HÜCRE BÖLÜNMESİ VE KALITIM Yrd. Doç. Dr. Sevda HASTAOĞLU ÖRGEN

1. HÜCRE BÖLÜNMESİ VE KALITIMYrd. Doç. Dr. Sevda HASTAOĞLU ÖRGEN

2. Vücudun yenilenmesi ve onarımı Çekirdek/ sitoplazma oranı Hormonlar Hacim/ yüzey Oranı

3. a) Hacim-yüzey oranı: HERTWIG,1980 Hücre büyüklükbakımından belirli bir sınıra ulaştığı zaman, kuramsal olarak ikiye bölünmesi gerektiği fikrini ortaya atmıştır. Hücrede 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.

4. b) Sitoplazma-çekirdek oranı: Büyüyen hücrede sitoplazma oranı arttığından ve çekirdeğin etki alanı sınırlı olduğundan bu durum hücreyi ölüme sürükleyebilir, dolayısıyla hücreyi bölünmeye zorlar.

5. Hücre bölünmeleri • Prokaryotik canlılar ikiye (binaryfisyonla) bölünerek çoğalırken, • Ökaryotik hücreler başlıca üç yolla bölünürler; Endomitoz Bölünme Mitoz Bölünme Mayoz bölünme

6. MİTOZ Tüm hücrelerde görülen ve bir hücreden iki hücre oluşturan bölünme şekline mitoz bölünme denir.

7. MİTOZ BÖLÜNME • Mitoz bölünme : • Bütün canlılarda görülür. • Bölünme sonucu oluşan iki hücre aynı kalıtsal yapıya sahiptir ve birbirinin tıpa tıp aynısıdır. • Yaşam boyu devam eder. • Bölünme sonucu oluşan hücrelerin kromozom sayısı değişmez, sabit kalır. • Tek hücrelilerde çoğalmayı, çok hücrelilerde büyümeyi, gelişmeyi, yıpranan dokuların onarılmasını ve ölen hücrelerin yerine yenilerinin yapılmasını sağlar. • Tür içinde çeşitlilik oluşturmadan türün devamını sağlar. • Kazanılmış karakterlerin korunmasını sağlar.

8. Somatik Hücrede Bölünmenin Aşamaları : Somatik hücre bölünmesi, birbirini takip eden hazırlık dönemi (interfaz), çekirdek bölünmesi ve sitoplâzma bölünmesi olarak üç aşamada gerçekleşir. • İnterfaz : Hücre bölünmeye başlamadan önce iki mitoz bölünme arasında bölünmeye hazırlık dönemi geçirir. Bu döneme interfaz denir. İnterfaz safhası, mitoz bölünmenin safhalarından değildir. Bölünmeye hazırlık döneminde (İnterfaz) : • Hücre büyür ve bölünme büyüklüğüne ulaşır. • Hücredeki kalıtsal madde iki katına çıkar, • Yaşamsal faaliyetler hızlanır. • Sentrozom kendini eşleyerek Sentriolleri oluşturur.

9. Çekirdek Bölünmesi (Karyokinez) ve Stoplazma Bölünmesi (Sitokinez) : • Hücredeki, canlının kalıtsal özelliklerini taşıyan kalıtsal yapının yani kromozomların ikiye ayrılmasını sağlayan bölünmeye çekirdek bölünmesi denir. • Çekirdek bölünmesi bitki ve hayvan hücrelerinde aynı şekilde gerçekleşir. • Çekirdek bölünmesi birbirini takip eden profaz, metafaz, anafaz, telofaz olmak üzere dört safhada gerçekleşir. • Telefozdan hemen sonra veya daha önce stoplazmanında bölünmeye başladığı görülür. Bu olaya sitokinez adı verilir. Sitokinez ile stoplazmanın iki ayrı parçaya bölünmesi sağlanır.

10. I. Safha (Profaz) : Mitoz bölünmenin en uzun safhasıdır. • Kromatin iplikler kısalıp kalınlaşarak kromozomları oluştururlar. • Sentrioller zıt kutuplara çekilmeye başlar aralarında iğ ipliklerini ve hücre çeperine doğru aster ipliklerini oluşturmaya başlar. • Kromatitlerin birbirlerine bağlandığı noktaya sentromer denir. • Çekirdek zarı ve çekirdekçik eriyerek kaybolur.

