İçerik
- TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
- Hücre Döngüsünün Aşamaları
- Fazlar ve Fazlar
- Profazda Nükleer Membran Dağılımı
- Metafazdaki Mil Ekvatoru
- Anaphase ve Telophase'de İki Çekirdek
- Hayvan ve Bitki Sitokinezi
- Hücre Döngüsü Düzenlemesi
Hücre bölünmesi bir organizmanın büyümesi ve sağlığı için hayati öneme sahiptir. Hemen hemen tüm hücreler hücre bölünmesine girer; Bazıları ömürlerinde birçok kez yapar. İnsan embriyosu gibi büyüyen bir organizma, bireysel organların boyutunu ve uzmanlığını arttırmak için hücre bölünmesini kullanır. Olgun organizmalar bile emekli yetişkin bir insan gibi, vücut dokusunu korumak ve onarmak için hücre bölünmesini kullanır. Hücre döngüsü, hücrelerin belirlenmiş işlerini yaptıkları, büyüdükleri ve bölündükleri ve daha sonra ortaya çıkan iki yeni hücreyle süreci yeniden başlatan süreci tarif eder. 19. yüzyılda, mikroskoptaki teknolojik gelişmeler bilim insanlarının tüm hücrelerin hücre bölünmesi süreci boyunca diğer hücrelerden ortaya çıktığını belirlemelerine olanak sağlamıştır. Bu, nihayetinde, hücrelerin mevcut maddeden kendiliğinden ürettiği daha önceki yaygın inancı ispatladı. Hücre döngüsü devam eden tüm yaşamdan sorumludur. Bir mağaradaki bir kayaya tutunan alg hücrelerinde veya kolunuzdaki cilt hücrelerinde olup olmadığına bakılmaksızın, adımlar aynıdır.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
Hücre bölünmesi bir organizmanın büyümesi ve sağlığı için hayati öneme sahiptir. Hücre döngüsü, hücre büyümesi ve bölünmesinin tekrar eden ritmidir. Fazlar ve fazlar arasındaki interfaz ve mitoz aşamalarından ve sitokinez sürecinden oluşur. Hücre döngüsü, mutasyonların oluşmadığından ve hücre büyümesinin, çevreleyen doku için sağlıklı olandan daha hızlı olmadığından emin olmak için her adımda kontrol noktalarındaki kimyasallar tarafından sıkı bir şekilde düzenlenir.
Hücre Döngüsünün Aşamaları
Hücre döngüsü esas olarak iki fazdan oluşur. İlk aşama, faz arasıdır. Araf sırasında, hücre G adlı üç alt fazda hücre bölünmesi için hazırlanıyor1 faz, S fazı ve G2 evre. Arafazın sonunda, hücre çekirdeğindeki kromozomların hepsi kopyalandı. Tüm bu aşamalar boyunca hücre aynı zamanda günlük fonksiyonları hakkında da devam ediyor. Interphase günler, haftalar, yıllar sürebilir - ve bazı durumlarda organizmanın ömrü boyunca sürebilir. Çoğu sinir hücresi G'yi asla terk etmez1 evrelerin aşaması, bu yüzden bilim adamları G isimli hücreler için özel bir sahne belirlediler.0. Bu aşama sinir hücreleri ve hücre bölünmesi sürecine girmeyecek diğer hücreler içindir. Bazen bunun nedeni sinir hücrelerinin veya kas hücrelerinin olduğu gibi basit olarak hazır olmadıklarına ya da tasarlanmadıklarına ve buna sessizlik hali denir. Diğer zamanlarda, onlar çok yaşlı veya hasarlıdır ve buna yaşlanma hali denir. Sinir hücreleri, hücre döngüsünden ayrı olduğundan, onlara verilen hasar, kırılmış bir kemiğin aksine, çoğunlukla tamir edilemezdir ve bu, omurga veya beyin yaralanmaları olan kişilerin genellikle kalıcı sakatlıklara sahip olmasının nedenidir.
Hücre döngüsünün ikinci fazına mitoz veya M fazı denir. Mitoz sırasında, çekirdek iki kopyaya bölünür, kopyalanan her kromozomun bir kopyası iki çekirdeğin her birine verilir. Dört aşamada mitoz vardır ve bunlar faz, metafaz, anafaz ve telopofazdır. Mitozun gerçekleştiği yaklaşık olarak aynı zamanda, neredeyse kendi fazı olan sitokinez olarak adlandırılan başka bir işlem gerçekleşir. Bu, hücrenin sitoplazmasının ve içindeki her şeyin ayrıldığı süreçtir. Bu şekilde, çekirdek ikiye bölündüğünde, çevresindeki hücrede her çekirdeğe gitmek için her şeyden iki tane vardır. Bölünme tamamlandığında, plazma zarı her yeni hücrenin etrafını kapatır ve iki yeni özdeş hücreyi birbirinden tamamen ayırarak kıstırır. Hemen, her iki hücre de tekrar fazın ilk aşamasındadır: G1.
