UYGULAMALI GENETİK Yrd. Doç. Dr. Hüseyin UYSAL ADNAN MENDERES ÜNİVERSİTESİ TARIMSAL BİYOTEKNOLOJİ BÖLMÜ 3. Ders KALITIMIN BİYOLOJİK ESASLARI VE HÜCRE BÖLÜNMESİ 2 KROMOZOMLAR VE GENLER Kromozomlar birbirini takip eden döller arasındaki bağlantıyı temin eden ve genleri üzerinde taşıyan genetik yapılardır. Diğer bir tanımla kromozom sıkıştırılmış DNA iplikçikleri yumağıdır. 3 4 Kromozomlar telomer p kolu sentromer telomer q kolu Kardeş kromatidler 5 Sayıları ve şekilleri çeşitli canlı türlerinde farklılık gösterir. Kromozomlar normal bir hücrede kromatin ağ şeklindedir ve belirgin değildir. Profazdan başlayarak gittikçe kıvrılan ve kalınlaşan kromatin ağ sonunda ait olduğu canlıya özgü sayı ve şekle ulaşır. 6 Kromozomların boyu, fungus ve kuşlarda 0.25 mikron, Trillium bitkisinde 20 mikron, insanda 5 mikron, mısırda ise 8-10 mikron kadardır. Canlıların büyük bir çoğunluğunda kromozom sayısı 1250 adet arasındadır. Ancak bağırsak solucanı (Ascaris megalocephala univalens)’nda bir çift (2 adet) bir eğrelti otu olan Ophioglossum petiolatum’da 510 çifttir (1020 adet). 7 Bir canlının kromozomlarının şekli, sayısı ve büyüklüğü onun karyotipini teşkil eder. Bir kromozom dıştan incelenirse birbirine primer bir boğumla işlenmiş iki koldan meydana geldiği görülür. Bu boğuma sentromer denir ve içerisinde iğ iplikçiklerinin bağlanmasını sağlayan kinetokor bulunur. 8 Sentromeri bulunmayan kromozomlar bölünmeye katılamazlar ve kısa bir süre sonra canlılıklarını kaybederler. Sentromerin bulunduğu yere göre kromozomlar; 9 Bazı kromozomlarda primer boğum yanında ikinci bir boğum (sekonder boğum) da bulunmaktadır. Bunlar RNA’ların dolayısıyla çekirdekçiklerin oluşumuyla ilgilidir. Bu ndenle sekonder boğumlara nukleus yapıcı yada Nukleoler bölge denir. Her hücrede genellikle sekonder boğum taşıyan ancak iki kromozom vardır. Böyle kromozomlara Nukleoler kromozom adı verilir. 10 Kromozmların bir kısmında ise bir uçta yer alan satellit bulunmaktadır. Bu tip kromzomlara da Sat kromozomlar denir. Kromozomların uç kısımlarına da telomer adı verilir. Telomerler herhangi bir nedenden dolayı kopan kromozom parçalarının kromzom uçlarına yapışmasını engeller. Bu yüzden kopmuş kromozom parçaları ya tekrardan aynı yerine yada başka bir kromozomun kopmuş kısmına yapışır. 11 Kromozomlar sıcak su buharı, asit buharı, alkolik çözeltiler ve KCN gibi maddelerle muamele edilince yapısında küçük ve büyük spiraller şeklinde kıvrılmış olan ve kromonema adı verilen iplikçiklerin bulunduğu görülür. Kromonema üzerinde yer alan tespih tanesi şeklindeki düğümlere de kromomer adı verilir. Genler bu kromomerler üzerinde yer almaktadır. Hücre bölünmesi sırasında kromomerler bölünür ve yavru döllere geçer. 12 Yalnız bazı hücrelerdeki kromozomların endomitoz ile binlerce defa bölünesine rağmen, yavru kromomerler birbirinden ayrılmamakta ve kuvvetle boya kabul eden DNA bantlarını meydana getirmektedirler. Hem çekirdeğin hem de hücrenin hacminin artmasına neden olan bu tip kromozomlara Dev kromozomlar adı verilir. 