Mitoz ve Eşeysiz Üreme şekilleri

Mitoz Bölünme (2022, 2023 TYT’de soruldu)

• Yeni bir hücre, var olan bir hücrenin bölünmesi sonucu oluşur.

Hücre niçin bölünür?

• Bir hücrenin bölünmesi için öncelikle hacim / yüzey oranının belli bir düzeye ulaşması gerekir.
• Hücre büyüdükçe hacim / yüzey oranı artar.
• Bu artış hücre zarının, hücrenin ihtiyaç duyduğu maddeleri karşılamada ve sitoplazmayı bir arada tutmakta zorlanmasına neden olur.
• DNA, hacim / yüzey oranı artmış hücreyi yönetmekte zorlanır.
• Bu durumu ortadan kaldırmak için DNA bölünme emri verir.
• Yeni oluşan hücreler bir önceki hücreden küçüktür ve böylece hacim / yüzey oranı düşürülmüş olur.
• Embriyonik hücreler hacim / yüzey oranına bakmaksızın art arda bölünmelerle hızlı bir şekilde sayılarını arttırırlar.
• Sinir, sperm, yumurta ve kas hücreleri gibi bazı hücreler bölünemez.
• Prokaryotik hücrelerin bölünmesi, gerçek bir mitoz bölünme değildir.
• Bu bölünme basit bölünme (binary fisyon) adını alır.
• DNA’nın bölünme emrini vermesi ile bölünme faaliyeti başlamış olur.

Bölünme ile ilgili yapılan deneylerde şu sonuçlar ortaya çıkar

• Bölünme olgunluğuna ulaşmamış bir hücreden bir miktar sitoplazma koparılırsa, hücrenin hacim / yüzey oranı düşürülmüş olur.
•  Bu durumda hücre bölünme olgunluğuna ulaşana kadar bölünme faaliyeti başlamaz.

• Bölünme olgunluğuna ulaşmış bir hücreden bir miktar sitoplazma koparılsa bile DNA bölünme emrini verdiğinden, eksilen kısmın tamamlanması beklenmeden hücre bölünmeye başlar.

• DNA, canlıların kalıtsal bilgilerini taşıyan kompleks bir moleküldür.
• DNA, sahip olduğu bu bilgileri hücre bölünmesi yolu ile yeni hücrelere aktarır.
• DNA üzerindeki nükleotitlerin farklı dizilişi, canlılarda kişiye özel genetik bilginin oluşmasını sağlamaktadır.
• Canlıya özel oluşmuş nükleotit dizisine gen, canlıdaki genlerin toplamına ise genom denir.

• Bir hücrenin bölüneceğinin kanıtı o hücrenin DNA’sının eşlenmesidir.
• Kromatin ipliklerin kısalıp kalınlaşması ile kromozom meydana gelir.
• Kromozom sayısı türe göre değişmektedir.
• Kromozom sayısı ile gelişmişlik arasında bir ilişki yoktur.
• Farklı türlerin aynı sayıda kromozomu olabilir.
• Eşlenmiş kromozomun her bir yarısına kromatit denir.
• Eşlenmiş ve aynı yapıda olması, iki kromatidin kardeş kromatit adını almasını sağlar.
• Kardeş kromatitleri bir arada tutan yapıya sentromer, iğ ipliklerinin bağlandığı proteinlere de kinetokor denir.
• Mikrotübül organize edici merkez, iğ ipliği faaliyetlerini kontrol eder.

• Ökaryot hücre kromozomu: DNA + protein (Kromatin iplik, nükleoprotein yapılı).
• Prokaryotik hücrelerdeki halkasal DNA’lar da kromozom adını alır.

Homolog kromozom

• Homolog kromozom, biri anneden biri babadan gelen, aynı karakterlerin genlerini taşıyan, büyüklük ve şekilleri aynı olan kromozom çiftidir.
• Farklı özelliklerin genlerini de taşıdıklarından, insanda X ve Y kromozomları homolog değildir
• İnsan kromozom sayısı  44 + XX (Dişi) veya 44 + XY (Erkek) şeklinde ifade edilir ve toplam 46 adettir.
• Vücut kromozomu (44) otozom, eşey kromozomu (X veya Y) gonozom şeklinde ifade edilir.