11. ll - Safha (II-Metafaz) : Profazın 30-60 dk sürmesine karşılık bu evre 2-6 dk sürer. • Kromozomlar, sentromerlerinden iğ ipliklerine tutunur ve hücrenin ekvator düzleminde tek sıra halinde dizilirler. • Erimeye başlayan çekirdek zarı ve çekirdekçik kaybolur. • Sentrozomlar zıt kutuplara çekilerek iğ ipliklerini oluştururlar. İğ iplikleri sentromer bölgelerinden kromozomlara bağlanmıştır.

12. III - Safha (III-Anafaz) : Metafaza göre anafaz çok daha kısa sürer ve birkaç dakikada tamamlanır. • Sentromer bölgelerinden birbirine tutunmuş olan kardeş kromatitler birbirlerinden ayrılarak zıt kutuplara doğru çekilir. Bu çekme işlemini iğ iplikleri gerçekleştirir. Kardeş kromozomlar kutuplara ulaştığı anda anafaz bitmiştir.

13. IV. Safha (IV-Telofaz) : Profazın tam tersi şeklinde gerçekleşir. Zıt kutuplara çekilen kromozomlar incelip uzayarak kromatin iplikleri oluşturur. Sitoplâzma bölünmesi başlar. İğ iplikleri kaybolur. Çekirdek zarı ve çekirdekçik oluşur. Çekirdek bölünmesi tamamlanır ve aynı kalıtsal bilgiye sahip yani aynı kromozomlara sahip iki çekirdek oluşur.

15. EŞEYSİZ ÜREME • Tek bir bireyden çeşitli yollarla yeni yavruların oluşturulmasına eşeysiz üreme denir. • Oluşan bireyler birbirleriyle ve ana canlı ile aynı kalıtsal özellik taşır.Eşeysiz üremeyi sağlayan temel olay Mitoz bölünmedir. Eşeysiz üreme • Kazanılmış karakterlerin korunmasını sağlar. • Kalıtsal çeşitliliği sağlamaz. • Adaptasyonu ise kolaylaştırmaz

16. Eşeysiz üreme şekilleri • Bölünerek çoğalma: Bakterilerde , mavi yeşil alglerde ve bütün ökaryotik tek hücrelilerde görülür. Bölünme mitoz veya amitoz ile gerçekleştirilir. • Enine veya boyuna gerçekleşir. En hızlı üreme biçimidir. Paremecium enine öglena boyuna bölünür.

17. Tomurcuklanma : Maya mantarlarında,Hidrada ve bazı çiçeksiz bitkilerde görülür. • Ana canlıda oluşan bir çıkıntıdan yeni bir bireyin meydana gelmesidir.

18. Sporla üreme : Tek hücrelilerden plazmodyumda ,mantarlarda ve çiçeksiz bitkilerin tamamında gerçekleşir. • Kara yosunları ve eğreltilerde sporlar,(2n) kromozomlu ana canlıdan mayoz ürünü olarak oluşurlar.

19. Vejetatif Üreme : Ana canlıdan düzenli veya düzensiz olarak ayrılan parçalar eksik kısımlarını tamamlayarak yeni bireyler meydana getirirler. • a-)Rejenarasyon : Eksik kısımların yenilenmesi anlamına gelir.Ayrıca kopan bir parçadan yeni bireylerde meydana gelebilir. • Planarya, Deniz yıldızı, Toprak solucanında görülür. • Kertenkelenin kopan kuyruğunun yenilenmesi , İnsanda dil ve karaciğer gibi organlar eksik kısımların çoğunu tamamlarlar. • Kuşlar ve memelilerde ancak yaralar kapanabilmektedir

20. b-)Çelikle üreme : Çiçekli bitkilerin kopan ve eksilen dalları uygun ortam bulunca kök ve yaprak oluşturarak yeni bitkiyi meydana getirir. • Kavak,söğüt,çekirdeksiz üzüm,soğanların ( rizomlu ) küçük kök’le üremesi, çileklerin sürünücü gövde ile çoğalması.

21. c-)Soğan ve yumru ile üreme : Toprak altı gövdesi üzerindeki düğümlerden genç bitkilerin gelişmesi. (Patatesin yumru şeklindeki toprak altı gövdesinden üremesi)

22. d-)Sürünücü gövde ile üreme :Çilek bitkisinin sürünücü gövde­lerinin üzerindeki düğümlerden yeni çileklerin oluşması

23. KALITIM • Genetik : Ana babalar ve oğul döller arasındaki benzerlik ve farklılıkları açıklayan ,bunların nesilden nesile nasıl geçtiğini açıklayan bilim dalıdır. • Homolog kromozom : Biri anadan ,diğeri babadan gelen benzer yapıdaki iki kromozomun her birine denir. • Gen : Bir özelliği kontrol eden ve yavru döle aktarılmasını sağlayan kalıtsal birime gen denir. • Alel gen : Homolog kromozomlarda karşılıklı yer alan,bir karakter üzerine aynı veya zıt yönde etki eden gen çiftine denir.

