2.ÜNİTE HÜCRE VE BÖLÜNMELER

1. BÖLÜM HÜCRE

1.1 Hucrenin Temel Kısımları

Temel canlılık olaylarının gerçekleştiği canlının en küçük yapı birimine hücre denir. Hücreler çıplak gözle görülemeyecek kadar küçük yapılardır. Bu hücreler, ancak mikroskop denilen araçlarla görülebilir.

Hücrenin temel kısımları hücre zarı, sitoplazma ve çekirdekten oluşur.

Hücre Zarı: Hücreyi dış ortamdan ayırarak hücreye şekil ve dayanıklılık verir. Hücre zarı seçici geçirgendir. Böylece her maddenin hücre içine girmesine veya çıkmasına izin vermez. Bitki hücrelerinde ve bazı canlılarda hücre zarını çevreleyen, hücreye dayanıklılık kazandıran hücre çeperi (hücre duvarı) denen bir yapı bulunur. Hücre çeperi cansızdır. Hayvan hücrelerinde hücre çeperi bulunmaz.

Sitoplazma: Çekirdek ve hücre zarı arasını dolduran yapıdır. Hücrenin yaşamsal olaylarının gerçekleştiği yerdir. Saydam ve yarı akışkandır. Büyük bir kısmı sudan oluşur. Sitoplazmada solunum, boşaltım, fotosentez, sindirim gibi yaşamsal olaylar gerçekleşir. Sitoplazmada, hücrenin yaşamsal faaliyetlerinin gerçekleştiği yapılara organel denir. Her organelin belli bir görevi vardır.

Sitoplazmada yer alan organeller şunlardır: mitokondri, kloroplast, koful, sentriyol, ribozom, golgi cisimciği, endoplazmik retikulum, lizozom.

Mitokondri:  Hücrenin enerji üretim merkezidir. Üretilen enerji hücredeki yaşamsal faaliyetlerin gerçekleştirilmesinde kullanılır. Bitki ve hayvan hücrelerinde ortak olarak bulunur.

Kloroplast: Yalnızca bitki hücrelerinde bulunur. Yapısında bulunan klorofil ile bitkilere yeşil renk verir. Fotosentez yaparak besin ve oksijen üretir.

Koful: Hücre için zararlı ve fazla olan maddeleri depolayan kese şeklindeki organeldir. Bitki ve hayvan hücrelerinde ortak olarak bulunur. Ancak bitki hücrelerinde kofullar büyük ve az sayıdayken hayvan hücrelerinde küçük ve çok sayıdadır.

Sentriyol: Yalnızca hayvan hücrelerinde bulunur. Çiftler hâlinde bulunan ve hücre bölünmesinde görevli olan organeldir. İki farklı silindirik sentriyol bir araya gelerek sentrozomları oluşturur.

Ribozom: Hücrede protein sentezlemede görevlidir, hücredeki en küçük organeldir. Bitki ve hayvan hücrelerinde ortak olarak bulunur.

Golgi Cisimciği: Üst üste dizilmiş keseciklerden oluşur. Hücrede ter, süt gibi salgı maddelerinin üretiminden ve paketlenmesinden sorumludur. Bitki ve hayvan hücrelerinde ortak olarak bulunur.

Endoplazmik Retikulum: Hücrede madde iletiminden sorumlu organeldir. Hücrenin içinde maddelerin taşındığı bir tünel sistemi gibidir. Bitki ve hayvan hücrelerinde ortak olarak bulunur.

Lizozom: Görevi hücre içi sindirimdir. Besinlerin ve büyük moleküllerin parçalanmasından sorumlu olan bu organel, yaşlanan hücrelerin ve organellerin yok edilmesinden de sorumludur. Lizozom, hayvan hücrelerinde ve ilkel bitki hücrelerinde bulunur.

