DersinAMACI! Mitoz, Amitoz ve Mayoz - Metin Aytekin · Eukaryotik kromozomun yapısı Yıldızsı...
Transcript of DersinAMACI! Mitoz, Amitoz ve Mayoz - Metin Aytekin · Eukaryotik kromozomun yapısı Yıldızsı...
12/8/15
1
Doç. Dr. Metin Aytekin
Erciyes Üniversitesi Tıp Fakültesi Tıbbi Biyoloji Anabilim Dalı 8 Aralık 2015
Mitoz, Amitoz ve Mayoz
www.metinaytekin.com
Hücre Bölünmelerini Kavramak
Dersin AMACI
Replikasyon orjini
Hücre duvarı
Plazma membran
Bakteriyal kromozom
E. coli
Replikasyon orjininin Iki kopyası
Kromozom orjini hücrenin diğer tarafına hızlı bir şekilde hareket etmeye başladığı anda kromozom replikasyonu başlar.
E. Coli’de Amitoz Replikasyon orjinin bir kopyasının hücrenin diğer tarafına gidene kadar devam eder.
Orjin Orjin
Replikasyon sonlanır. Plazma membranı içe doğru büyür ve yeni hücre duvarı oluşur.
İki yavru hücre
E. Coli’de Amitoz
• Basit bir bölünme şeklidir. • Anormal koşullarda gerçekleşir. • Prokaryotlarda amitoz görülür
(örneğin bakteriler). • Bazı ökaryotlarda da amitoz görülür
(örneğin Amip ve mayalarda)
Amitoz Bakterilerin geneIk malzemeleri Ipik olarak tek bir dairesel kromozomdan oluşur. Bakterilerde zar kaplı bir çekirdek yoktur ve kromozom Ipik olarak sitoplazmada yer alan, nükleoit olarak adlandırılan düzensiz şekilli bir cismin içinde yer alır. NükleoiLe DNA, onunla ilişkili proteinler ve RNA bulunur.
Bakteri Kromozomları
12/8/15
2
• Genelde her bir bakteri için sadece bir kromozom bulunur
• Her hücre kopyasında bir bakteriyal kromozom kopyası bulunur
• Bakteriyal kromozom plazma membrana yapışıkQr
• Bakteriyal kromozom sirkular yapıdadır
Bakteri Kromozomları Mitoz Hücre Bölünmesi
S
G2
G1
• Hücre döngüsünün bir aşamasıdır.
• Bu evrede bölünme gercekleşir.
MİTOZ BÖLÜNME 1. Karyokinez 2. Sitokinez
{
M (m
itoz)
Kromozom nedir? • Hücrenin geneIk materyalini bir dizi paketleme işleminden geçirdikten sonra oluşturduğu en sıkı geneIk yapıdır.
• Kromozom oluşumundaki amaç replike olmuş geneIk materyalin oluşacak iki yavruya eşit dağıQlmasıdır.
• Kromozomlar – İnsanda 23 çiT bulunur
– 22 otozomal ve bir de gonozom kromozom
– 2 takım kromozoma sahipIr yani (2n)
Konuyla İlgili Bildiklerimiz
KaryoIpleme sonucu gördüğümüz her kromozomun kendine ait bir boyama düzeni (kromozom paterni) vardır.
KaryoApleme
Bir hücresel kopya yapmak üzere orjinal kromozomların replikasyonu ve bölünmesiyle birbirinin Qpa Qp aynısı iki yavru hücre oluşturma sürecidir.
Mitoz
12/8/15
3
• Kinetokor : Metefazda İğ ipliklerinin mikrotubullere bağlandığı çok proteinli bir kompleksIr.
• Sadece bölünme sırasında görülen kinetekor proteinleri kromozomun kinetekor tübüllere sentromerinden bağlanmasını sağlar.
Yoğunlaşmış, replikasyon olmuş kromozomlar önemli yapılara sahipAr:
• Sentromer: Her iki kromaIdinin birleşIği noktadır
• Kinetokorlar sentromerin dış taraYndadır.