25. Genotip : Bir canlının sahip olduğu genlerin toplamıdır. Genotip canlıda mutasyon olmadıkça değişmez. • Fenotip : Bir canlının belirli yaş ve çevredeki dış görünüşüdür. • Monohibrit : Tek gen veya özel gen bakımından farklı iki bireyin çaprazlaştırılması ile elde edilen meleze monohibrit denir. • Kendileşme : Kendi kendini dölleme , tohum taslağının aynı çiçekten veya aynı bitkinin başka çiçeğinden gelen erkek gametle döllemesidir.

26. MENDEL VE UYGULAMALARI • Melezleme : Fenotipleri farklı canlının eşleştirilmesi denir. Meydana gelen birey melez adını alır. • 1.İzotipi ve benzerlik kanunu:Farklı karekterlere sahip iki homozigotun çaprazlaştırılması ile oluşan bireyler birbirinin aynıdır. Dominantlık varsa F1 dölünde fenotip ve genotip aynı olur. • 2.Ayrılık veya dominantlık kanunu :Melezler kendi aralarında veya benzerleri ile çaprazlandığında elde edilen F2 dölünde ,ana ve babadan almış oldukları özellikler belli oranda ortaya çıkar. • 3.Bağımsızlık kanunu :İki veya daha fazla özelliğe sahip farklı melezlerin çaprazlaştırılması ile ana baba karekterleri yavrulara tesadüfe bağlı geçerler. Bu kanunda her bir karakterin ortaya çıkışı şansa bağlıdır. Farklı kromozomlardaki genler için geçerlidir.

27. A a A a a A Homozigot (AA) Heterezigot (Aa) Homozigot (aa) • Monohibrit (Bir karekterli) çaprazlama : • Tek karakter bakımından yapılan çaprazlamadır. • Homozigot dominant = AA • Homozigot resesif = aa • Heterozigot = Aa

28. P :♀ AA X AA ♂ G: A A A A F₁: AA Homozigot dominant • Örnek : bir karekter bakımından homozigot dominant bir anne ile homozigot dominant babanın çaprazlaması sonucu F₁ neslinde oluşan bireylerin genetik yapısı nedir bulunuz. • Çözüm : Anne : AA Baba : AA

29. P :♀ aa X aa ♂ G: a a a a F₁: aa Homozigot resesif • Örnek : bir karekter bakımından homozigot resesif bir anne ile homozigot resesif babanın çaprazlaması sonucu F₁ neslinde oluşan bireylerin genetik yapısı nedir bulunuz. • Çözüm : Anne : aa Baba : aa

30. P :♀ AA X aa ♂ G: A A a a F₁: Aa Heterozigot • Örnek : bir karekter bakımından homozigot dominant bir anne ile homozigot resesif babanın çaprazlaması sonucu F₁ neslinde oluşan bireylerin genetik yapısı nedir bulunuz. • Çözüm : Anne : AA Baba : aa

31. P :♀ Aa X Aa ♂ G: A a A a F₁: AAAa Aaaa Homozigot dominant Heterozigot dominant Homozigot resesif • Örnek : bir karekter bakımından heterozigot bir anne ile heterozigot babanın çaprazlaması sonucu F₁ neslinde oluşan bireylerin genetik yapısı nedir bulunuz. • Çözüm : Anne : Aa Baba : Aa Fenotip : 3 dominant 1 resesif Genotip: 1 Homozigot dominant, 2 Heterozigot dominant , 1 Homozigot resesif

32. P :♀ Aa X aa ♂ G: F₁: Aa Aaaa aa A a a a Heterozigot dominant Homozigot resesif • Örnek : bir karekter bakımından heterozigot bir anne ile homozigot resesif babanın çaprazlaması sonucu F₁ neslinde oluşan bireylerin genetik yapısı nedir bulunuz. • Çözüm : Anne : Aa Baba : aa Fenotip : 2 dominant Heterozigot 2 Homozigot resesif Genotip: 2 Heterozigot dominant , 2 Homozigot resesif

33. EKSİK BASKINLIK • Eşit kuvvete sahip iki gen çaprazlandığında meydana gelen döl ana-babanın birinin özelliğini göstermez, ikisinin arasında bir özellik gösterir. • Eksik baskınlıkta fenotip ayrışım oranı F2’de 1:2:1 ‘dir. F1’de tümü ara renkde olur. • Eksik baskınlık , insanların kan gruplarında , akşam sefası bitkisinde , Endülüs tavuğundaat,sığır ve benzeri hayvanlarda görülür.

