Tek ya da çok hücreli canlılar için bölünme, çoğalabilmenin tek yoludur. Bu bölünme çeşitlerinden biri de mitoz bölünmedir. Mitoz bölünme, çeşitli evreler sonrası gerçekleşir.
İçinde organellerin bulunduğu dışında ise kendini koruyan zarla çevrili olan hücre, ilk oluştuğu andan itibaren büyümeye başlar. İçindeki organellerin ve çekirdeğin zaman içinde gelişmesiyle birlikte artık bölünme zamanı gelmiş demektir. Peki mitoz bölünme nedir? Gelin evrelerine ve özelliklerine yakından bakalım.
Temelden başlayalım, mitoz bölünme nedir?
Mitoz bölünme, tek bir hücrenin bölünerek iki özdeş hücreyle sonuçlandığı hücresel bölünme sürecini ifade eder. Eş olarak, her iki hücrenin de aynı sayıda kromozoma ve genetik içeriğe sahip olduğu anlamına gelir.
Başlangıçta mitoz terimi, belirli mantarlar gibi bazı hücrelerde ve birçok böceğin döllenmiş yumurtalarında olduğu gibi, yalnızca sitokinez (sitoplazma bölünmesi) eşliğinde olmayan nükleer bölünmeyi ifade ediyordu. Şimdi ise mitoz terimi, hücre bölünmesi terimi ile birbirinin yerine kullanılmaktadır. Bununla birlikte, cinsiyet hücrelerini içeren başka bir hücre bölünmesi olan mayoz formu olduğu için her zaman kullanılabilir değildir.
Mitoz bölünme nasıl gerçekleşir?
Mitoz bölünme, somatik hücrelerde, özellikle çekirdekte gerçekleşir. Hücre, iki özdeş yavru hücrenin oluşumuyla sonuçlanan bir dizi mitotik olaydan geçer. Bu mitotik evreler eşey olmayan her canlı hücresinde aynı olmakla birlikte bitkilerde farklıdır. Bitkilerde tüm mitotik olaylardan önce ön faz denilen bir evre gerçekleşir.
Peki mitoz bölünmenin sırasıyla evreleri nelerdir?
- Interfaz
- Profaz
- Prometafaz
- Metafaz
- Anafaz
- Telefaz
Interfaz:
Hücre mitoz bölünmeye başlamadan önce hücredeki DNA, hücre bölünmesi için hazırlanırken kopyalanır ve iki özdeş kromozom seti oluşur. Çekirdeğin dışında her biri bir çift merkezcil içeren iki sentrozom bulunur, bu yapılar hücre bölünmesi süreci için kritik öneme sahiptir. Interfaz kendi içinde 3 aşamaya ayrılır;
G1 fazı, DNA'nın sentezlenmeden önceki aşamadır. S fazı DNA sentezinin gerçekleştiği aşamadır. Daha önceki bölünme sonucunda oluşmuş yeni hücrenin büyüyerek normal faaliyetlerini devam ettirdiği evredir. Yani ATP, RNA, protein, enzim ve organel sentezleri gerçekleşir. S fazı DNA sentezinin ve replikasının gerçekleştiği aşamadır. Hücre bölünme olgunluğuna eriştiğinde çekirdekten sinyal molekülleri sayesinde bölünme emri gelir. G2 fazı ise DNA sentezinin bittiği, DNA replikasyonunun kontrol edildiği ve profazın başladığı aşamadır. Burada da ATP, RNA, protein ve organel sentezleri devam eder.
Profaz:
Profaz, S ve G2 aşamalarından hemen sonra gerçekleşir. Kromozomlar, mikroskop altında kolayca görünebilen X şeklindeki yapılara evrilir. Her kromozom, aynı genetik bilgiyi içeren iki kardeş kromatitten oluşur. Daha sonra kromozomlar eşleşir, böylece her kromozomun her iki kopyası bir arada olur. Profaz sonunda, hücredeki çekirdeğin etrafındaki zar, kromozomları serbest bırakarak çözülür. Burada çekirdek zarı parçalanmaya başlar.
Prometafaz:
Prometafazda artık çekirdeği saran zar tamamen parçalanır. Sentromerden uzanan mikrotübüller kromozomlara ulaşır.
Metafaz:
Kromozomlar hücrenin merkezi olan ekvator boyunca düzgün bir şekilde boydan boya sıralanır. Mikrotübüller kromozomları eşit bir kuvvetle çeker. Böylece oluşacak her yeni hücre kromozom alabilecektir.
Anafaz:
Kardeş kromatitlerin ayrılması, artık anafazın başladığını gösterir. Bu kardeş kromatitler, küçük çekirdeklerin kromozomu haline gelir. Kardeş kromatitler daha sonra bir kromatidi bir kutba ve diğer kromatidi karşı kutba çeken mitotik iğ tarafından ayrılır. Bu evrede hücre, yeni oluşan hücrelerde her bir eş kromozom olduğunu doğrular.