Haploit hücre (n)

• Haploit hücre, homolog kromozom çiftlerinden sadece birini taşır.
• Örneğin erkek arının vücut ve sperm hücresi haploittir.

Diploit hücre (2n)

• Diploit hücre, homolog kromozom çiftlerini taşır.
• Örneğin eşey ana hücreleri diploittir

Mitoz ve Eşeysiz Üreme şekilleri

Mitoz bölünmenin özellikleri

• Mitoz sonucu oluşan yeni hücreler ata canlı ile aynı genetik yapıya sahiptir.
• Mitoz bölünme sonucu oluşan bir hücre tekrar bölünebilir.
• Mitoz bölünme (n), (2n), (3n) kromozom takımına sahip hücrelerde görülebilir.
• Mitoz bölünme tek hücrelilerde çoğalmayı, çok hücrelilerde ise büyüme ve yenilenmeyi sağlar.
• Mitoz, eşeyli çoğalan çok hücrelilerde zigotta başlar ve yaşam boyu devam eder
• Mitoz sonucu oluşan iki hücrenin sitoplazma miktarı, organel sayısı farklı olabilir fakat bu hücrelerin organel çeşidi ve genetik yapısı aynıdır.
• Yara onarımı, rejenerasyon (Yenilenme) gibi olaylar mitoz bölünme sayesinde gerçekleşmektedir.

Hücre döngüsü

• Hücre döngüsü bir hücreden yeni bir hücre oluşma sürecidir.

Hücre döngüsü basamakları

1- İnterfaz (Bölünmeye hazırlık evresi)

2- Mitotik faz

Mitotik evre = Mitoz (Çekirdek bölünmesi) + Sitokinez (Sitoplazma bölünmesi)

• İnterfaz, mitotik evreye göre daha uzun sürmektedir.
• Hücre döngüsünün süresi hücreden hücreye değişiklik gösterir.

1- İnterfaz

• İnterfaz hücre döngüsünün en uzun evresidir.
• Bu evrede DNA eşlenir (Miktarı iki katına çıkar), hücre hacmi ve organel sayısı artar, metabolik faaliyetler hızlanır.
• İnterfaz, önce oluşan hücrenin sitokinezinden sonra başlar ve yeni oluşacak hücrenin mitotik evresi başlayana kadar devam eder.
• Hayvansal hücrelerde sentrioller bu evrede eşlenir.
• Tek kromatitli kromozom, iki kromatitli kromozom haline bu evrede gelir.
• Bu durum kromozom sayısını değiştirmez.

İnterfaz evreleri

“G1” evresi

• “G1” evresinin süresi hücre tipine göre değişir.
• Bu evrede hücre büyür, hücrenin metabolizması hızlanır ve organel sayısı artar.
• Embriyonik hücreler hızlı bölündüğünden “G1” evresi bu tip hücrelerde gerçekleşmez.

“S” evresi

• “S” evresinde DNA eşlenir ve genetik materyal iki katına çıkar.
• Hücre bölünmesinde DNA mutlaka eşlenir.

“G2” evresi

• “G2” evresinde büyüme devam eder ve hazırlık evresi sona erer.

2- Mitotik faz (Karyokinez + sitokinez)

a- Mitoz (Çekirdek bölünmesi)

Mitoz, karyokinez olarak da adlandırılır. 

Çekirdek bölünmesi basamakları (2n=4 kromozomlu bir hücreye göre)

1- Profaz

• Profazda kromatin iplikler katlanır, kısalır ve kromozoma dönüşür.
• Profazda çekirdek ve endoplazmik retikulum kaybolur.
• Profazda sentriyoller ayrılır ve hücrenin kutuplarına gider.
• Profazda iğ iplikleri oluşur ve oluşan iğ ipliklerinin bazıları kromozom kinetokoruna, bazıları karşılıklı olacak şekilde tutunur. 
• Bitkisel hücrelerde iğ ipliklerini mikrotübüller oluşturur ve organize eder.
• Profazın son aşamasına prometafaz denir.
• Prometafazda iki kromatitli kromozomlar, kinetokor mikrotübüllerine tutunur.

2- Metafaz

• Metafazda kromozomlar iğ ipliklerine tutunur ve tek sıra halinde hücrenin ekvatoral düzleminde (Metafaz plağı) dizilir.
• Metafaz, kromozomların en görünür olduğu evredir.