13 PROKARYOTİK KROMOZOMLAR Bölünme geçirecek bir prokaryot hücrede (E. coli gibi) tek ve daire şeklinde ola kromozom replikasyon geçirir ve iki kromozom meydana gelir. Haploid genleri ihtiva eden bu kromzomdan yenisi, plaza membranına ana kromozomun başlangıçta bulunduğu yerden farklı bir kısma tutunur. Daha sonra kromozomların plazma membranına tutunduğu bölgelerin orta kısmından içeriye doğru meydana gelen çöküntülerde stoplazma da ikiye bölünür. Böylece yaklaşık bir milyon baz çiftinden meydana gelmiş tüm genetik bilgi hiçbir kayba uğrmadan oğul hücrelere aktarılır. 14 ÖKARYOTİK KROMOZOMLAR Bu kromozomlar prokaryotik kromozomlardan birçok bakımdan farklılık gösterir. 1. Mitokondrium ve diğer organeller dışındaki ökaryotik kromozomlar daire şeklinde değil iplik şeklinde düz ve uzundur. 2. Ökaryotik kromozomlarda DNA makaraya benzer bir yapının üzerinde sarılmıştır. Bu yapıya Nukleozom denir ve iki çeşit histon ile üzerinde yaklaşık 200 DNA baz çifti ihtiva eder. Nispeten kalın ipliklerle sarılı olan nükleozomlar hücre bölünmesi sırasında kromozomların kısalıp kalınlaşmasına paralel olarak yanlara doğru çıkıntılar meydana getirerek kıvrılırlar. 15 3. Ökaryotların kromozomları bir ata yerine sperma ve yumurta hücreleri vasıtasıyla iki farklı atadan gelmektedir. Bu nedenle kromozomlar homolog durumdadır. Buna karşılık prokaryotik hücre kromozomları tek haldedir. Homolog kromozomlardaki her bir çift aynı şekle ve aynı uzunluğa sahip olup, üzerindeki genlerin dizilişi de aynı olduğundan aynı tip protein sentezi yapabilirler. Ökaryot kromozomlar hücre bölünmesi sırasında bir taraftan kısalıp kalınlaşırken diğer taraftan kendi eşleniğini de yaparlar. Birbirlerine sentromer ile bağlı olan bu kromozom eşlerinden her birine kromatid denir. 16 Nükleik Asitler • DNA ve RNA olmak üzere iki grupta toplanır. • Nükleotid denilen alt birimlerden meydana gelmiştir. • NÜKLEOTİD= BAZ+ŞEKER+FOSFORİK ASİT 17 Nükleotid= azotlu baz + pentoz şekeri ( 5 karbonlu) + fosfat grubu içerirler NükleotiDler-Nükleik Asitlerin Yapı Taşları 18 Azotlu bazlar: İki çeşittir – – – – – 9 atomlu, iki halkalı pürinler (Adenin, Guanin) 6 atomlu tek halka içeren pirimidinler (Sitozin, Timin, Urasil) A,C,G,T ve U şeklinde simgelenirler. A,G,C DNA ve RNA’da ortak bulunur T->DNA’da, U->RNA’da bulunur. 19 Şeker= Pentoz Nükleik aside adını taşıdığı şeker verir. Ribonükleik asitlerde-RİBOZ Deoksiribonükleik asitlerde-DEOKSİRİBOZ bulunur. Deoksiribozun ribozdan farkı C-2’ pozisyonunda OH grubu olmamasıdır. 20 21 22 Nükleik Asit Kimyası •Nükleozit- baz + şeker •NMP = nükleozit + 1 PO4 •NDP = nükleozit +2 PO4 •NTP = nükleozit + 3 PO4 •Nükleik asitlerin yapı taşıdır •özel NTPs: ATP & GTP 23 Nükleotitlerde Bağlanma Nükleotid yapısındaki bağlar son derece özgüldür. Şekerin C-1’ atomu azotlu bazla kimyasal bağ yapar. Pürinlerde N-9, pirimidin ise N-1 atomu şekerin C-1’ atomu ile bağ yapar. Nükleotidlerde fosfat grubu, şekerin C-2’, C-3’ yada C-5’ atomu ile bağ kurar. Bu yapı, biyolojik sistemlerde en yaygın olan ve DNA ve RNA’da bulunandır. 24 Polinükleotitler • İki mononükletit arasında bağ yapısında, iki şekere bağlı fosfat grubu yer alır oluşan bağ fosfodiester bağıdır, çünkü fosforik asit her iki taraftaki alkol grubu ( iki şekerdeki OH grubu ) ile ester bağı yapar. Aynı bağ, RNA da da bulunur. • • • • dinukleotitler & trinükleotitler oligonükleotitler (<20) polinükleotitler (>20) Uzun polinükleotid zincirleri varyasyon sağlamaktadır. • 1000 nt oluşan bir zincir 41000 kombinasyon ile oluşturulabilir. • Levene’nin tetranükleotid hipotezi bu varyasyonu sağlamamaktadır. 