34. Örnek :Kırmızı çiçekli akşam sefası bitkisi ile beyaz çiçekli akşam sefası bitkisinin çaprazlaması sonucu F₁ neslinde oluşan bireylerin hepsi pembe çiçekli F₁ neslinin kendileşmesi ile oluşan bireylerin genetik yapısı nedir bulunuz ? • Çözüm : P :♀ KK X BB ♂ G: G: F₁:♀ KB X KB ♂ G: F₁: KB Heterozigot pembe renkli çiçek F₂: KK KB KBBB B B K B K K B K Heterozigot pembe renkli çiçek Homozigot kırmızı renkli çiçek Homozigot beyaz renkli çiçek ♀ : KK ♂ : BB

35. İnsanda kan grupları • Canlının bir özelliğini etkileyen gen sayısının ikiden fazla olmasına çok alellilikdenir. Yalnız her bireyde bu Alellerden iki tane bulunur. Çünkü gametlerde bir tanesi taşınır. • İnsanlarda ‘A, B, 0 ve AB’ kan gruplarını oluşturan genlerdir. Kan grupları başlıca 3 alel gen tarafından kontrol edilir. Alellerden ‘A, B’ genleri baskın ,’0’ geni ise çekiniktir. İnsanlarda kan gruplarında Eksik baskınlıkta vardır. • A genini taşıyan insanların alyuvarlarının yüzeyinde bir çeşit protein olan A antijen, B genini taşıyan alyuvarların yüzeyinde ise B antijeni oluşur. 0 genini taşıyan alyuvarların yüzeyinde ise hiçbir antijen bulunmaz. • Birbirine baskın olmayan A ve B genlerini birlikte taşıyanların alyuvarları yüzeyinde ise A ve B antijeni birlikte oluşur. • İnsanlardaki kan nakillerinde vericinin antijenine, alıcının antikoruna bakılır.

36. Antijen ; Alyuvarların zarında bulunan ve ait olduğu kan grubunu belirleyen özel proteinlere denir. • Antikor; Kan plazmasında bulunup farklı kan grubundan gelen antijenleri çökelten proteinlere denir.

37. O O A A B B AB AB • Alyuvarları yüzeyinde hiç antijen bulunmadığı için 0 diğer gruplara kan verebilir.Yani 0 genel vericidir. • AB kan grubu plazmasında hiç antijen bulundurmadığı için diğer tüm gruplardan kan alabilir. AB genel alıcıdır.

38. İnsanlardaki Rh faktörü biri baskın R ,diğeri çekinik r diye adlandırılan iki alel gen tarafından kontrol edilir.Rh antijeni varsa Rh+ yoksa Rh- dir. • Kan uyuşmazlığı • Anne rr (Rh-) baba Rr (Rh+) çocuk % 50 kan uyuşmazlığı olma ihtimali var. Anne rr ,baba RR ise çocuk % 100 kan uyuşmazlığı görülür. • Anne kanı ile fetüs kanı normal olarak karışmaz ancak birinci doğumda yırtılan plasentadan anneye gecen çocuk kanı ikinci çocukta bozukluklara neden olabilir. • Çocukta bulunan Rh+ karşı anne antikor sentezler. Eritroblastosis fetalis (Kan uyuşmazlığı) denir.

39. Genler ve Kromozomlar : • Kromozom incelendiğinde , Diploit (2n) kromozomlu canlıların hemen hepsinde 2 çeşit kromozom bulunduğu görülmüştür. • Bunlar vücut kromozomu (somatik yada otozom)ve eşey ( gonozom ) kromozomudur. • Vücut Kromozomu : • Genelde canlıların vücut hücrelerinde 2n çift kromozom bulunur. kromozomlar bir çok özellik bakımından benzer oldukları için homolog kromozom adını alırlar. • Eşey kromozomu : • Bütün diploit hücrelerde bir çift gonozom vardır.Bu kromozomlar canlının cinsiyetini belirlediği için gonozom adını alırlar. erkeklerde = XY dişilerde = XX • Aynı kromozom üzerinde bulunan genlere bağlı genler denir.Fakat yapılan araştırmalar bir kromozom üzerindeki genlerin daima birlikte kalıtılmadığı , homolog kromozomlar arasında parça alış verişi saptanmış buna da krosingover denmiştir.

