12/8/15  

1  

Doç. Dr. Metin Aytekin      

Erciyes Üniversitesi Tıp Fakültesi Tıbbi Biyoloji Anabilim Dalı 8 Aralık 2015

Mitoz, Amitoz ve Mayoz

www.metinaytekin.com

Hücre  Bölünmelerini  Kavramak  

Dersin  AMACI  

Replikasyon orjini

Hücre duvarı

Plazma membran

Bakteriyal kromozom

E. coli

Replikasyon orjininin Iki kopyası

Kromozom orjini hücrenin diğer tarafına hızlı bir şekilde hareket etmeye başladığı anda kromozom replikasyonu başlar.

E.  Coli’de  Amitoz  Replikasyon orjinin bir kopyasının hücrenin diğer tarafına gidene kadar devam eder.

Orjin Orjin

Replikasyon sonlanır. Plazma membranı içe doğru büyür ve yeni hücre duvarı oluşur.

İki yavru hücre

E.  Coli’de  Amitoz  

•  Basit  bir  bölünme  şeklidir.  •  Anormal  koşullarda  gerçekleşir.  •  Prokaryotlarda  amitoz  görülür  

 (örneğin  bakteriler).  •  Bazı  ökaryotlarda  da  amitoz  görülür  

 (örneğin  Amip  ve  mayalarda)  

Amitoz  Bakterilerin  geneIk  malzemeleri  Ipik  olarak  tek  bir  dairesel  kromozomdan  oluşur.    Bakterilerde  zar  kaplı  bir  çekirdek  yoktur  ve  kromozom  Ipik  olarak  sitoplazmada  yer  alan,  nükleoit  olarak  adlandırılan  düzensiz  şekilli  bir  cismin  içinde  yer  alır.    NükleoiLe  DNA,  onunla  ilişkili  proteinler  ve  RNA  bulunur.    

Bakteri  Kromozomları  

12/8/15  

2  

• Genelde  her  bir  bakteri  için  sadece  bir  kromozom  bulunur  

• Her  hücre  kopyasında  bir  bakteriyal  kromozom  kopyası  bulunur  

•  Bakteriyal  kromozom  plazma  membrana  yapışıkQr  

•  Bakteriyal  kromozom  sirkular  yapıdadır  

Bakteri  Kromozomları   Mitoz  Hücre  Bölünmesi  

S

G2

G1

•  Hücre  döngüsünün  bir  aşamasıdır.  

•  Bu  evrede  bölünme  gercekleşir.  

MİTOZ BÖLÜNME 1. Karyokinez 2. Sitokinez

{

M (m

itoz)

Kromozom  nedir?  •  Hücrenin  geneIk  materyalini  bir    dizi  paketleme  işleminden  geçirdikten  sonra  oluşturduğu  en  sıkı  geneIk  yapıdır.  

•  Kromozom  oluşumundaki  amaç  replike  olmuş  geneIk  materyalin  oluşacak  iki  yavruya  eşit  dağıQlmasıdır.  

•  Kromozomlar  – İnsanda  23  çiT  bulunur  

– 22  otozomal  ve  bir  de  gonozom  kromozom  

– 2  takım  kromozoma  sahipIr  yani  (2n)  

Konuyla  İlgili  Bildiklerimiz  

KaryoIpleme  sonucu  gördüğümüz  her  kromozomun  kendine  ait  bir  boyama  düzeni  (kromozom  paterni)  vardır.  

KaryoApleme  

Bir  hücresel  kopya  yapmak  üzere  orjinal  kromozomların  replikasyonu  ve  bölünmesiyle  birbirinin  Qpa  Qp  aynısı  iki  yavru  hücre  oluşturma  sürecidir.    

Mitoz  

12/8/15  

3  

•  Kinetokor  :  Metefazda  İğ  ipliklerinin  mikrotubullere  bağlandığı  çok  proteinli  bir  kompleksIr.  

•  Sadece  bölünme  sırasında  görülen  kinetekor  proteinleri  kromozomun  kinetekor  tübüllere  sentromerinden  bağlanmasını  sağlar.  

Yoğunlaşmış,  replikasyon  olmuş  kromozomlar  önemli  yapılara  sahipAr:  

•  Sentromer:  Her  iki  kromaIdinin  birleşIği  noktadır  

•  Kinetokorlar  sentromerin  dış  taraYndadır.  