Karyotip

• Karyotip, kromozomların büyüklük ve şekillerine göre çiftler halinde görüntülenmesidir.

3- Anafaz

• Anafazda, iğ ipliklerinin kısalması sonucu kardeş kromatitler zıt kutuplara çekilir.
• Bu esnada meydana gelen sentromer ayrılması her bir kromatitin kromozom adını almasını sağlar.
• Bu olay hücrede geçici olarak da olsa kromozom sayısının iki katına çıkmasını sağlar. 
• Anafazda, karşılıklı birleşen iğ iplikleri birbirini iter ve hücrenin boyu uzar.
• Ayrılmama, iğ ipliğinin bir kromozoma tek taraflı bağlanması sonucu her iki kromatitin aynı kutba çekilmesidir.

4- Telofaz

• Telofazda çekirdek zarları tekrar oluşur ve iki çekirdekli bir yapı meydana gelir.
• Kromozomlar tekrar kromatin ipliğe dönüşür (Profazın tersi).
• Telofazın sonlarına doğru, hayvansal hücrelerde boğumlanma, bitkisel hücrelerde ise ara lamel oluşumu başlar (2018 TYT’de soruldu).

• Anafaz ve telofazda kromozomlar tek kromatitlidir.

b- Sitokinez (Sitoplazma bölünmesi)

• Sitokinezin telofazın sonlarında başladığı kabul edilir.
• Sitokinez, hayvansal hücrelerde boğumlanarak (Bölünme plağı), bitkisel hücrelerde ise golgi organelinin ürettiği selüloz liflerinin orta lamel (Orta plak) oluşturması ile gerçekleşir.
• Lamel, hücrenin ortasından kenarlara doğru oluşur.

Mitozda DNA miktarı değişimi

• DNA, interfazda eşlendiğinden miktarı iki katına çıkar.
• DNA, sitokinez sonucu oluşan her bir hücreye eşit miktarda dağıtılır ve başlangıçtaki miktarına iner.

Kromozom sayısı değişimi

• Kromozom sayısı anafazda geçici olarak iki katına çıkar (Kardeş kromatitler ayrılır ve kromozom adını alır).
• Sitokinezde iki hücre ayrıldığında kromozomlar eşit olarak dağıtılır ve ata hücredeki sayıya ulaşır.

Mitoz ve Eşeysiz Üreme şekilleri

Farklı mitoz biçimleri

Endomitoz

• Endositozda sitoplazma bölünmesi görülmez.
• Endomitozda yalnızca çekirdek bölünür ve çok çekirdekli hücreler oluşur (Cıvık mantar).
• Çizgili kas hücreleri çok çekirdekli olmasına rağmen bu durum endomitoz sonucu değil hücre kaynaşması sonucu gerçekleşir.

Amitoz

• Amitozda çekirdek erimeden boğumlanarak bölünür ve sonrasında sitoplazma bölünmesi ile hücre artışı gerçekleşir.
• Amip ve bira mayasında bu tip hücre bölünmesi gerçekleşir.

Hücre döngüsünün kontrolü

• Bir bölünme evresi tamamlandıktan sonra “devam et” sinyali verilmeden sıradaki bölünme evresi başlamaz.

“G1” kontrol noktası

• G1 kontrol noktasında hücre, bölünme büyüklüğüne ulaşmışsa ve DNA hasarlı değilse sinyal verilir ve “S” evresine geçilir.

“G0” kontrol noktası

• G0, hücre döngüsünün “G1” evresinde durması ve “S” evresine geçememesi durumunda gerçekleşir (Durgun dönem).

“G2” kontrol noktası

• G2 kontrol noktasında DNA’nın hatasız bir şekilde eşlenip eşlenmediği kontrol edilir.
• Embriyonik hücre bölünmelerinin çok hızlı olma nedeni, “G1” ve “G2” kontrol noktalarının devre dışı olmasıdır.

“M” kontrol noktası

• “M” kontrol noktasında iğ ipliklerinin tüm kromozomlara bağlanıp bağlanmadığı kontrol edilir.
• Eğer iğ iplikleri tüm kromozomlara bağlanmışsa “Devam et” emri verilir.
• Eğer iğ iplikleri bir kromozoma bile bağlanmamışsa anafaz başlamaz.