25 • • • • Gen, DNA molekülünün ortalama 1500 nükleotitten oluşmuş canlının kalıtsal özelliklerinden herhangi birini taşıyan parçasına Genetik'de verilen addır. Gen: Genler bir DNA zincirinin belli uzunluktaki bir kesiti olup genetik kodlamanın en küçük birimidir. DNA organik bazlar (Adenin-Timin-Guanin-Sitozin) beş karbonlu riboz şekeri ve fosfat moleküllerinden oluşur. Genlerde bu diziliş içinde genetik koda göre dizilir. 26 Poligeni - Polifeni • Tek bir karakter birçok genin etkisi ile meydana geliyorsa buna poligeni; • Birçok karakter bir genin etkisi ile meydana geliyorsa buna polifeni; 27 Allel Genler • Aynı ana babadan gelen yani homolog olan kromozomlar üzerinde karşılıklı yer alan genlere allel genler denir. • Her birey taşıdığı her genin birini anneden diğerini babadan gelen allelomorflarını taşır. • Bunlar homolog kromozomların aynı lokuslarında yer alırlar. • Yumurta ve sperm birer allel gen içerir. • Zigotta iki allel gen.. 28 Allel Genler 29 30 A A A a Anne ve babadan gelen genler idiotip bakımından benzerse böyle oluşan zigotlara HOMOZİGOT Farklı genler zigottta karşı karşıya gelirse bunlara HETEREZİGOT denir Homozigot (AA) Heterezigot (Aa) 31 HÜCRE BÖLÜNMESİ 32 Vücudun yenilenmesi ve onarımı Çekirdek/ sitoplazma oranı Hormonlar Hacim/ yüzey Oranı HÜCRE NEDEN BÖLÜNÜR? 33 a) Hacim-yüzey oranı: HERTWIG,1980 Hücre büyüklük bakımından belirli bir sınıra ulaştığı zaman, kuramsal olarak ikiye bölünmesi gerektiği fikrini ortaya atmıştır. 34 • Hücre büyüdükçe, büyümede hacim/yüzey orantısı r3/r2 dir. 35 • Yani hacim yarıçapının küpüyle artarken, yüzeydeki büyüme yarıçapın karesine bağımlı kalır ve bir zaman sonra hücrenin yüzeyi besin alış verişini, artık maddelerin atılımının ve gaz alış verişini bütün hücreye sağlayamayacak durumu gelir. Hücre, yüzeyini artırmak amacıyla bölünmeye başlar. 36 b) Sitoplazma-çekirdek oranı: Ayrıca büyüyen hücrede sitoplazma/çekirdek oranı arttığından ve çekirdeğin etki alanı sınırlı olduğundan bu durum hücreyi ölüme sürükleyebilir, dolayısıyla hücreyi bölünmeye zorlar. 37 • Olgun bir yumurtadan mikropipetle alınan sitoplazma başka bir oosit hücresine verildiğinde, çekirdek / sitoplazma oranı bozulduğu için hücre bölünme kararı alır. • Primer oosit hücresi mayozu tamamlayarak ve olgun bir yumurta hücresi meydana getirir. 38 o Bölünme emrinin oluşmasıyla: Çekirdek eğer almışsa hücre bölünür. bölünme kararı Bölünecek hücreler önce siklin denilen bir proteini sentezleyip stok halinde biriktirmedikçe bölünme olmaz. Hücre içinde bu protein cdc2 denilen diğer bir proteine bağlanır ve bölünme sürecini başlatır. Bölünme sonunda siklin proteinini bozan enzimler aktive olur ve hücredeki bütün siklin proteinlerini yok ederler. Siklin proteini olmadan bölünme sistemi harekete geçemez. 39 Hücre bölünmeleri Prokaryotik canlılar ikiye (binaryfisyonla) bölünerek çoğalırken, Ökaryotik hücreler başlıca üçe yolla bölünürler; Endomitoz Bölünme Mitoz Bölünme Mayoz bölünme 40 1)PROKARYOT HÜCRE • Zarla çevrili çekirdekleri ve zarlı organelleri (endoplazmik retikulum ,golgi,lizozom,koful,mitokondri ve plastitler) yoktur. • Bunun yanında hücre çeperi, hücre zarı, sitoplazma, ribozom ve nükleik asitleri (DNA ve RNA) vardır. • Bakteri ve mavi-yeşil algler prokaryot hücre yapısına sahiptir. 