Sentromerler  

Miktotübüller Kromozomlar

Kardeş kromatidler Sentrozom

Kinetekor

Kinetekor tübülleri 0.5 µm 1 µm

Sentromerler  

Sentrozom

Sentrozomun  duplikasyonu  ve    MitoAk  iplikciğin  oluşumu  

 

G1 S G2 M G1

– MitoIk  iplikcikler  bir  çiT  sentriol  taraYndan  oluşturuluyor.  

– İki  kutup  arasında  çekilen  sentrioller  3  Ip  iplikcik  oluşturuyor.  

– Bunlardan  biri  kromozomlara  takılırken  diğeri  takılmıyor  

– Üçüncüsü  ise  sentriol  merkezinden  çevreye  doğru  gidiyor  

Sentrozomun  duplikasyonu  ve    MitoAk  iplikciğin  oluşumu  

 

Hücre  bölünmesi  boyunca  sentrozomda  ortaya  çıkan  değişiklikler  

G1 G1 G2 S Profaz

Profaz Metafaz Anafaz Telofaz Sentriol replikasyonu başlar Sentriol ayrışması

Sentrozom

Mitotik iğcik oluşumu

Aster Fibril

Polar Fibril

12/8/15  

4  

•  G1 evresinde iki sentriol

birbirinden biraz ayrılır •  S evresinde her sentriolün

yanında ona dik açı ile yeni bir sentriol büyümeye başlar

•  G2 evresinde yeni oluşan sentriolün büyümesi tamamlanır.

MitoAk  iğ  iplikciğin  oluşumu    Microtubule-­‐organizing  Center  (MTOC)  

İnterfaz hücresi

İnterfaz nükleusu

Sentrozomların ayrılması ve kromatin yoğunlaşması

Nükleer zarfın yıkılması Mitotik iğ oluşumu

Kinetekor mikrotübülleri

Polar mikrotübüller

Metafaz

Sentrozom ikilemesi

Nükleer zarfın yıkılması Mitotik iğ ipliğin oluşumu

Kinetekor mikrotübülleri

Polar mikrotübüller

Metafaz

MitoAk  iğ  iplikciğin  oluşumu    Microtubule-­‐organizing  Center  (MTOC)  

• Profaz sonunda

kutuplara doğru hareket etmeye başlar

• Metafazda ise mitoz iğ iplikciğinin kutuplarını oluşturur.

Profaz

Yıldız mikrotübüller

1.  Sentriollerin  merkezinden  perifere  yayılan  astral  (yıldızsı)  mikrotübüller.  

2.  İki  kutup  arasında  kesinIsiz  giden  kinetekor  mikrotübülleridir  ki  bunlara  kromozomlar  bağlanır.  

3.  Polar  mikrotübüller;  iki  kutup  arasına  gider  ve  kromozomların  çekilmesiyne  yardımcı  olur.  Bunlar  sentriolleri  içine  alan  Mikrotübül  organize  edici  merkez  (MTOC)  veya  bir  diğer  adıyla  sentrozom  taraYndan  üreIlir.  

Mikrotübüller  3  çeşiUr  

Eukaryotik kromozomun yapısı

Yıldızsı Fibriller Sentrozom etrafında,

sentrozomdan hücrenin periferine doğru uzanır

Astral  (Yıldızsı)  Mikrotübüller  

Kinetokor fibriller Sentrozomdan kinetokora

Kinetekor  Mikrotübüller  Polar fibriller de denir. Kutuplardan ekvatora

Polar  Mikrotübüller  

12/8/15  

5  

Kromozomun Hareket yönü

Mikrotübül Motor protein

Kromozom

kinetekor

Tübülin subüniteleri

Mikrotübülün  Kromozoma  bağlanması  

•  KromaIn  yoğunlaşır,  bu  şekilde  kromozomlar  görülmeye  başlar.  

•  Sentrozomlar  ayrılır,  nükleusun  karşı  kutuplarına  hareket  ederler.  

•  Sentrozomlar  mikrotübüllerden  oluşan  ve  mitoAk  iğ  iplikcikleri  olarak  adlandırılan  iki  kardeş  kromaIdi  ayırmak  için  yapıları  oluştururlar.  

•  Nükleolus  kaybolur  

Profaz  

Profaz  

Iki kardeş kromatid içeren Kromozom

•  Çekirdek  kılıY  yıkılır  

•  Kromozomlar  daha  da  yoğun  hale  gelir  

•  Kardeş  kromaIdlerin  bağlandığı  Sentromer  bölgesinde  kinetekor  şekillenir.    

