Hücre Bölünmesi: Hayvanlarda Hücre Bölünmesi Üzerine Faydalı Notlar (2071 Kelime)

Hayvanlarda hücre bölünmesi süreci hakkında bilgi edinmek için bu makaleyi okuyun!

Tek bir hücre yavaş yavaş büyür ve difüzyon ve diğer fiziko-kimyasal işlemlerle çevreden beslenir. Hücre yeterince büyüdüğünde, hücre zarı ile çekirdek arasındaki mesafe, hücrenin difüzyonla beslenmesiyle karşılaşacak şekilde artar. Bu nedenle, hücrenin iki küçük kız hücreye bölünmesi, hücreye eşit beslenmeyi sağlamak için biyolojik bir gerekliliktir.

Resim Nezaket: edupic.net/Images/Mitosis/telophase_3D.png

Hücre bölünmesi için uyarıcı, RNA yoluyla protein makro moleküllerinin sentezini düzenleyen nükleer DNA genlerinden türetilmiştir. Chalone olarak bilinen kimyasal bir bileşik, normal dokuda lokal olarak tespit edilir ve hücre bölünmesini belirli bir aşamada engeller. Doku kısmen hasar gördüğünde, chalon seviyesi düşer ve hücreler normal hücre popülasyonu geri gelene kadar bölünürler.

Hücre bölünmesi doğrudan veya dolaylı olabilir.

Doğrudan Bölüm (Amitosis):

İşlem çok hızlı, birkaç dakika içinde tamamlandı. İlk başta, çekirdek ortada daralır, sonra bölünür ve ardından hücre sitoplazmasının bölünmesi izlenir (Şekil 3-1).

Muhtemelen, amitotik bölünme, hücreler patolojik olmadıkça memeli türlerinde yer almaz.

Dolaylı Bölüm:

Mitoz ve Meiosis olmak üzere iki tip sunar. Her iki hücre bölünmesi türünde de iki işlem söz konusudur: karyokinesis veya nükleer bölüm ve sitokinez veya sitoplazmik bölüm.

Mitoz:

En yaygın hücre bölünmesi yöntemidir ve tüm somatik hücrelerde ve olgunlaşmamış germ hücrelerinde görülür. İki kızak hücresi, kromozom sayısında ve genlerin ana hücrede olduğu gibi dağılımında aynıdır. Bu nedenle mitoz homotipik veya eşit bölünme olarak adlandırılır.

İşlemin tamamlanması yaklaşık 1 ila 2 _1/2 saat sürer. Mitoz simetrik veya asimetrik olabilir. Simetrik mitozda, kızı hücrelerin fonksiyonel potansiyelleri benzerdir. Bununla birlikte, asimetrik mitozda, bir tek hücreli hücre diğer hücreden daha farklıdır.

Bu, kayıtsız kök hücrelerden hücre farklılaşmasının temelidir. Hücre bölünmeden önce, ayrı ayrı kromozomların görünür olmadığı, aralarında çok uzun, dar yapılar halinde, sınırlarının altında kalmaları nedeniyle, interfaz olarak bilinen bir süre vardır. ışık mikroskobu çözünürlüğü. Arafaz sırasında, hücrenin çekirdeği bir nükleer zarfa sahiptir ve bir kromatin ipliği veya granülü ağı ve bir nükleol ağı içerir. DNA replikasyonu kromozomlarda gerçekleşir. Nükleer zarfın dışında iki çiftli merkezcil sitophasmada bulunur.

Mitoz, dört ardışık süreci içerir: faz, metafaz, anafaz ve telopaf. (Şekil 3-2)

Profaz:

Aşağıdaki özelliklerle karakterize edilir

(i) Tek tek kromozomlar ilk önce mikroskop altında uzun ince iplikler halinde görselleştirilir çünkü tüm uzunluk boyunca sıkıca sarılırlar. Her bir kromozom, boyuna merkezcil dışında iki kromatide bölünür.

(ii) İki eş merkezli merkez, akromatik milin sürekli mikrotüplerinin uzamasıyla birbirinden ayrılır ve çekirdeğin zıt kutuplarını işgal eder. Sürekli mikrotüpler merkezciller tarafından düzenlenir.

(iii) Daha sonra nükleer membran ve nükleolus kaybolur. Kromozomlar şimdi sürekli mikrotüplerin bir ağ örgüsüne dolaşmış durumda. Bu aşama metafaz olarak adlandırılabilir. Evrenin tamamlanması yaklaşık 1 1/2 saat sürer.

Metafaz:

Bu arada, her bir kromozomun centromere bölgesi bilateral disk benzeri bir kinokok sunar. Kinetokorlardan bir dizi kromozomal mikrotüp düzenlenir ve karşılıklı merkezlere doğru iki taraflı olarak uzanır. Kromozomal mikrotübüllerin büyümesi, ayrı ayrı kromozomların sentromerlerinin eşleştirilmiş kromatidleri ile milin ekvator düzlemini işgal etmelerini sağlar. Bu, metafazdaki aster oluşumunun klasik resmini temsil eder. Metafaz yaklaşık 20 dakika sürer.