41 • Bakterilerde ikiye (binaryfisyon) bölünme 42 •Bakteriler bölünürken kromozomlar bir noktadan itibaren kopyalanır ve hücrenin diğer ucuna gider. •Sitoplazma ortadan ayrılarak iki hücre oluşumu tamamlanır. 43 2)Ökaryot hücre • Zarla çevrili bir çekirdeğe, gerekli tüm (hem zarlı, hem zarsız) organellere, hücre zarı ve sitoplazmaya sahip hücre çeşididir. • Protistler, mantarlar, bitkiler ve hayvanlar ökaryot hücre yapısına sahiptir. 44 Endomitoz (Amitoz) Bölünme Genellikle bir hücrelilerde görülen bu bölünmeyle türe ait birey sayısı artar. Amitoz bölünme yapan hücrelerin önce çekirdeği uzar, çekirdeğin uzamasıyla çekirdekçik de uzayıp boğumlanarak ikiye ayrılır. 45 Bunu sitoplazma bölünmesi takip ederek, bir hücreden iki yeni yavru oluşacak şekilde bölünme gerçekleşir. Amitozda çekirdek zarı kaybolmaz, kromozomlar belirmez, sentriyoller iğ iplikler oluşmaz. ÖRNEK: Amip, akyuvarlar endomitoz ile bölünürler 46 Bir Amibin endomitoz (amitoz) ile bölünmesi. 47 • Tek hücreliler dışında bazı özel hallerde yüksek yapılı organizma hücrelerinde de amitoz görülebilir. • Bu durumda çoğu kez hücreler ölüme mahkum olur, çünkü tekrar mitoz bölünme yapamazlar. 48 Çok hücrelierde Amitoz bölünme; 1. Bazen açlık nedeniyle dejenere olan hücrelerde, 2. Bazı yaşlı kıkırdak hücrelerinde, 3. Hızla çoğalan kuş embriyosunun hücrelerinde görülebilir. Gametlerde genellikle endomitoz bölünme görülmez. 49 Bir hücrelilerde ise; • Bir hücreli dinoflagellatlarda çekirdek zarı erimez iğ iplikleri hücre içinde oluşur, çekirdeği delerek içeri girer ve bölünme sırasında kromozomların karşı kutuplara gitmesi sağlanır. Dinoflagellat 50 Diatom denilen tek hücreli canlılarda ise bölünme sırasında çekirdek zarı erimez iğ iplikleri ise çekirdek içinde oluşur. Bazı hücreler bölünürken sitoplazma bölünmesi gerçekleşmez ve çok çekirdekli (kromozomlu) hücreler oluşur. Diatom 51 • Bu olaya Endomitoz ve kromozom durumuna da poliploidi denir. Çekirdek büyüklüğü kromozomların miktarına bağlı olduğundan, poliploidide hacimde büyüme görülür. • Kromozom sayısı tür içinde de değişiklik gösterir. Mitozun metafaz evresinde kromozomlar (kromatidler) iki misline çıkmış, fakat aynı sentromere bağlı olarak kalmıştır. 52 Özetle endomitoz: Endomitoz bölünme yapan hücrenin önce nükleusu uzar. Nükleusla birlikte nükleolus da uzayıp boğumlanarak ikiye ayrılır. Bunu sitoplazma bölünmesi takip ederek sonuçta bir hücreden iki yavru hücre meydana gelir. Amitoz sırasında nükleus zarı kaybolmaz. Kromozomlar belirmez. Sentrioller iğ ipliklerini oluşturmaz. 53 MİTOZ BÖLÜNME MİTOZ • Kromozom Sayıları Farklı Hücreler Mitozla Çoğalabilirler 55 • Eşeyli ve eşeysiz üreyen bütün çok hücreli canlılarda büyüme ve gelişmeyi sağlayan temel olay mitoz bölünmedir. • Tek hücrelilerde hücre bölünmesi her defasında üremeyi sağlamış olur. • Hücrelerin kalıtsal yapısı değişmez. 56 • Mitoz bölünme farklı hücrelerde farklı sıklıkta meydana gelmekle birlikte kas ve sinir hücrelerinde görülmez. • İnsan ve hayvanda büyüme belli yaşa kadar devam eder. Ama bitkilerde büyüme uygun şartlar olursa sınırsızdır. Bu, bitkilerde büyüme hayat boyu devam eder demektir. • İnsanlarda sinir hücreleri, çizgili kas hücreleri ve olgunlaşmış kan hücrelerinde mitoz bölünme görülmez. 