Telofaz:
Oluşan hücrelerin kutuplarına kardeş kromozomların çekilmesi ile başlar. Bu evrede ana hücredeki gibi çekirdekte bulunan kromozomlar etrafında çekirdek zarı oluşur. Böylece kromozomlar sitoplazmadan ayrılmış olur.
Ayrıca bu evrede kromozomlar yeniden çözülür. Mitotik iğ iplikleri kaybolur. Her yavru hücresinde çekirdekçik yeniden meydana gelir. Tüm bunlardan sonra final aşama olarak hücre sitoplazmasının bölündüğü evre olarak bilinen sitokinez başlar. Sitokinez evresi bazen anafaz evresinde de başlayabilir.
Mitoz bölünmenin temel özellikleri nelerdir?
- Organizmanın büyümesini sağlar
- Hücre onarımını sağlar
- Hücreyi yenisiyle değiştirir
- Hücre bölünmesi döngüsünün kontrolünü gerçekleştirir
Organizmanın büyümesini sağlar:
Yetişkin bir insan milyarlarca hücreden oluşur ve vücuttaki tüm hücreler aynı genetik bileşene sahiptir. Bu genetik stabilite mitoz bölünme ile sağlanır. Vücuttaki bu hücreler, mitoz ile ilk hücre zigotundan oluşur. Zigot, genetik olarak özdeş yavru hücreleri oluşturmak için mitozla bölünme gerçekleştirir.
Hücre onarımını sağlar:
Dışarıdan gelen darbeler, yaralar hücreleri öldürür ya da hasar verir. İşte bu hasar alan ya da ölen hücrelerin yeri aynı genetik kaliteye sahip aynı tip hücrelerle değiştirilmelidir. Bu mitoz bölünme ile sağlanır.
Hücreyi yenisiyle değiştirir:
Kan hücrelerini örnek alalım. Kırmızı kan hücrelerinin 120 günlük bir ömrü vardır. 120 günden sonra yeni hücrelerle değiştirilmelidir. Bu hücre değişimini mitoz bölünme sağlar. Benzer şekilde cilt hücreleri de sürekli olarak değiştirilir.
Hücre bölünmesi döngüsünün kontrolünü gerçekleştirir:
Hücre döngüsü genlerle kontrol altında tutulur. Özel sinyal molekülleri G1, G2 ve M olmak üzere 3 kontrol noktasında döngünün sorunsuzca devam etmesini sağlar. Bu noktalardaki dur ve devam sinyalleri ile hücre döngüsü düzenlenir. G1 kontrol noktasında hücre yeterli büyüklüğe ulaşmışsa devam sinyali verilir.
G2 kontrol noktasında DNA hasarı ve hücre büyüklüğü kontrol edilir. Sorun yoksa devam sinyali verilir. M kontrol noktasında kinetokorların iğ ipliklerine tutunması kontrol edilir. Sorun yoksa devam sinyali verilir. Hücre döngüsünün kontrolü herhangi bir nedenle bozulması kanser oluşumuna neden olur. Bu hücreler, bölünme sinyallerine cevap vermezler sürekli bölünerek tümör oluşumuna ve dolayısı ile kanser hastalığının ortaya çıkmasına neden olurlar.
Mitoz bölünmenin önemine yakından bakalım:
Çekirdek ve sitoplazma arasındaki denge mitoz bölünme ile sağlanır, böylece hücrenin şekli ve boyutu değişmez. Çok hücreli organizmalarda, tek hücreli bir zigot, çok hücreli bir embriyoya dönüşür. Aynı işlemi tekrarlayarak embriyo sonunda çok hücreli organizmayı oluşturur. Zigotun bir yetişkine dönüşmesinden sorumludur. Çok hücreli organizmada üreme organları oluşturur. Ökaryotik organizmada üreme bu süreçle gerçekleşir. (Klamidomonas'ta olduğu gibi).
Mitoz bölünme, bir organizmanın tüm hücrelerinde kromozomların nicel ve nitel dağılımını sağlar. Bir organizmanın tüm vücut hücrelerinde sabit sayıda kromozomu korur. Organizmaların herhangi bir yarası veya kırılmış kısmı mitoz ile hızla tamir edilebilir. Tümör, kanser gibi hastalıklar kontrolsüz mitoz bölünmeden kaynaklanır.
Mitoz bölünme, genetik olarak benzer yavruların üretiminde kullanılır. Örneğin, hidra ve mayanın tomurcuklanması, amipte ikili bölünme vb. Mitoz bölünme, cinsel olarak üreyen organizmanın tek bir hücreden cinsel olarak olgun bir bireye büyümesini ve gelişmesini sağlar. Bu, organizmaların nesiller boyunca üremeye devam etmesini sağlar. Hücrenin DNA ve RNA içeriği arasında bir dengenin korunmasına yardımcı olur.