Fazlar ve Fazlar
G,1 Boşluk aşaması 1 anlamına gelir. “Boşluk” terimi, bilim adamlarının mikroskop altında hücre bölünmesini keşfettiği ve mitotik aşamayı çok heyecan verici ve önemli bulduğu bir dönemden gelir. Tüm hücrelerin diğer hücrelerden geldiğinin kanıtı olarak çekirdeğin bölünmesini ve beraberindeki sitokinetik süreci gözlemlediler. Bununla birlikte, faz arası aşamaları statik ve inaktif görünüyordu. Bu nedenle, onları dinlenme dönemleri veya etkinlikteki boşluklar olarak düşünmüşlerdir. Gerçek şu ki, G1 - ve G2 fazın sonunda - hücrenin büyüklüğünde büyüdüğü ve organizmanın refahına ne şekilde “doğarsa” katıldığı hücre için canlı büyüme dönemleri. Düzenli hücresel görevlerine ek olarak, hücre proteinler ve ribonükleik asit (RNA) gibi moleküller oluşturur.
Hücrenin DNA'sı hasar görmemişse ve hücre yeterince büyüdüyse, S fazı adı verilen ikinci fazın ikinci aşamasına ilerler. Bu Sentez aşaması için kısa. Bu aşamada, adından da anlaşılacağı gibi, hücre sentezleyici molekülleri için büyük miktarda enerji ayırır. Spesifik olarak, hücre, DNA'sını kopyalar, kromozomlarını çoğaltır. İnsanların somatik hücrelerinde 46 kromozom vardır ve bunlar üreme hücresi olmayan hücrelerdir (sperm ve ova).46 kromozom, bir araya getirilen 23 homolog çift halinde düzenlenmiştir. Homolog bir çiftteki her kromozomun diğerine homologu denir. Kromozomlar S fazı sırasında çoğaltıldığında, kromatin adı verilen histon protein ipliklerinin etrafına çok sıkı sarılırlar, bu da çoğaltma işlemini DNA replikasyon hatalarına veya mutasyona karşı daha az eğilimli hale getirir. İki yeni özdeş kromozom şimdi her birine kromatid denir. Histonların iplikleri iki özdeş kromatiti birbirine bağlar, böylece bir tür X şekli oluştururlar. Bağlandıkları noktaya bir merkez denir. Ek olarak, kromatitler hala bir X kromat çifti çifti olan homologlarına birleştirilirler. Her bir kromatid çifti bir kromozom olarak adlandırılır; temel kural, asla bir centromere bağlı birden fazla kromozom bulunmamasıdır.
Arafın son aşaması G'dir.2, veya Gap aşaması 2. Bu aşamaya G ile aynı nedenlerle adı verildi.1. G sırasında olduğu gibi1 ve S evresi, hücre, faz boyunca tipik görevleri ile meşgul kalır, hatta interfaz çalışmasını bitirip mitoz için hazırlanır. Mitoz için hazırlamak üzere hücre, mitokondri ve kloroplastlarını (varsa) ayırır. Mikrotüpler adı verilen iğ liflerinin öncüllerini sentezlemeye başlar. Bunları, kromatid çiftlerinin sentromerlerini çekirdeğinde çoğaltarak ve istifleyerek yapar. Mil lifleri, kromozomların iki ayırıcı çekirdeğe ayrılması gerektiğinde mitoz sırasında nükleer bölünme işlemi için çok önemli olacaktır; Genetik mutasyonları önlemek için doğru kromozomların doğru çekirdeğe ulaştığını ve doğru homologla eşleşmiş kaldıklarından emin olmak önemlidir.
Profazda Nükleer Membran Dağılımı
Hücre döngüsünün fazları ile fazların ve mitozun alt fazları arasındaki ayrım işaretleri, bilim adamlarının hücre bölünmesi sürecini tanımlayabilmek için kullandıkları eserlerdir. Doğada, işlem akışkandır ve hiç bitmez. Mitozun ilk evresine faz denir. G'nin sonunda bulundukları durumda bulunan kromozomlarla başlar.2 sentromerlerin tutturduğu kardeş kromatitler ile çoğaltılmış olan, fazın interfaz aşaması. Faz sırasında, kromatin zinciri, kromozomların (yani her bir çift kardeş kromatid çifti) ışık mikroskobu altında görülebilmesini sağlayan yoğunlaşır. Santromerler, iğ fiberleri oluşturan mikro tüplere dönüşmeye devam eder. Fazın sonunda, nükleer membran bozulur ve iş mili lifleri hücrenin sitoplazması boyunca yapısal bir ağ oluşturmak için bağlanır. Kromozomlar şimdi sitoplazmada serbestçe yüzdüğü için, mil lifleri onları yüzen yollardan uzak tutan tek destektir.