57 Mitoz bölünmeyle canlılarda şu olaylar gerçekleştirilmiş olur: Eşeysiz üreme Büyüme Gelişme Rejenerasyon (eksik kısımların onarılması) 58 • Diploit canlıların hücrelerinde kromozomlar çift halde bulunur. • Biri anadan, diğeri babadan gelen, aynı şekil ve büyüklükteki bu kromozomlara homolog kromozomlar denir. • Homolog kromozomlar aynı karakter genleri taşırlar. 59 • Hücre döngüsü genel olarak mitoz bölünmenin gerçekleştiği evreleri içine alan bir döngüden oluşmaktadır. • Bu döngüde kendi içinde dörde ayrılır. • G1 Evresi ( 8 saat) DNA miktarı 2n • S Evresi ( 6 saat) DNA miktarı 4n • G2 Evresi (4 ½ saat ) DNA miktarı 4n • M Evresi ( 1 saat ) DNA miktarı 2n 60 G1 evresinde hücre organellerini eşler.Hızlı bölünen hücrelerde bu evre yoktur. S evresinde DNA sentezi gerçekleştirilir.Kromozomlar eşlenir. G2 evresinde DNA sentezi kontrol edilir.RNA ve protein sentezi devam eder. M evresinde Mitoz evreleri gerçekleşir.Çekirdek bölünmesinden sonra sitokinez (Sitoplazma bölünmesi) gerçekleşir. Mitoz bölünme iki bölümde gerçekleşir: 1. Çekirdek Bölünmesi (Karyokinez) 2. Sitoplazma bölünmesi (Sitokinez) 62 1)karyokinez(çekirdek bölünmesi) 63 64 65 Profaz • • • Mitoz bölünmenin en uzun safhasıdır. Bu evrede çekirdeğin içinde ince uzun kromatit iplikleri halinde görünen kromozomlar, yavaş yavaş helezon şeklinde kırılarak kalınlaşmaya başlar ve görülebilir duruma geçer. Kalınlaşma ve kısalma anafaza kadar devam eder. 66 • Bu evrede eş kromozomlar bir kromozommuş gibi birbirlerinden fark edilmeyecek kadar sıkıca bağlanırlar ve kromomerler artık görülmez. • Sentriyoller ayrılarak her biri bir kutba gitmeye başlar ve aralarında iğ iplikleri oluşur. Profazın sonuna doğru iğ iplikleri ile kromozomlar arasında bağlantı kurulurken, sentriyollerden hücre zarına uzanan iğ iplikleri de oluşur ve çekirdek zarı kaybolarak kromozomlar sitoplazma içerisine dağılır. 67 Paketlenmiş bir kromozom. Kromozomal materyal hücrenin S safhasında kopyalanır ve her kromozom kardeş kromatid adı verilen iki parçadan oluşur. İki kromatidin temas bölgesi sentromer merkezidir. Her kromozom boyuna iki yarıdan meydana gelir. Bazı kromozomlar birkaç bölgeye sahiptir. Tutunma bölgesi olan sentromerler genellikle orta bölgede bulunur. 68 Metafaz • Kromozomlar çok kere bir çember gibi bazen de karışık olarak ekvatoryal düzlem üzerinde dizilir. Genellikle küçük kromozomlar merkezde büyük kromozomlar çevrededir. Diziliş türlere özgü bir özellik gösterir. • Profazın 30-60 dk sürmesine karşılık bu evre 2-6 dk sürer. • Kromozomlar en rahat bu safhada görülmektedir. 69 70 Mitoz bölünmenin çeşitli safhalarında kromozomlar değişik şekillerde hareket ederler. Bu hareket rastgele olmayıp iğ veya mekik denilen bir yapı aracılığı ile olur. İğ iki kutuplu bir yapıya sahip olup yan yana dizilen mikrotübüllerden oluşmuştur. Bu mikrotübüllere iğ iplikleri adı verilir. Nükleus bölünmesi sırasında kromozomlar iğin iki kutbuna doğru hareket ederler. 71 İnterfazda hücre iskeletini oluşturan mikrotübüller nükleus bölünmesi sırasında protein alt birimlerine ayrılır ve nükleusun hemen dışında yeni mikrotübülleri oluşturarak iğ oluşumunu sağlarlar. Hücrede bulunan Mikrotübül Organizasyon Merkezi yeni mikrotübüllerin hücrede nerelerde oluşacağını belirler. Bu merkezde genellikle bir çift sentriol bulunur. 