Kanser

• Kanser, kontrolsüz hücre bölünmeleridir,
• Kanserli dokuların hücrelerinde hücre döngüsü kontrolden çıkmıştır.
• Doku, belli bir büyüklüğe ulaşmışsa büyüme faktörü etkisi ile hücrelerdeki bölünme durdurulur.
• Eğer bu kontrol mekanizması devre dışı kalırsa, hücre bölünmeleri kontrolden çıkar ve tümör oluşur.
• Radyoaktif ışınlar ve çeşitli kimyasal maddelerin etkisi ile meydana gelen mutasyonlar hücre döngüsünün kontrolünü bozar.
• Tümör aynı dokuda kalır ve yayılmazsa iyi huylu, vücudun farklı bölgelerine yayılırsa kötü huylu adını alır.
• Kanserli hücrelerin kan ve lenf sistemine karışarak tüm vücuda yayılmasına metastaz denir.

Mitoz ve Eşeysiz Üreme şekilleri

Eşeysiz üreme

• Ana canlıdan, döllenme olmaksızın yeni bireyler oluşmasına eşeysiz üreme denir.
• Bu üreme şekli hızlı seyreder ve canlıların kısa sürede sayılarını arttırmasını sağlar.
• Eşeysiz üreme sonucu oluşan canlıların genetik özellikleri ata birey ile aynıdır.
• Ölümcül olmayan mutasyonlar hariç bu üreme biçiminde çeşitlilik meydana gelmez.
• Eşeysiz üreme sonucu değişen çevre şartlarına uyum sağlanamaz.
• Eşeysiz üremede eşeyli üremeye göre daha az aktivite gerektiğinden bu üreme biçiminin enerji verimi eşeysiz üremeye göre daha yüksektir.
• Eşeysiz üremenin temeli mitoza dayanır.
• Eşeysiz üremede tek ata canlı, canlının çoğalması için yeterlidir.
• Eşeysiz üreme tek hücreliler, bitki, mantar ve bazı hayvansal canlılarda gerçekleşir.

Eşeysiz üreme şekilleri (2024 TYT’de soruldu)

1- Bölünerek üreme

• Bölünerek üreme prokaryotik ve tek hücreli ökaryotik canlılarda gerçekleşir.
• Bölünerek üreme hücre tipine göre enine veya boyuna bölünme şeklinde gerçekleşir.
• Diğer eşeysiz üreme şekillerine göre bölünerek üremede birey artışı daha hızlı gerçekleşir.

Mitoz ve Eşeysiz Üreme şekilleri

2- Sporla üreme

• Sporla üreme plazmodyum, mantar, tohumsuz bitkilerde (Eğrelti, kara yosunu) gerçekleşir.
• Sporlar (n) kromozomludur ve uygun koşullarda mitozla yeni bireyler oluşturur.
• Sporlar su ve rüzgar yolu ile pasif olarak yayılır.
• Sporla çoğalma, eşeyli üremenin eşeysiz üremeyi takip ettiği yöntemle gerçekleşir.
• Bu yöntemin haploit (n) ve diploit (2n) aşamaları vardır.
• Canlıda gelişmişlik arttıkça haploit evre kısalır, diploit evre uzar.

3- Tomurcuklanma ile üreme

• Tomurcuklanma ile üreme bira mayası (Tek hücreli) ve bazı sölenterlerde (Hidra, mercan) gerçekleşir.
• Tomurcuk mitozla oluşur.
• Sölenter tomurcukları, mitoz bölünme ve farklılaşmalar geçirerek yeni bir canlıya dönüşür.
• Bu canlı ana canlıya bağlı kalarak yaşarsa polip, ana canlıdan koparak ayrı yaşarsa medüz adını alır.

4- Rejenerasyonla üreme

• Rejenerasyon, yenilenme anlamına gelmektedir.
• Her rejenerasyon çoğalma ile sonuçlanmaz (Kertenkele kopan kuyruğunu yenilediğinde yeni bir kertenkele oluşmuş olmaz).
• Rejenerasyonun çoğalma ile sonuçlanması için kopan parçadan yeni bir canlı oluşması gerekir.
• Deniz yıldızının koparılan kolu tamamen yenilenerek yeni bir deniz yıldızına dönüşür.