Sentromerler
Miktotübüller Kromozomlar
Kardeş kromatidler Sentrozom
Kinetekor
Kinetekor tübülleri 0.5 µm 1 µm
Sentromerler
Sentrozom
Sentrozomun duplikasyonu ve MitoAk iplikciğin oluşumu
G1 S G2 M G1
– MitoIk iplikcikler bir çiT sentriol taraYndan oluşturuluyor.
– İki kutup arasında çekilen sentrioller 3 Ip iplikcik oluşturuyor.
– Bunlardan biri kromozomlara takılırken diğeri takılmıyor
– Üçüncüsü ise sentriol merkezinden çevreye doğru gidiyor
Sentrozomun duplikasyonu ve MitoAk iplikciğin oluşumu
Hücre bölünmesi boyunca sentrozomda ortaya çıkan değişiklikler
G1 G1 G2 S Profaz
Profaz Metafaz Anafaz Telofaz Sentriol replikasyonu başlar Sentriol ayrışması
Sentrozom
Mitotik iğcik oluşumu
Aster Fibril
Polar Fibril
12/8/15
4
• G1 evresinde iki sentriol
birbirinden biraz ayrılır • S evresinde her sentriolün
yanında ona dik açı ile yeni bir sentriol büyümeye başlar
• G2 evresinde yeni oluşan sentriolün büyümesi tamamlanır.
MitoAk iğ iplikciğin oluşumu Microtubule-‐organizing Center (MTOC)
İnterfaz hücresi
İnterfaz nükleusu
Sentrozomların ayrılması ve kromatin yoğunlaşması
Nükleer zarfın yıkılması Mitotik iğ oluşumu
Kinetekor mikrotübülleri
Polar mikrotübüller
Metafaz
Sentrozom ikilemesi
Nükleer zarfın yıkılması Mitotik iğ ipliğin oluşumu
Kinetekor mikrotübülleri
Polar mikrotübüller
Metafaz
MitoAk iğ iplikciğin oluşumu Microtubule-‐organizing Center (MTOC)
• Profaz sonunda
kutuplara doğru hareket etmeye başlar
• Metafazda ise mitoz iğ iplikciğinin kutuplarını oluşturur.
Profaz
Yıldız mikrotübüller
1. Sentriollerin merkezinden perifere yayılan astral (yıldızsı) mikrotübüller.
2. İki kutup arasında kesinIsiz giden kinetekor mikrotübülleridir ki bunlara kromozomlar bağlanır.
3. Polar mikrotübüller; iki kutup arasına gider ve kromozomların çekilmesiyne yardımcı olur. Bunlar sentriolleri içine alan Mikrotübül organize edici merkez (MTOC) veya bir diğer adıyla sentrozom taraYndan üreIlir.
Mikrotübüller 3 çeşiUr
Eukaryotik kromozomun yapısı
Yıldızsı Fibriller Sentrozom etrafında,
sentrozomdan hücrenin periferine doğru uzanır
Astral (Yıldızsı) Mikrotübüller
Kinetokor fibriller Sentrozomdan kinetokora
Kinetekor Mikrotübüller Polar fibriller de denir. Kutuplardan ekvatora
Polar Mikrotübüller
12/8/15
5
Kromozomun Hareket yönü
Mikrotübül Motor protein
Kromozom
kinetekor
Tübülin subüniteleri
Mikrotübülün Kromozoma bağlanması
• KromaIn yoğunlaşır, bu şekilde kromozomlar görülmeye başlar.
• Sentrozomlar ayrılır, nükleusun karşı kutuplarına hareket ederler.
• Sentrozomlar mikrotübüllerden oluşan ve mitoAk iğ iplikcikleri olarak adlandırılan iki kardeş kromaIdi ayırmak için yapıları oluştururlar.
• Nükleolus kaybolur
Profaz
Profaz
Iki kardeş kromatid içeren Kromozom
• Çekirdek kılıY yıkılır
• Kromozomlar daha da yoğun hale gelir
• Kardeş kromaIdlerin bağlandığı Sentromer bölgesinde kinetekor şekillenir.
• Mikrotübüller kinetekorlara bağlanırlar.