72 Prometafaz Oluşum Safhaları • Merkez, sentriollerle birlikte interfaz esnasında kendini eşler ve iğ oluşurken eşleşmiş iki merkez birbirlerinden ayrılarak iğin iki kutbuna doğru gider ve buralarda yerleşirler. 73 • Bu merkezlerin bulunduğu yerler ve düzenlenme şekilleri, oluşan yavru hücrelerde hücre hareketini düzenler. Hücre fonksiyonlarının doğru şekilde gerçekleşmesi bu düzenlenmeye bağlıdır. • Bütün bu olaylar metafazın erken safhasında olmaktadır. Birçok araştırmacı bu safhaya prometafaz adını verir. 74 Anafaz • Sentromer bölgelerinden birbirine tutunmuş olan kardeş kromatitler birbirlerinden ayrılarak zıt kutuplara doğru çekilir. Bu çekme işlemini iğ iplikleri gerçekleştirir. • Bütün kromatitlerin sentromerleri ani bir sıçrayışla birbirinden ayrılır. Kutuplara gittikçe hız azalır; giderken sentromer önde, kromozomun kolları arkadadır. 75 • Kardeş kromatitlerin kutuplara doğru çekilmesi ya kasılgan olan iğ ipliklerinin boylarının 1/5 oranında kısalması, ya da merkezindeki iğ ipliklerinin kütlesinin artması ile olur. Çünkü izole edilmiş iğ iplikleri ATP’li ortamda kasılır. 76 • Metafazın uzun sürmesine karşılık anafaz çok kısa sürer ve birkaç dakikada tamamlanır. Bütün kromozomların yavru kromatitleri hemen aynı zamanda birbirlerinden ayrılır ve aynı hızla kutuplara çekilirler. • Kardeş kromozomlar kutuplara ulaştığı anda anafaz bitmiştir. 77 Hücre bölünmesi sırasında kromozomların çoğaltılması. Her kromozomun kopyası üretilerek ikiye bölünür. Burada kardeş kromatidleri bir arada görüyorsunuz. Bölünmenin anafaz evresinde kromozomlar kutuplara çekilirler. 78 Telofaz • Kromozomların kutuplara varmasıyla telofaz başlar. Kinetokorlara yapışmış mikrotübüller yoktur. • Kromozomlar çözülmeye ve ipliksi forma geçmeye başlarlar. 79 • Eski nükleus zarfından oluşan vesiküller birbirleriyle birleşerek kromozom ipliklerinin etrafında parçalar halinde toplanmaya başlar. • Sentriyoller bu bölünmenin sonunda kendilerini eşleyerek çift hale gelirler. • Parçalar birleşir ve yeni nükleus zarfını oluştururlar. Nükleus zarfının oluşumu tamamlanınca telofaz bitmiş olur. 80 2)sitokinez (sitoplazmanın bölünmesi) 81 • Çoğu hayvan hücrelerinde hücrenin ekvator bölgesinde birikimler olur ve bunlar bir tabaka oluştururlar. Bu ara tabakanın üzerine hücre çevresinden halka benzeri bir çökme başlar. • Bu çökme bölgesinde kontraktil flamentler plazma zarını içe doğru çeker ve hücre sitoplazması boğumlanarak ikiye bölünür. 82 Bir hayvan hücresinde Sitokinez. 83 • Kontraktil büzülme çok güçlü olup hücreye sokulacak camdan yapılmış ince bir iğneyi eğebilecek bir güçtedir. • Bitki hücrelerinde sitokinez hücre plağı adı verilen bir oluşumla gerçekleşir. • Bitki hücrelerinde oldukça katı bir hücre çeperi olduğundan hayvan hücrelerinde olduğu gibi boğumlanarak bölünme olmaz. 84 Bitki hücrelerinde sitokinez 85 MAYOZ BÖLÜNME 86 Mayoz iki bölümlüdür. Kardeş kromatidler ayrılır Homologlar ayrılır Meiosis I (reduction division) Meiosis II (equational division) Diploid Haploid Haploid Her bir gamette bir kromozomdan bir kopya kalır.. 87 Mayoz I : Redüksiyon Bölünmesi İğ iplikleri Nukleus Nukleus zarı Profaz I (erken) (diploid) Profaz I (geç) (diploid) Metafaz I (diploid) Anafaz I (diploid) Telofaz I (diploid) 88 İnterfaz Mitoz Bölünmede olduğu gibidir. Orada görülen tüm olaylar mayoz interfazında da aynı şekilde gözlenir. Genetik materyal ve organeller kendini eşler. 