Çekirdek: Hücrenin yönetim merkezidir. Kalıtım materyallerimizi taşıyan DNA’mız burada bulunur. Hem bitki hem de hayvan hücrelerinde bulunur. Bazı gelişmemiş canlıların hücrelerinde çekirdek yoktur. Bu yüz­den, bu tür canlılarda kalıtım materyalleri sitoplazmada bulunur.

Canlıların genetik özellikleri hücrelerindeki çekirdeğin içinde bulunan kromozomlarda taşınır. Kromozomlar DNA ve özel proteinlerin birleşmesiyle oluşur.

Her canlının kendi türüne özgü kromozom sayısı vardır. Örneğin insanlarda 46 tane kromozom bulunmaktadır.

Kromozomların yapısında DNA adı verilen yönetici molekül bulunur. Hücredeki tüm canlılık faaliyetleri DNA tarafından yönetilir. DNA’nın yapısında kalıtsal özelliklere etki eden yapılar bulunur. Bu yapılara gen adı verilir. Kalıtsal özellikler genlerle nesilden nesile aktarılır.

1.2 Gecmişten Gunumuze Hucre

• Hücreleri incelemek için kullanılan ilk mikroskop 16. yüzyılda Zacharias Janssen (Zakaryas Cansın) tarafından geliştirilmiştir.
• 1600’lü yıllarda Antony Van Leeuwenhoek (Antoni Van Lövenhuk) kumaşları incelemek amacıyla mercekler kullanarak bugünkü ışık mikroskobunun temellerini atmıştır.
• Robert Hooke (Rabırt Huk) geliştirdiği mikroskopla şişe mantarındaki yapıları gözlemlemiştir. Hooke mantarda gözlemlediği yapılara “boşluk” veya “hücre” anlamına gelen “celula (selula)” ismini vermiştir.
• 19. yüzyıla gelindiğinde Matthias Schleiden (Matiyas Şileyden), araştırmaları sonucu bitkilerin hücrelerden oluştuğunu açıklamıştır.
• 1839 yılında Zoolog Theodor Schwann (Teodar Şivan) ise elindeki bilgileri kullanıp yeni araştırmalar yapmış ve hayvanların da hücrelerden oluştuğunu ortaya koymuştur.
• 1855’e gelindiğinde, Rudolf Virchow (Rudolf Virkov) hücrelerin yalnızca kendilerinden önceki hücrelerin bölünmesiyle oluştuğunu açıklamıştır.
• İlerleyen yıllarda gelişen teknoloji ile birlikte hücre ile ilgili bilimsel bilgiler artmış, hücre ile ilgili çalışmaların boyutları genişlemiştir. Daha sonraki yıllarda hücre ile ilgili keşifler organellerin mikroskopta gözlemlenmesiyle devam etmiştir. Günümüzde hücre inceleme yöntemlerinin geliştirilmesi ve geliştirilen elektron mikroskopları sayesinde hücre ve hücreyi oluşturan yapılar ayrıntılı olarak incelenebilmektedir.

1.3 Hucre-Doku-Organ-Sistem-Organizma

Aynı görevi yapmak için bir araya gelmiş, aynı özelliğe sahip hücrelerin oluşturduğu topluluğa doku denir. İki veya daha fazla dokunun oluşturduğu yapıya da organ denir. Belli bir görevi yerine getiren organların bir araya ge­lerek oluşturduğu yapıya ise sistem adı verilir. Sistemlerin bir araya gelmesi sonucunda da organizma, yani canlı oluşur. Bu yapılar arasındaki ilişkiyi aşağıdaki gibi özetleyebiliriz:

2. BÖLÜM MİTOZ

2.1 Hucre Bolunmesi

Belli bir olgunluğa ulaşan hücrelerin bölünerek yeni hücreler oluşturmasına hucre bolunmesi denir. Hücre bölünmesi tüm canlılarda görülür.

Hücrelerde genel olarak mitoz ve mayoz olmak üzere iki çeşit hücre bölünmesi gerçekleşir.

