3.1 Hücre döngüsü ve kanser
Bir hücrenin yaşamı interfaz ve bölünme evresinden oluşur. İnterfazın G1 evresinde hücre büyür, S evresinde DNA eşlenir, G2 evresinde bölünmeye hazırlanır. DNA eşlendikten sonra her kromozom, sentromerde bağlı iki kardeş kromatitten oluşur.
Döngü, G1, G2 ve metafazdaki denetim noktalarıyla korunur: DNA hasarlıysa ya da kromozomlar iğ ipliklerine düzgün bağlanmamışsa döngü durdurulur. p53 gibi tümör baskılayıcı proteinler hasarlı hücreyi onarıma ya da programlı ölüme (apoptoz) yönlendirir. Bu denetimi bozan mutasyonlar hücrelerin kontrolsüz bölünmesine, yani kansere yol açabilir.
3.2 Mitoz: aynı kopyalar
Mitoz, bir hücreden kalıtsal olarak aynı iki hücre oluşturur; büyüme, onarım ve eşeysiz üremeyi sağlar. Profazda kromozomlar kısalıp kalınlaşır ve iğ iplikleri oluşur. Metafazda kromozomlar hücrenin ortasında dizilir. Anafazda kardeş kromatitler ayrılıp zıt kutuplara çekilir. Telofazda iki yeni çekirdek oluşur, ardından sitoplazma bölünür (sitokinez).
Hayvan hücresinde sitokinez, zarın ortadan boğumlanmasıyla olur. Bitki hücresinde ise çeper nedeniyle boğumlanma olamaz; ortada bir ara lamel (hücre plağı) oluşur. Mitozla oluşan hücrelerin kromozom sayısı ana hücreyle aynıdır: insanın bir vücut hücresi 46 kromozomlu (2n = 46) iki hücre üretir.
3.3 Mayoz: çeşitlilik fabrikası
Mayoz, eşeyli üreyen canlılarda üreme hücrelerini (gametleri) oluşturur. İki ardışık bölünmeyle bir diploit (2n) hücreden dört haploit (n) hücre meydana gelir; insanda 46 kromozomlu hücreden 23 kromozomlu gametler oluşur. Döllenmede iki gamet birleşince kromozom sayısı yeniden 46 olur.
Mayoz I'in profazında homolog kromozomlar eşleşir ve parça değiştirir (krossing-over); bu, anne ve babadan gelen genlerin yeni bileşimlerini oluşturur. Metafaz I'de homolog çiftlerin kutuplara dağılımı rastgeledir (bağımsız dağılım). n çift kromozom için 2ⁿ farklı dağılım mümkündür. Homologlar ya da kromatitler ayrılamazsa (ayrılmama) gametlerde fazla ya da eksik kromozom olur; 21. kromozomun üç kopya olması Down sendromuna yol açar.
FormülBağımsız dağılımla gamet çeşidi = 2ⁿ (n = homolog çift sayısı; insanda 2²³ ≈ 8,4 milyon)
Anahtar terimler
- Homolog kromozom
- Biri anneden, biri babadan gelen, aynı genleri taşıyan kromozom çifti.
- Krossing-over
- Mayozda homolog kromozomların parça değiştirmesi.
- Apoptoz
- Hasarlı ya da gereksiz hücrenin programlı ölümü.
- Ayrılmama
- Kromozomların bölünmede düzgün ayrılamaması.
Ünite sonu soruları
Önce kendin çöz, sonra çözümü aç.
Vücut hücrelerinde 2n = 8 kromozom bulunan bir canlıda, krossing-over olmadığı varsayılırsa bağımsız dağılımla kaç çeşit gamet oluşabilir? Krossing-over bu sayıyı nasıl etkiler?
Çözümü göster
2n = 8 ise n = 4 homolog çift vardır; gamet çeşidi 2⁴ = 16'dır. Krossing-over kromozomların kendisini de karma yaptığı için çeşit sayısını çok daha fazla artırır.
G1 evresindeki bir insan hücresinde DNA miktarı 2c olsun. G2 evresinde, mitozdan çıkan her hücrede ve mayoz II sonunda oluşan her gamette DNA miktarı ne olur?
Çözümü göster
S evresinde DNA eşlendiği için G2'de 4c. Mitozda kardeş kromatitler ayrılır, her hücre 2c alır. Mayoz I sonunda her hücre 2c (n kromozom, ama her biri iki kromatitli), mayoz II sonunda her gamet c olur.
Bir annenin yumurta hücresi oluşurken mayoz I'de 21. kromozom çifti ayrılmıyor. Oluşan yumurta normal bir spermle döllenirse zigotta kaç kromozom olabilir? Olası iki durumu yazın.
Çözümü göster
Ayrılmama sonucu yumurta ya 24 kromozomlu (iki adet 21. kromozom) ya da 22 kromozomlu (hiç 21. kromozom yok) olur. Normal sperm 23 kromozom getirir: zigot ya 47 kromozomlu (21. kromozomdan üç tane, Down sendromu) ya da 45 kromozomludur (21. kromozom tek; genellikle yaşayamaz).
Bir ilaç iğ ipliklerinin oluşmasını engelliyor. Bu ilaç hızlı bölünen kanser hücrelerinde hangi evrede ve neden döngüyü durdurur?
Çözümü göster
İğ iplikleri olmadan kromozomlar kutuplara çekilemez ve metafazda düzgün dizilemez. Metafaz denetim noktası bütün kromozomlar iğe bağlanmadan anafaza geçişe izin vermez; hücre metafazda takılı kalır ve çoğu zaman apoptoza gider. Kanser ilaçlarının bir kısmı bu şekilde çalışır.
🦉 Daha kolay anlatım: Profesör Baykuş'un dersi: Hücre: canlıların yapı taşı