89 Profaz I Erken Profaz Geç Profaz 1. Sentroiller kutuplara hareket eder. 2. Nucleus zarı ve e.r. zarları erimeye başlar. 3. İğ iplikleri oluşmaya başlar. 4. Kromozomlar kısalıp kalınlaşmaya başlar. Ancak profaz-1’ de Mitoz profazında ve profaz-2 ‘de görülmeyen bazı özgün olaylar ve kromozomların özel davranışları vardır. Bu nedenle profaz1 kendi içinde beş alt evrede incelenir. 90 91 Profaz I I)Leptoten: 1-İnce ve uzun iplikler halinde olan kromatinler kısalıp kalınlaşırlar. 2-Nucleolus (Çekirdekcik) varlığını sürdürür. 92 Profaz I II)Zigoten: 1-Homolog kromozomlar yanyana gelerek çiftler (Bivalent yapı) oluştururlar. 2-Eşleşme bütün kromozom çiftlerinde görülür. 93 Profaz I III)Pakiten: 1-Kromozomlar iyice kısalıp kalınlaşır. 2-Eşleşen homolog kromozomlar bu evrede birbirleri ilke iyice kaynaşırlar ve bu evrede hücrenin kromozom sayısı n gözükür. 3-Evrenin sonunda her kromozom çiftinde dört kromatid görülür ve bu yapıya tetrad denir. Hücrede görülen tetrad sayısı n kadardır. 4-Bu evrede homolog kromozomların kardeş olmayan kromatidleri arasında gen alış verişi görülür bu olaya krossing-over denir. 5-Kardeş olmayan kromatidler arasındaki çakışma noktalarına kiyazma denir. 6-Uzun kromozomlarda görülen kiyazma sayıları daha çoktur. 94 95 Profaz I IV)Diploten: 1-Tetrad oluşturan kromozomlar birbirlerini iterek ayrılmaya başlarlar. 2-Ancak krossing-over bölgelerinde kiyazmalarla bağlantılarını sürdürürler. 96 Profaz I V)Diakinez: 1-Kromozomlar daha fazla kısalırlar. 2-Homolog kromozomlarda bağlantı sadece uca yakın yerlerde kalır. 3-Çekirdek zar kaybolur. 4-Nucleolus (Çekirdekcik) kaybolur. 5-İğ iplikleri oluşmuştur. 6-Dişilerde eşey ana hücreleri gerçekleşen mayoz bölünmenin bu evresinde hücreler uzun süre kalırlar. Bölünmenin bundan sonraki evreleri ovulasyondan sonra devam eder. 97 Metafaz I 1-Homolog kromozomlar (Tetradlar halinde) ekvatoral plak üzerinde karşılıklı dizilirler. 2-Her kromozom sentromeri ile iğ ipliklerine tutunurlar 98 Anafaz I 1-Homolog kromozomlar iğ iplikleri ile zıt kutuplara doğru çekilirler. 2-Kardeş kromatidleri bir arada tutan sentromerler parçalanmamıştır. 3-Kiyazmalar kromozomların ucuna doğru kayarak ortadan kalkar. 4-Anne ve babadan gelen kromozomların kutuplara taşınması rasgele olur buda çeşitlilik nedenidir. 99 Telofaz I 1-Kromozomlardaki helixler çözülür. 2-Nucleus zarı belirginleşir. 3-Sitokinezle iki hücre oluşur. 4-Oluşan hücrelerin kromozom yapısı n2c dir. 5-Erkeklerde sekonder spermatositler oluşur. 6-Dişilerde ikincil oosit ve birinci kutup hücresi meydana gelir. 7-Mayoz geçiren bazı hücrelerde nucleus zarı oluşmaz ve kromozomlar helixler çözülmez. Ara interfaz:Nucleolus görülmez,DNA ve RNA sentezi görülmez. Hücredeki hazırlıklar tıpkı önceki interfazın devamı 100 gibidir. Mayoz II : Ekvasyon bölünmesi Profaz II (haploid) Metafaz II (haploid) Anafaz II (haploid) Telofaz II (haploid) İdentik olmayan 4 yavru hücre 101 Profaz II 1-Birinci bölünmede oluşan iğipliklerine dik olarak iğ iplikleri oluşur. 2-Oluşmuşsa nucleus zarı kaybolur. 3-Helixlerini çözen kromozomlar tekrar helixlerini oluşturur. 