42. Otozomal kromozomlarda kalıtım • A-Otozomal kromozomlarda resesif kalıtım • Otozomal resesif kalıtımda hastalık veya özellik gösteren bireyler aagenotip'indedir. • Hasta bireylere aa yazılır. • Sağlam bireylere AA veya Aa yazılır. • B-Otozomal kromozomlarda dominant kalıtım • Otozomal dominant kalıtımda hastalık veya özellik gösteren bireyler AA veya Aagenotip'indedir. • Hasta bireylere AA veya Aa yazılır. • Sağlam bireylere aa yazılır.

43. Gonozomal kromozomlarda kalıtım • A- X kromozomunda resesif kalıtım • X kromozomunda resesif kalıtımda hastalık veya özellik gösteren bireyler veya genotip'indedir. • Hasta bireylere veya yazılır. • Sağlam bireylere veya yazılır. • B- X kromozomunda dominant kalıtım • Otozomal dominant kalıtımda hastalık veya özellik gösteren bireyler veya genotip'indedir. • Hasta bireylere veya yazılır. • Sağlam bireylere veya yazılır.

44. İnsanda X kromozomuna bağlı kalıtım : • Buna örnek renk körlüğü, anemi ve hemofilidir. • Renk körlüğü : X kromozomu üzerinde bulunan resesif bir gen tarafından kontrol edilir. • Hemofili: Kanın pıhtılaşmaması durumudur.X kromozomu üzerinde bulunan çekinik bir gen tarafında kontrol edilir. • Orak Hücre Anemi : Alyuvarların orak şeklini almasıdır. çekinik bir gen tarafında kontrol edilir. • İnsanda Y kromozomuna bağlı kalıtım : • Balık pulluluk : Balık pulunu andıran deri yapısına sahip insanlardır. • Yapışık parmaklılık : Erkeklerde ikinci ve üçüncü ayak parmakları ördeklerde olduğu gibi bir zar ile birbirine bağlanmıştır. • Kulak kılı : Kulağın kenarında uzun kıllar bulunmasıdır.

46. Ayrılmama kuralı : • Mayoz bölünme sırasında homolog kromozomlardan bazıları birbirlerinden ayrılmazlar. Sonuçta hücrede aynı tip kromozomdan iki tane bulunur, diğerinde hiç yoktur. Bu olaya ayrılmamadenir. • Otozomal kromozomlarda ayrılmama olayı : Otozomlarda ayrılmama olayı kromozomlardan bir çiftinin ayrılmaması ile 24 kromozomlu ve 22 kromozomlu yumurtalar oluşur. 24 kromozomlu yumurtalar ,23 kromozomlu normal sperm ile döllendiği zaman 47 kromozomlu dişi yada erkek meydana gelir bunlara mongol(Down sendromu) denir. • Eşey kromozomlarında ayrılmama olayı : Mayoz bölünme sırasında gonozomlardaki XX kromozomlarının ayrılmaması olayıdır. (22+XX ve 22+00) gametleri oluşur. • Süper dişi 44+XXX=47 • Klinifelter sendromu 44+XXY =47 • Turner hastalığı (dişi) 44+X0 = 45 • Kromozomların ayrılmama olayı ikinci mayoz sırasındada ortaya çıkabilir.

47. Down SendromuDown sendromlu kişiler geniş elli, kısa parmaklı, tıknaz vücutlulardır ve bu bireylerde zeka geriliği görülür.

48. Akraba Evliliği Aralarında kan bağı bulunan kişilerin evlenmesidir. Akraba evlilikleri yapan ailelerde genetik hastalıklar daha çok görülür.

49. MAYOZ BÖLÜNME • Yalnızca diploit kromozomlu eşey ana hücrelerinde görülür. • Mitoz bölünmeden farklı olarak ard arda iki bölünmeden oluşur. • Eşeyli üremenin temelini oluşturur. • Çeşitliliğe olanak sağlar. • Evrimleşmede önemli rol oynar. • Kazanılmış karakterlerin korunmasında rol oynamaz. • Mayoz bölünme sonucunda birbirinden ve ana hücreden farklı 4 yeni hücre oluşur.

50. Mayoz Bölünmenin Aşamaları : • B. MAYOZ I BÖLÜNMESİ • İnterfaz : • Hücre bölünmeye başlamadan önce bölünmeye hazırlık dönemi geçirir. Bu döneme interfaz denir. • İnterfaz safhası, yalnız 1. mayoz bölünmede görülür. • Bölünmeye hazırlık döneminde (İnterfaz) : • Hücre büyür ve bölünme büyüklüğüne ulaşır. • Hücredeki kalıtsal madde iki katına çıkar, • Yaşamsal faaliyetler hızlanır. • Sentrozom kendini eşleyerek Sentriolleri oluşturur.