Mitoz, tek hücreli canlılardan çok hücreli canlılara kadar bütün canlılarda görülen, ana hücrenin bölü­nerek kendisine kalıtsal olarak tıpatıp benzeyen iki yavru hücre oluşturduğu bir hücre bölünmesi çeşididir.

2.2 Mitoz Bolunmenin Özellikleri

• Bir hücreden, benzer yapı ve özellikte 2 hücre oluşmasını sağlayan hücre bölünmesi, mitoz bölünmedir.
• Oluşan yavrular ana hücre ile aynı özelliktedirler. (Canlılarda çeşitlilik sağlanmaz.)
• Bir hücre birden fazla mitoz bölünme gerçekleşebilir.
• Mitoz sonucunda bir hücreden iki yeni hücre oluşur.
• Mitoz sonucu oluşan hücrelerin DNA yapısı değişmez.
• Mitoz sonucu oluşan hücrelerin kromozom sayısı değişmez.
• Mitoz bölünme yaralı bölgelerin iyileşmesi, yeni hücre oluşturulması yani büyüme olaylarında kullanılır.
• Mitoz bölünme tek hücreliler için büyüme ve gelişmeyi sağlar.
• Belirli bir olgunluğa ulaşan hücre bölünür.
• Vücut hücreleri mitoz geçirebilir.
• Mitoz sonucu oluşan hücrelerin büyüklükleri, organel sayıları farklı olabilir.
• Mitoz bölünme ; eşeysiz üremenin temelidir.
• Mitoz bölünme ;tek hücreli canlılarda üremeyi; çok hücreli canlılarda büyüme, gelişme, yaralı dokuların iyileşmesini, ölen hücrelerin yerine yenilerin oluşmasını ve üreme ana hücrelerinin oluşmasını sağlar.

2.3 Mitoz Bolunmenin Evreleri

Mitoz bölünme cekirdek bolunmesi ve sitoplazma bolunmesi olmak üzere iki aşamada gerçekleşir. Mitoz bölünme sırasında bu aşamalar birbirini takip eden evreler sonucunda gerçekleşir.

1- Mitoz bölünme başlamadan önce DNA kendini eşler ve kalıtsal madde miktarı iki katına çıkar. Kromatin iplikler kısalıp kalınlaşarak kromozomları oluşturur.

2- Çekirdek zarı ve çekirdekçik erimeye başlar. Hayvan hücrelerinde sentrozomlar zıt kutuplara çekilmeye başlar ve iğ iplikleri oluşur.

3- Kromozomlar hücrenin ortasında tek sıra hâlinde dizilir.

4- Kardeş kromotitler birbirinden ayrılarak hücrenin karşılıklı kutuplarına çekilir. Her kromozom iki kromotitten oluşur ve bunlara kardeş kromotitler denir.

5- Çekirdek zarı ve çekirdekçik tekrar oluşur. İğ iplikleri kaybolur. Bu evrede çekirdek bölünmesi tamamlanır, sitoplazma bölünmesi başlar.

6- Sitoplazma bölünmesi tamamlandığında kalıtsal özellikleri aynı olan iki yeni hücre meydana gelir. Mitoz bölünmede hücrelerin kromozom sayısı sabit kalır.

Çekirdek bölünmesi bitki ve hayvan hücrelerinde benzer şekilde gerçekleşir. Ancak sitoplazma bölünmesi bitki ve hayvan hücrelerinde farklılık gösterir. Sitoplazma bölünmesi hayvan hücrelerinde boğumlanma ile, bitki hücrelerinde ise ara lamel adı verilen bir yapı ile gerçekleşir.