102 Metafaz II 1-Kromozomlar ekvatoral düzlemde yanyana dizilirler 2-Kromatidler sentromerleri ile bir aradadır 3-Kromozomlar sentromerleri ile iğ ipliklerine tutunurlar 103 Anafaz II 1-İğ ipliklerinin itme ve çekme hareketi ile sentromerler parçalanır. 2-Birbirinden ayrılan kardeş kromatidler zıt kutuplara gider 104 Telofaz II 1-Kutuplara çekilen kromatidler helixlerini çözerek kromatin iplik haline geçerler 2-Nucleus zarı oluşur. 3-İğ iplikleri kaybolur 4-Sitokinezle iki toplam dört hücre oluşur. 5-Oluşan hücrelerde ana hücrenin yarısı kadar kromozom dolayısıyla DNA vardır 6-Oluşan hücrelerdeki kalıtsal materyal hem profaz-1 de gerçekleşen krossingover hemde metafaz-1 deki homolog kromozomların diziliminin rasgele olmasından dolayı farklıdır 7-Oluşan hücreler erkekte spermatid, dişilerde ise oosit denir 105 Mayoz’un sonuçları Gametes 4 haploid hücre Her kromozomdan bir kopya Her genin tek alleli Farklı allellerin kromozom boyunca değişik yerleşimleri 106 Mayoz Bölünmenin temel özellikleri: 1-Sadece 2n kromozomlu hücrelerde görülür. 2-2n kromozomlu hücrelerden n kromozomlu 4 hücre oluşur. 3-iki karyokinez ve iki sitokinez görülür. 4-Eşey ana hücresi ve spor ana hücrelerinde görülür. 5-Bölünme sonunda gamet ve sporlar oluşur. 6-Kalıtsal çeşitlilik nedenidir. Oluşan hücreler kalıtsal olarak birbirinden farklıdır. 7-Eşeyli üremenin temel mekanizmasıdır. 8-Mitoza göre daha ileri bir özelliktir 9-Hem homolog kromozomlarda hem de kardeş kromatidlerde ayrılma görülür. 10-Sinaps, tetrad ve krossing-over görülür. 11-Mayoz geçirmiş hücre tekrar mayoz geçiremez ancak mitoz geçirebilir. 107 Mayozun evrimsel önemi: 1-Krossing-overle kalıtsal çeşitlilik sağlar 2-Kromozom sayısını yarıya indirerek, döllenme sonunda türe özgü kromozom sayısının sabit kalmasını sağlar. Mayoz bölünme ile oluşan yapılar: 1-Sperm 2-Ovum 3-Makrospor 4-Mikrospor 5-Spor 108 Mayoz bölünmenin görüldüğü hücreler: 1-Sperm ana hücresi (Hayvanlarda) 2-Ovum ana hücresi (Hayvanlarda) 3-Spor ana hücresi (Çiçeksiz bitkilerde) 4-Makrospor ana hücresi (Çiçekli bitkilerde) 5-Mikrospor ana hücresi (Çiçekli bitkilerde) 6-Zigot (Su yosunlarında) Mayoz bölünmenin görüldüğü yapı ve organlar. 1-Testis 2-Ovaryum 3-sporangium 4-Anterler 5-Tohum taslağı (Ovaryum) 109 Mayoz bölünmenin görüldüğü hücreler: 1-Sperm ana hücresi (Hayvanlarda) 2-Ovum ana hücresi (Hayvanlarda) 3-Spor ana hücresi (Çiçeksiz bitkilerde) 4-Makrospor ana hücresi (Çiçekli bitkilerde) 5-Mikrospor ana hücresi (Çiçekli bitkilerde) 6-Zigot (Su yosunlarında) Mayoz bölünmenin görüldüğü yapı ve organlar. 1-Testis 2-Ovaryum 3-sporangium 4-Anterler 5-Tohum taslağı (Ovaryum) 110 MAYOZ VE MİTOZUN KARŞILAŞTIRILMASI MİTOZ MAYOZ Vücut hücrelerinde görülür. Eşeyli üreme yapan bitki ve hayvan üreme hücrelerinde görülür. n ve 2n kromozomlu hücrelerde görülür. Sadece 2n kromozomlu hücrelerde görülür. Sonunda 2 hücre meydana gelir. Sonunda 4 hücre meydana gelir. Kromozom sayısı değişmez. Kromozom sayısı yarıya iner. Oluşan hücrelerin kalıtsal yapısı ana hücre ile aynıdır. Oluşan hücrelerin kalıtsal yapısı ana hücreden farklıdır. Mitoz değişmede gen değişimi yoktur. Mayoz bölünmede gen değişimi vardır. Oluşan hücreler tekrar mitoz geçirebilir. Oluşan hücreler tekrar mayoz geçiremez. Bölünme sırasında sitoplazma ve çekirdek bölünmesi bir kez gerçekleşir. Çekirdek ve sitoplazma bölünmesi iki kez görülür. 111
© Copyright 2024 Paperzz
