Hücrelerin yaşam devri genelde döngü şeklinde gerçekleşir. Bir hücre döngüsü hücre bölünmesi ile sonlanır. Yeni bölünmüş bir hücrenin tekrar bölününceye kadar geçirmiş olduğu evreye hücre döngüsü denir. Hücre bölünmesi, hücre döngüsünün bir parçasıdır.
Hücre döngüsünün süresi; canlı türü, hücre ve doku çeşidi gibi pek çok faktöre bağlı olarak farklılıklar gösterir.
Hücre döngüsü iki evreden oluşur.
- İnterfaz
- Mitotik evre
İnterfaz
Mitoz bölünme öncesinde, hücre metabolizmasının yoğun olarak gerçekleştiği gözlenen, hücrenin büyüme ve gelişme evresine interfaz adı verilir. Bu evre bir nevi bölünmeye hazırlık evresidir.
İnterfaz süresince hücre içerisinde meydana gelen değişimler şu şekildedir:
- Hücrede bulunan organellerin sayısı artar.
- Protein sentezi, ATP üretimi ve RNA sentezi gibi metabolik olaylar hızlanır.
- Hücrenin hacmi artar.
- DNA molekülleri kendini eşler.
- Hayvansal hücrelerde, sentrozomun eşlenmesi bu evrede gerçekleşir.
- Bölünme sırasında gerekli olan enzimler üretilir.
- İnterfaz evresinde gevşek hâlde paketlenmiş durumda olan kromatin iplikler sadece S fazı sırasında kendini eşler. G1 fazında hücre büyür, G2 fazında bölünme için hazırlıklarını tamamlarken daha çok büyür ve bölünme gerçekleşir (M).
Sinir ve kas hücreleri gibi hücreler, bölünme yeteneklerini kaybettikleri için yaşamlarını bu evrede sürdürür. Bölünemeyen hücrelerin bu durumlarına aynı zamanda durgunluk evresi (G0) de denmektedir.
Hücre dışı sinyallerle uyarılmadıkları sürece bu hücreler bölünmez. Embriyonik hücrelerin hayat devrinde interfaz evresi oldukça kısadır. Bu sebeple embriyonik hücreler, hücre döngülerini daha kısa sürede tamamlar.
Deri ve karaciğer gibi organlar yaralandığında, yaralanan bölgeye yakın hücreler interfazı hızla tamamlayarak bölünür ve hasar gören bölge kısa sürede onarılır.
Hücrenin bölünme emri interfazda verilir. Hücre gerekli büyüklüğe ulaştığında, organeller yeterli sayıda çoğaldığında ve gerekli proteinler üretildiğinde hücre döngüsünün ikinci aşaması olan mitotik evreye geçilir.
Mitotik Evre
İnterfazın tamamlanmasından sonra mitotik evre başlar. Mitotik evre, mitoz ve sitokinez (sitoplazma bölünmesi) olmak üzere iki evreden oluşmaktadır. Mitotik evre tamamlandığında sitoplazma bölünmesi de tamamlanır.
Mitoz hücre bölünmesinin karakteristik bazı temel özellikleri vardır:
- Mitoz sonucunda iki hücre oluşur. Bu hücrelerin organel çeşitleri aynıdır; ancak organel sayıları ve sitoplazma miktarları farklı olabilir.
- Oluşan hücrelerin kalıtsal özellikleri aynıdır. Çünkü DNA’larının nükleotit dizilmeleri aynıdır. Bununla birlikte, mutasyonlar kalıtsal farklılıklara neden olabilmektedir.
- Mitozda kromozom sayısı değişmez. Yavru hücrelerin kromozom sayıları ana hücre ile aynıdır. Böylece mitoz kalıtsal devamlılığı sağlar.
- Mitoz bölünme bir hücrelilerde üremeyi sağlarken, çok hücrelilerde büyüme, gelişme ve yaraların onarımını sağlar. Bazı çok hücreli canlı türlerinde mitoz bölünme üremenin gerçekleşmesinde etkilidir.
Yani bazı çok hücrelilerde mitoz hücre bölünmesi, hem yaşamın devamlılığında hem de üremede etkilidir.
Mitoz hücre bölünmesinde bölünme büyüklüğüne ulaşan her hücrenin bölünmesiyle iki yavru hücre oluşur.
Çok hücreli canlılarda, vücut hücreleri, bölünerek sayılarını artırır. Farklılaşma düzeyi çok yüksek olan sinir, kas ve alyuvar hücreleri gibi hücreler ise embriyonik dönem tamamlandıktan sonra bölünme yeteneğini kaybeder. Birçok vücut hücresi, canlının yaşamı boyunca bölünebilme yeteneğini korur.
Mitoz aşamalarına ait özelliklerin daha iyi anlaşılması için konuyla ilgili bazı kavramların iyi bilinmesi gerekmektedir. Bu nedenle öncelikle bu kavramlar üzerinde durulacaktır. Tüm organizmaların hayatsal faaliyetleri için gerekli olan genetik bilgiyi taşıyan moleküle DNA (deoksiribonükleik asit) denir.
Kromozom ve Türleri
Ökaryot hücrelerde DNA çeşitli proteinlerle birlikte bulunur. DNA ve proteinlerin birlikte oluşturduğu bu kompleks yapıya kromatin denir. Kromatin iplikler kısalıp kalınlaşarak kromozom adı verilen yapıları oluşturur. Kromozomlar kromatit adı verilen iki adet bükülmüş iplikten oluşmaktadır. Her kromozomdaki bu iki kromatit interfaz evresinde DNA’nın kendisini eşlemesiyle oluşur ve kardeş kromatit olarak adlandırılır. Dolayısıyla bu kromatitlerin genleri tamamen birbirleri ile aynıdır.
Kardeş kromatitleri bir arada tutan bölgeye sentromer denir. Sentromer üzerinde iğ ipliklerinin tutunduğu özel bölgeye ise kinetokor adı verilir.
Eşeyli üreyen canlılarda biri anneden, diğeri babadan gelen üreme hücreleriyle taşınan ve döllenme ile zigotta bir araya gelen kromozomlara homolog kromozom denir. Bu kromozomlar aynı özellikler ile ilgili genleri taşır. Ancak bu genler birbiriyle aynı ya da farklı olabilir. Yani homolog kromozomların sentromerleri ayrıdır. Diploit hücrelerde homolog kromozomlar bir arada bulunurken haploit hücrelerde bir arada bulunamaz.
İki takım halinde bulunan kromozomlara diploit kromozom denir. 2n ile gösterilir. Ökaryot canlıların vücut hücreleri diploittir. Tek takım halinde bulunan kromozomlara haploit kromozom denir. n ile gösterilir. Üreme hücreleri haploittir.
Her türün kendine özgü kromozom sayısı vardır. Farklı türlerin kromozom sayıları aynı olabilir. Türün özelliklerini ve gelişmişliğini kromozomların sayısı değil, yapısında bulunan genlerin sayısı ve niteliği belirler.