•  Mikrotübüller  kinetekorlara  bağlanırlar.  

Prometafaz  

12/8/15  

6  

Prometafaz  Metafaz  

•  Kromozomlar sentromerleri ile iğ ipliklerine tutunarak hücrenin ekvator düzleminde tek sıra halinde dizilirler.

•  İğ iplikleri kardeş kromatitlere tutunur. Kromozomların en net görüldüğü safhadır.

Metafaz  

•  Her bir sentromerin ikiye bölünerek ayrılmasıyla iki kromatid de bir birinden ayrılır.

•  Her bir kromatid kutuplara doğru hareket eder.

•  Hücre mikrotübüller sebebiyle uzamaya başlar.

•  Anafaz evresi kardeş kromatitlerin zıt kutuplara ulaşmasıyla tamamlanır  

Anafaz  

Anafaz   Telofaz  

•  Profaz evresinde eriyen çekirdek zarı, çekirdekçik ve organeller yeniden oluşmaya başlar.

•  Kutuplara çekilen kromatitler çekirdek zarının içine girerler.

•  Kısa ve kalın kromozomlar uzayıp, incelerek kromatinleri oluşturmaya başlar.

•  Bu evreden sonra sitoplazma bölünmesi gerçekleşir ki profaz evresinden telefazı ayıran en önemli noktadır.

12/8/15  

7  

Telofaz   Sitoplazmanın Bölünmesi (SİTOKİNEZ)

Mikrofilamentlerin çember şeklinde daralması Yavru hücreler

•  Hayvan  hücreleri  sentriole  sahipken  bitki  hücrelerinde  yoktur  

•  Bitki  ve  hayvan  hücrelerinde  sitokinez  meydana  gelir  

•  Mitoz  bölünme  bitki  ve  hayvan  hücrelerinde  büyüme  ve  çoğalmayı  sağlar  

•  Bitki  hücreleri  sitokinez  sırasında  hücre  plakası  oluştururken  hayvan  hücreleri  oluşturmaz  

•  Mitoz  diploid  hücrelerden  yine  diploid  hücreler  meydana  geIrir  

Soğan  kök  hücrelerinde  MİTOZ  

MİTOZ  

İnterfaz Profaz Metafaz

Anafaz Erken Telefaz Telefaz

G2 interfaz Profaz Prometafaz Sentrozomlar (sentriol çiftli)

Kromatin (kopyalanmış)

Nükleus Nükleus

zarfı Plazma

membran İki kardeş kromatid

den oluşan kromozom çiftleri

Erken mitotik iplikcikler Sentromer

Kutup Kinetekor Mikrotübül

Polar tübüller Kinetekor Nüklear zarf

fragmanları

12/8/15  

8  

Metafaz Anafaz Telofaz ve sitokinez Metafaz ekseni

Yavru kromozomlar

Nüklear zarf şekilleniyor

Sitoplazma kasılıyor

Nükleolus şekilleniyor

İğ iplikler

Mitoz  Evresinin  ÖzeA  

Profaz: Kromatin yoğunlaşır. Sentrozomlar şekillenir.

Prometafaz: Nüklear membran yıkılır ve mikrotübüller şekillenir.

Metafaz: Kromozomlar orta kısımda sıralanırlar.

Anafaz: Mikrotübüller kısalır.

Telofaz: Nüklear membran şekillenir ve sitoplazma bölünmeye başlar.

Mayoz  Bölünme  Eşeyli üreme sadece ökaryotik organizmalarda

meydana gelir. •Eşem hücrelerinin (yumurta ve spermatazoon)

gelişimi sırasında kromozom sayısının yarıya indirilmesini sağlayan özel bir hücre bölünmesidir.

•Döllenme (fertilizasyon) sırasında iki eşem

hücresinin birleşmesiyle kromozom sayısı tekrar iki katına geri döner

Mayoz  Bölünme  •  Mitoz ve Mayoz bölünme hücre siklusunun M

fazında meydana gelen olaylardır. •  Mitoz bölünme vücut hücrelerinde mayoz

bölünme ise cinsiyet hücrelerinde gerçekleşir.

•  Mayoz bölünmenin AMACI: kromozom sayısını yarıya indirerek (n) fertilizasyonla beraber kromozom sayısının 2n’e çıkartılıp kromozom sayının nesiller boyunca sabit tutulmasını sağlamaktır.