• Gelişmişlik düzeyi ile rejenerasyon yeteneği ters orantılıdır.
• İnsanda rejenerasyona örnek olarak kırılan kemiğin kaynaması gösterilebilir (Doku düzeyinde).
• Planarya yassı solucandır (Omurgasız). Planaryanın enine veya boyuna kesilmesi sonucu oluşan her bir parçasından yeni bir planarya meydana gelir (Organizma düzeyinde).

Mitoz ve Eşeysiz Üreme şekilleri

5- Partenogenezle üreme

• Partenogenez, bir yumurta hücresinden döllenme olmaksızın yeni bir canlı oluşmasıdır.

a- Haploit partenogenez (2019 TYT’de soruldu)

• Bal arılarında partenogenez, mayoz bölünme sonucu oluşmuş yumurta hücresinden döllenme olmaksızın haploit (n) hücreli erkek arıların oluşmasıdır.
• Erkek arılarda sperm mitoz bölünme ile oluşur.
• Erkek arılarda her bir karakter için bir gen vardır.

b- Diploit partenogenez

• Kamçı kuyruklu kertenkelede mayoz sonucu oluşan yumurta (n) ve kutup hücresi (n) birleşerek (Döllenme değil) diploit (2n) kromozomlu yeni bir canlı oluşur.

c- Yapay (Deneysel) partenogenez

• Sıcaklık, pH, kimyasal madde etkisi ile kurbağa yumurtaları çoğalabilir.

6- Bitkilerde vejetatif üreme

• Vejetatif üreme, gelişmiş bitki türlerinde gerçekleşir.
• Bu üreme biçimleri mitoz ve yenilenme esasına dayanır.
• Bitkinin kök, gövde, dal, yaprak gibi kısımlarından yeni bitkiler oluşur.
• Bu yöntemle genetik yapısı aynı ve ekonomik değeri olan bitkiler elde edilir.

a- Yumru ile üreme

• Yumru ile üreme, toprak altı gövdede (Yumru) meydana gelen gözlerden yeni canlının oluşmasıdır. Örneğin patates.

b- Soğanla üreme

• Soğanla üreme, soğanın toprak altı gövdesinden yeni canlının meydana gelmesidir.
• Aynı bitki, tohumu ile eşeyli üreyebilir.

c- Rizom ile üreme

• Rizom ile üreme, bitkideki göz yapılarından yeni bir canlının meydana gelmesidir. Örneğin zencefil.

d- Sürünücü gövdeyle üreme

• Sürünücü gövdenin (Stolon) toprak üstünde yayılmasıdır. Örneğin çilek.

e- Daldırma yöntemi ile üreme

• Daldırma yöntemi, kökleri geç büyüyen bitkilerde uygulanır.
• Toprağa yakın dallar kıvrılır ve toprağa daldırılır.
• Daldırılan bölüm köklenir ve bu köklerden yeni bir canlı elde edilir. Örneğin asma.

f- Çelikle üreme

• Kök, gövde ve yapraktan alınan parçaya çelik denir.
• Çelikleme bu parçalardan yeni bir bitki elde edilmesidir. Örneğin söğüt, kavak.

g- Aşılama ile üreme

• Bir bitkiden alınan sürgünün (Aşı) başka bir bitkinin (Anaç) gövdesine eklenmesidir.
• Aşılama, benzer veya farklı türler arasında uygulanabilir.
• Oluşacak olan yeni bitki, aşı olarak kullanılan bitkinin özelliklerine sahiptir.

h- Doku kültürü tekniği

• Doku kültürü yönteminde bitkinin hücre, doku veya organı kullanılır.
• Doku kültürü yönteminde ortam mikroorganizmalardan arındırılmış (Steril) olmalıdır.

Doku kültürü yöntemi uygulama basamakları

1- Doku parçaları steril ortama konur.

2- Hücreler bölünür ve kallus (Düzensiz doku kümesi) oluşur.

3- Kallus, büyüme hormonu içeren ortama konulur.

4- Farklılaşan hücrelerden yeni bitkiler oluşur.

• Bu yöntemle, istenen özelliklere sahip bitkiler elde edilir.
• Doku kültürü yöntemi üretimi zor, ekonomik değeri yüksek, soyu tükenmekte olan bitkilerin elde edilmesinde kullanılır.