Prometafaz
12/8/15
6
Prometafaz Metafaz
• Kromozomlar sentromerleri ile iğ ipliklerine tutunarak hücrenin ekvator düzleminde tek sıra halinde dizilirler.
• İğ iplikleri kardeş kromatitlere tutunur. Kromozomların en net görüldüğü safhadır.
Metafaz
• Her bir sentromerin ikiye bölünerek ayrılmasıyla iki kromatid de bir birinden ayrılır.
• Her bir kromatid kutuplara doğru hareket eder.
• Hücre mikrotübüller sebebiyle uzamaya başlar.
• Anafaz evresi kardeş kromatitlerin zıt kutuplara ulaşmasıyla tamamlanır
Anafaz
Anafaz Telofaz
• Profaz evresinde eriyen çekirdek zarı, çekirdekçik ve organeller yeniden oluşmaya başlar.
• Kutuplara çekilen kromatitler çekirdek zarının içine girerler.
• Kısa ve kalın kromozomlar uzayıp, incelerek kromatinleri oluşturmaya başlar.
• Bu evreden sonra sitoplazma bölünmesi gerçekleşir ki profaz evresinden telefazı ayıran en önemli noktadır.
12/8/15
7
Telofaz Sitoplazmanın Bölünmesi (SİTOKİNEZ)
Mikrofilamentlerin çember şeklinde daralması Yavru hücreler
• Hayvan hücreleri sentriole sahipken bitki hücrelerinde yoktur
• Bitki ve hayvan hücrelerinde sitokinez meydana gelir
• Mitoz bölünme bitki ve hayvan hücrelerinde büyüme ve çoğalmayı sağlar
• Bitki hücreleri sitokinez sırasında hücre plakası oluştururken hayvan hücreleri oluşturmaz
• Mitoz diploid hücrelerden yine diploid hücreler meydana geIrir
Soğan kök hücrelerinde MİTOZ
MİTOZ
İnterfaz Profaz Metafaz
Anafaz Erken Telefaz Telefaz
G2 interfaz Profaz Prometafaz Sentrozomlar (sentriol çiftli)
Kromatin (kopyalanmış)
Nükleus Nükleus
zarfı Plazma
membran İki kardeş kromatid
den oluşan kromozom çiftleri
Erken mitotik iplikcikler Sentromer
Kutup Kinetekor Mikrotübül
Polar tübüller Kinetekor Nüklear zarf
fragmanları
12/8/15
8
Metafaz Anafaz Telofaz ve sitokinez Metafaz ekseni
Yavru kromozomlar
Nüklear zarf şekilleniyor
Sitoplazma kasılıyor
Nükleolus şekilleniyor
İğ iplikler
Mitoz Evresinin ÖzeA
Profaz: Kromatin yoğunlaşır. Sentrozomlar şekillenir.
Prometafaz: Nüklear membran yıkılır ve mikrotübüller şekillenir.
Metafaz: Kromozomlar orta kısımda sıralanırlar.
Anafaz: Mikrotübüller kısalır.
Telofaz: Nüklear membran şekillenir ve sitoplazma bölünmeye başlar.
Mayoz Bölünme Eşeyli üreme sadece ökaryotik organizmalarda
meydana gelir. •Eşem hücrelerinin (yumurta ve spermatazoon)
gelişimi sırasında kromozom sayısının yarıya indirilmesini sağlayan özel bir hücre bölünmesidir.
•Döllenme (fertilizasyon) sırasında iki eşem
hücresinin birleşmesiyle kromozom sayısı tekrar iki katına geri döner
Mayoz Bölünme • Mitoz ve Mayoz bölünme hücre siklusunun M
fazında meydana gelen olaylardır. • Mitoz bölünme vücut hücrelerinde mayoz
bölünme ise cinsiyet hücrelerinde gerçekleşir.
• Mayoz bölünmenin AMACI: kromozom sayısını yarıya indirerek (n) fertilizasyonla beraber kromozom sayısının 2n’e çıkartılıp kromozom sayının nesiller boyunca sabit tutulmasını sağlamaktır.
Mayoz Bölünme sırasında kromaAd sayısı ve DNA miktarı
değişimleri.
