin genetik materyalinin sadece yarısının yumurta ve spermde korunması için gereklidirler. Ek olarak, bu nükleer bölünme şekli, saf alellerin kalıtımının yanı sıra yeni gen kombinasyonlarının ortaya çıkmasını sağlar.
Protozoada, ilk aşamada sadece bir bölünme meydana geldiğinde ve ikincisinde bir çaprazlama olduğunda bir mayoz varyantı vardır. Bilim adamları, bu formun çok hücreli organizmalarda normal mayozun evrimsel bir öncüsü olduğunu öne sürüyorlar. Bilim adamlarının henüz bilmediği başka nükleer fisyon yolları olabilir.