Mayoz  Bölünme  sırasında  kromaAd  sayısı  ve  DNA  miktarı  

değişimleri.  

Mayoz  Bölünme  

Mayoz bölünmede genetik çeşitlilik sağlanır. Crossing Over olayı (mayoz bölünmeni profaz-1 evresinde) ile iki bireyin farklı özelliklerinin, farklı şekillerde bir araya gelmesiyle genetik çeşitliliği sağlar.

12/8/15  

9  

Mayozun  Fazları  Mayoz bölünme 2 ayrı bölünmeden oluşur. •I. Mayoz : Kromozom takımının yarıya inmesi

(homolog kromozomlar ayrılır). •II. Mayoz : I. Mayozu izleyen ekvatoryal bölünme

olarak da adlandırılır. Mitoz bölünmede olduğu gibi kromozomların kardeş kromatidleri farklı kutuplara giderek ilk oluşan her bir yavru hücreden 2 yeni yavru hücre daha meydana gelir. Sonuçta herbiri haploid sayıda kromozom taşıyan 4 yavru hücre meydana gelir.

MAYOZ MAYOZ 1 İnterfaz Profaz 1 Metafaz 1 Anafaz 1

Telofaz 1 MAYOZ 2 Profaz 2 Metafaz 2 Anafaz 2 Telofaz 2

Homolog Kromozomlar

Kiyazma Crossing Over’in gerçekleştiği noktalar “kiyazma”lardır.

Mitozla  Mayoz  Arasındaki  Farklar  •  Mitoz bölünme;

•  1. Tüm hücrelerde görülür. •  2. Mitozda bir bölünme olur. •  3. Ana hücre kadar kromozom sayısına sahip (2n-

diploid) iki oğul hücre meydana gelir. •  4. Mitozda, sinapsis, tetrat ve crossing-over yoktur. •  5. Metafazda eş kromozomlar (kromatitler) ekvator

düzleminde karşılıklı dizilir ve iğ ipliklerine tutunur. •  6. Anafazda eş kromozomlar kutuplara çekilir. •  7. Mitozda oluşan oğul hücrelerin kalıtımı aynıdır. •  8. Hücre, ömründe birkaç defa mitoza uğrayabilir.

Mitozla  Mayoz  Arasındaki  Farklar  •  Mayoz bölünme;

1. Yalnız eşey hücrelerinde görülür. 2. Mayozda iki bölünme birbirini takip eder. 3. Ana hücrenin yarı kromozom sayısına sahip (n- haploid) dört oğul hücre oluşur. 4. Profaz I de sinapsis, tetrat ve crossing-over görülür. 5. Metafaz I de homolog kromozomlar karşılıklı dizilir

ve iğ ipliklerine tutunur. 6. Anafaz I de homolog kromozomlar kutuplara çekilir. 7. Mayozda crossing-over sayesinde farklı kalıtıma

sahip oğul hücreler oluşur. 8. Eşey ana hücresi bir defa mayoza uğrar.

GAMETOGENEZ  

Eşey hücrelerinin (sperm ve yumurta) gonatlarda (testis ve yumurtalıkta) mayoz bölünme geçirerek ve olgunlaşarak oluşumu gametogenez olarak tanımlanabilir. Erkekte spermotogenez, kadında oogenez olarak isimlendirilir.

12/8/15  

10  

Oogenez  Oogenez: Ovaryum olarak bilinen özelleşmiş organlarda, bitkilerde gametofitte mitoz yoluyla hayvanlarda mayoz yoluyla ovum (yumurta hücresi) oluşum sürecidir.

Spermatogenez  Spermatogenez: gonad olarak bilinen özelleşmiş organlarda, bitkilerde mitoz yoluyla hayvanlarda mayoz yoluyla sperm oluşum sürecidir. Bölünmeden sonra hücreler sperm hücrelerini oluşturmak üzere farklılaşma geçirir.

Kaynaklar  1.  http://www.sci.sdsu.edu/class/bio100/Lectures/

Lect05/lect05.html

2.  http://quizlet.com/12860620/mitosis-and-meiosis-lecture-flash-cards/

3.  Hücre – Moleküler Yaklaşım- Üçinci baskı, Geoffey M. Cooper, Robert E. Hausman

4.  WormBook: http://www.wormbook.org/chapters/

Teşekkürler