Mayoz Bölünme
Mayoz bölünmede genetik çeşitlilik sağlanır. Crossing Over olayı (mayoz bölünmeni profaz-1 evresinde) ile iki bireyin farklı özelliklerinin, farklı şekillerde bir araya gelmesiyle genetik çeşitliliği sağlar.
12/8/15
9
Mayozun Fazları Mayoz bölünme 2 ayrı bölünmeden oluşur. •I. Mayoz : Kromozom takımının yarıya inmesi
(homolog kromozomlar ayrılır). •II. Mayoz : I. Mayozu izleyen ekvatoryal bölünme
olarak da adlandırılır. Mitoz bölünmede olduğu gibi kromozomların kardeş kromatidleri farklı kutuplara giderek ilk oluşan her bir yavru hücreden 2 yeni yavru hücre daha meydana gelir. Sonuçta herbiri haploid sayıda kromozom taşıyan 4 yavru hücre meydana gelir.
MAYOZ MAYOZ 1 İnterfaz Profaz 1 Metafaz 1 Anafaz 1
Telofaz 1 MAYOZ 2 Profaz 2 Metafaz 2 Anafaz 2 Telofaz 2
Homolog Kromozomlar
Kiyazma Crossing Over’in gerçekleştiği noktalar “kiyazma”lardır.
Mitozla Mayoz Arasındaki Farklar • Mitoz bölünme;
• 1. Tüm hücrelerde görülür. • 2. Mitozda bir bölünme olur. • 3. Ana hücre kadar kromozom sayısına sahip (2n-
diploid) iki oğul hücre meydana gelir. • 4. Mitozda, sinapsis, tetrat ve crossing-over yoktur. • 5. Metafazda eş kromozomlar (kromatitler) ekvator
düzleminde karşılıklı dizilir ve iğ ipliklerine tutunur. • 6. Anafazda eş kromozomlar kutuplara çekilir. • 7. Mitozda oluşan oğul hücrelerin kalıtımı aynıdır. • 8. Hücre, ömründe birkaç defa mitoza uğrayabilir.
Mitozla Mayoz Arasındaki Farklar • Mayoz bölünme;
1. Yalnız eşey hücrelerinde görülür. 2. Mayozda iki bölünme birbirini takip eder. 3. Ana hücrenin yarı kromozom sayısına sahip (n- haploid) dört oğul hücre oluşur. 4. Profaz I de sinapsis, tetrat ve crossing-over görülür. 5. Metafaz I de homolog kromozomlar karşılıklı dizilir
ve iğ ipliklerine tutunur. 6. Anafaz I de homolog kromozomlar kutuplara çekilir. 7. Mayozda crossing-over sayesinde farklı kalıtıma
sahip oğul hücreler oluşur. 8. Eşey ana hücresi bir defa mayoza uğrar.
GAMETOGENEZ
Eşey hücrelerinin (sperm ve yumurta) gonatlarda (testis ve yumurtalıkta) mayoz bölünme geçirerek ve olgunlaşarak oluşumu gametogenez olarak tanımlanabilir. Erkekte spermotogenez, kadında oogenez olarak isimlendirilir.
12/8/15
10
Oogenez Oogenez: Ovaryum olarak bilinen özelleşmiş organlarda, bitkilerde gametofitte mitoz yoluyla hayvanlarda mayoz yoluyla ovum (yumurta hücresi) oluşum sürecidir.
Spermatogenez Spermatogenez: gonad olarak bilinen özelleşmiş organlarda, bitkilerde mitoz yoluyla hayvanlarda mayoz yoluyla sperm oluşum sürecidir. Bölünmeden sonra hücreler sperm hücrelerini oluşturmak üzere farklılaşma geçirir.
Kaynaklar 1. http://www.sci.sdsu.edu/class/bio100/Lectures/
Lect05/lect05.html
2. http://quizlet.com/12860620/mitosis-and-meiosis-lecture-flash-cards/
3. Hücre – Moleküler Yaklaşım- Üçinci baskı, Geoffey M. Cooper, Robert E. Hausman
4. WormBook: http://www.wormbook.org/chapters/
Teşekkürler