3. BÖLÜM MAYOZ

3.1 Mayoz Bolunme

Üreme ana hücrelerinde görülen ve kromozom sayısını yarıya indiren hücre bölünmesine mayoz bölünme denir. Mayoz bölünme ile meydana gelen dişi üreme hücresine yumurta, erkek üreme hücresine ise sperm adı verilir. Döllenme olayında, yumurta ile spermin birleşip kaynaşması sonucu 2n kromozomlu zigot oluşur.

Zigot, dişi canlının vücudunda gelişir ve yeni bir canlı oluşur. Buna eşeyli çoğalma denir. Mayoz bölünme çeşitli evrelerden oluşmaktadır. Bu evreler “Mayoz I” ve “Mayoz II” olmak üzere iki aşamada gerçekleşir. Mayoz bölünmeye başlamadan önce DNA kendini eşler ve kalıtsal madde miktarı iki katına çıkar. Kromozomlar belirgin hâle gelir.

Mayoz bölünmenin ilk evresinde biri anneden diğeri babadan gelen ve aynı özellikleri taşıyan kromozomlar yan yana gelerek birbirinin üzerine kıvrılır. Bu sırada kromozomlar arasında parça değişimi gerçekleşir. Mayoz 1’de gerçekleşen parça değişiminden sonra bu kromozomlar farklı kutuplara çekilir.

Böylece mayoz 1’in sonunda kromozom sayısı yarıya inmiş iki hücre oluşur.

Mayoz 2, mitoz bölünmeye benzer şekilde gerçekleşir.

Böylece mayoz bölünmenin sonunda genetik yapısı birbirinden farklı toplam dört hücre oluşur.

Mayoz 1’de gerçekleşen parça değişimi sayesinde mayoz bölünme sonucunda oluşacak kromozomlar anne ve babanın kromozomlarından farklı özelliklere sahip olur. Aynı türün bireyleri arasında farklı özellikler görülmesi parça değişimi sayesindedir.

3.2 Mayoz Bolunmenin Özellikleri

• 2n kromozomlu hücrelerde görülür.
• Üreme ana hücrelerinde görülür.
• 2n kromozomlu hücreler n kromozomlu hale gelir.
• Sperm, yumurta ve bitkilerde polenlerin oluşmasını sağlar.
• Sperm ve yumurta n kromozomlu olduğu için mayoz geçiremez.
• Bir hücre sadece 1 kez mayoz bölünme geçirebilir.
• Mayozda parça değişimi (Krossing over, gen alışverişi) gerçekleşir.
• Mayozda homolog kromozomlar birbirinden ayrılır.
• Oluşan hücrelerin genetik yapısı değişir.
• 4 yeni hücre oluşur.
• Eşeyli üreyen canlılarda görülür.
• İnsanda ergenlik dönemiyle beraber mayoz bölünme gerçekleşmeye başlar.ü
• Mayoz bölünme eşeyli üremenin temelini

oluşturur.

• Mayoz- 1 ve Mayoz- 2 şeklinde iki aşamaya ayrılır.

3.3 Mayoz Bolunmenin Canlılar İcin Onemi

Mayoz, bitki ve hayvanlarda üreme hücrelerinin oluşmasını sağlar. Oluşan üreme hücreleri “n” sayıda kromozoma sahip olduğu için döllenme sonucunda oluşan zigot “2n” kromozoma ulaşır. Bu şekilde canlıların nesiller boyunca kromozom sayılarının değişmeden sabit kalması sağlanır.

Ayrıca mayoz sırasında gerçekleşen parça değişiminden dolayı oluşan hücreler, ana hücreden faklı genetik yapılara sahip olur.

Genetik yapılardaki bu farklılık, canlıların farklı özellikler göstermesine neden olarak tür içinde çeşitliliği artırır. Çeşitlilik, aynı türün bireylerinin kalıtsal özelliklerinin farklı olmasıdır. Örneğin kardeşinizle sizin, annenizle babanızın, teyzenizle annenizin birbirinden farklı özelliklere sahip olması gibi.

3.4 Mitoz ve Mayoz Bolunme Arasındaki Farklar