Metafazdaki Mil Ekvatoru
Hücre, nükleer membran çözülür çözülmez metafaza geçer. İğ lifleri, kromozomları hücrenin ekvatoruna taşır. Bu düzlem, iş mili ekvatoru veya metafaz plakası olarak bilinir. Orada somut bir şey yok; bu, tüm kromozomların aynı hizada olduğu ve hücreyi nasıl görüntülediğinize veya hayal ettiğinize bağlı olarak hücreyi yatay veya dikey olarak ikiye bölen bir düzlemdir (bunun görsel olarak gösterilmesi için Kaynaklar'a bakınız). İnsanlarda, 46 santromer vardır ve her biri bir çift kromatid kız kardeşe bağlanır. Centromerlerin sayısı organizmaya bağlıdır. Her bir santromere iki iğ fiber bağlanır. İki iğ lifi, merkezden ayrıldıktan sonra birbirinden ayrılarak hücrenin zıt kutuplarındaki yapılara bağlanır.
Anaphase ve Telophase'de İki Çekirdek
Hücre, mitozun dört evresinin en kısa olan olan bir faza geçer. Kromozomları hücrenin kutuplarına bağlayan iğ lifleri kısalır ve ilgili kutuplarına doğru hareket eder. Bunu yaparken bağlı oldukları kromozomları ayırırlar. Santromerler ayrıca her iki kromatit kız kardeşi ile zıt bir direğe doğru ilerledikçe yarısı ikiye ayrılır. Her kromatidin artık kendi centromeri olduğundan, yine bir kromozom olarak adlandırılır. Bu arada, her iki kutuba da bağlı farklı iğ lifleri uzar, bu da hücrenin iki kutbu arasındaki mesafenin büyümesine neden olur, böylece hücre düzleşir ve uzar. Anafaz işlemi, öyle olur ki sonunda, hücrenin her bir tarafı, her bir kromozomun bir kopyasını içerir.
Telophase, mitozun dördüncü ve son aşamasıdır. Bu aşamada, replikasyon doğruluğunu arttırmak için yoğunlaştırılmış, çok sıkı bir şekilde paketlenmiş kromozomlar kendilerini çözerler. İğ lifleri çözülür ve endoplazmik retikulum adı verilen hücresel bir organel, her bir kromozom grubunun etrafında yeni nükleer membranlar sentezler. Bu, hücrenin şimdi her biri tam bir genom olan iki çekirdeğe sahip olduğu anlamına gelir. Mitoz tamamlandı.
Hayvan ve Bitki Sitokinezi
Şimdi çekirdeğin bölündüğü için, hücrenin geri kalanının da bölünmesi gerekir, böylece iki hücre parçalanabilir. Bu işlem sitokinez olarak bilinir. Mitozla birlikte ortaya çıkmasına rağmen, bu, mitozdan ayrı bir işlemdir. Hayvan hücrelerinde ve bitki hücrelerinde farklı şekilde olur, çünkü hayvan hücrelerinde sadece bir plazma hücresi zarı varsa, bitki hücrelerinde rijit hücre duvarı vardır. Her iki hücre türünde de, şimdi bir hücrede iki ayrı çekirdek vardır. Hayvan hücrelerinde, hücrenin orta noktasında kasılma bir halka oluşur. Bu, hücre çevresini tarayan, merkezdeki plazma zarını bir korse gibi sıkıştıran ve bölünme karması olarak bilinen şeyi yaratana kadar bir mikrofilament halkasıdır. Başka bir deyişle, kasılma halkası, hücrenin, tamamen iki ayrı hücreye sıkışıncaya kadar gittikçe daha belirgin hale gelen bir kum saati şeklini oluşturmasına neden olur. Bitki hücrelerinde Golgi kompleksi olarak adlandırılan bir organel, hücreyi iki çekirdek arasında bölen eksen boyunca zara bağlı sıvı cepleri olan vezikülleri oluşturur. Bu veziküller, hücre plakasını oluşturmak için gereken polisakaritleri içerir ve hücre plakası, sonunda bir zamanlar orijinal tek hücreyi barındıran, ancak şimdi iki hücreye ev sahipliği yapan hücre duvarı ile birleşir ve bunun bir parçası haline gelir.
Hücre Döngüsü Düzenlemesi
Hücre döngüsü, hücrenin içinde ve dışında belirli koşullar sağlanmadan ilerlememesini sağlamak için çok fazla düzenleme gerektirir. Bu düzenleme olmadan kontrolsüz bir genetik mutasyon, kontrol dışı hücre büyümesi (kanser) ve diğer problemler olacaktır. Hücre döngüsünün, işlemlerin doğru şekilde yapıldığından emin olmak için çok sayıda kontrol noktası vardır. Olmazlarsa onarımlar yapılır veya programlanmış hücre ölümü başlatılır. Hücre döngüsünün birincil kimyasal düzenleyicilerinden biri, sikline bağımlı kinazdır (CDK). Hücre döngüsünde farklı noktalarda çalışan bu molekülün farklı formları vardır. Örneğin, protein p53, hücredeki hasarlı DNA tarafından üretilir ve bu, G'deki CDK kompleksini devre dışı bırakacaktır.1/ S kontrol noktası, böylece hücrenin ilerlemesini durdurur.