Kolşisin, metafazdaki hücre bölünmesini durdurur, çünkü milin mikro tüplerinin oluşumunu önler ve organik olarak tubulin proteini ile birleştirir. Kolşisin ile muamele edilmiş metafazda (C-metafaz), kromozomların merkezcillerin etrafında toplandığı bulunmuştur. Kolşisinin hücre kültürüne uygulanması, karyotip çalışmalarında önemli bir araç olarak işlev görür.

anafaz:

Burada santromerler boyuna dökülmüş ve iki kromatit iki yeni kromozom oluşturmak üzere ayrılmıştır. İş mili lifleri büzdükçe, yeni oluşan her bir kromozom çifti, iş milinin karşı kutbuna ayrılır ve göç eder. Sonunda iki özdeş ve tam kromozom tamamlayıcısı oluşur. İki yeni kromozom oluşturmak için kromatitlerin ayrılması, kromozomların merkez bölgesi üzerine karşı merkezkaçlardan merkezkaç kuvvetleri uygulayan kromozomal mikrotübüllerin büzülmesi ile gerçekleşir. Eşzamanlı olarak, karşıt merkezlerin sürekli mikro tüpleri, bölünme hücresinin orta bölgesinde orta gövdeyi oluşturacak şekilde içe doğru hareket eder;

telofaz:

Bu bir yeniden yapılanma dönemidir. Kızın kromozomları yeni nükleer membranla sarılır ve nükleolus tekrar ortaya çıkar. Kromozomlar bozulmaz ve bireysel kimlikleri kaybolur. Son olarak, sitoplazma bölünür ve iki tam hücre oluşur.

Sitokinez sürecinde, bölünme karık, şimdi orta beden tarafından işgal edilen akromatik milin eski ekvator düzlemi etrafında gelişir. Muhtemelen, sitoplazmanın fibriller bileşenlerinin kasılması, klevajın saat-cam daralmasına yardımcı olur. Bazen orta gövdenin kalıntıları, tamamen ayrıldıktan sonra her bir kızın hücresinin hücre zarının altında küçük sitoplazmik yoğunlaşma olarak bulunur.

Hücre döngüsü:

Aynı tür hücreler hücre kültüründe büyütüldüğünde, tekrarlanan mitoz ile sürekli çoğalırlar. Afa ve mitoz içeren bir hücrenin bu siklik değişiklikleri hücre siklusu olarak bilinir. Evre, üç aşamadan oluşur (Şekil 3-3) -

(a) Mitozun tamamlanmasından hemen sonra hücrenin girdiği ve enzimleri, yapısal proteinleri ve diğer organelleri sentezlemek için metabolik olarak aktif hale geldiği G1 (Gap 1) aşaması;

(b) DNA'nın çoğalmasının, türlerin tüm genetik bilgilerini iletmek için gerçekleştiği S (Sentez) aşaması. Bu, yaklaşık 7 saatlik bir süreyi kapsar ve her bir kromozomun karakteristik x şeklindeki konfigürasyonunu veren iki kromatitin oluşmasına neden olur. Bir hücre S evresine girdiğinde mitozu tamamlamaya kendini adamıştır;

Vücut hücrelerinin bazıları, özel işlevler gerçekleştirmek için farklılaşma sürecinde, hücre döngüsünü terk eder ve S aşamasına girmez. Bu tür hücrelerin _GO aşamasında olduğu söylenir.

Vücut hücrelerinin kategorileri:

Vücut hücreleri üç genel kategoriye girer.

Kategori 1:

Doğum sonrası yaşamda bölünmeyen vücut hücrelerini içerir. Sinir hücreleri bu kategorinin klasik bir örneğidir. Yaş ilerledikçe sayıca giderek azalırlar. Bu nedenle sinir hücreleri hücre döngüsünden geçmez.

Kategori 2:

Bağırsak epiteli ve derinin epidermisi gibi uzmanlaşmış vücut hücrelerinin bazıları, vücut yüzeyinden aşınma ve yıpranma ve hücre ölümü nedeniyle sürekli olarak kaybolur. Kaybı yenilemek için, aynı türdeki yeni hücreler, bazı kök hücrelerden veya öncül hücrelerden mitoz tarafından sürekli olarak çoğaltılır. Böylece, ikinci kategoride, sürekli bir hücre popülasyonu durumu, hücre dönüşü işlemi ile korunur.

Kategori 3:

Bu kategoriye ait vücut hücrelerinin bazıları oldukça uzmandır ve genellikle bölünmezler. Uzun ömürlüdürler. Karaciğer hücreleri bu kategoriye örnektir. Karaciğerin üçte ikisi alındığında, uzman karaciğer hücreleri, karaciğerin orijinal hacmi geri kazanılana kadar değiştirilmiş koşullar altında mitoz geçirir.

Mayoz:

Meiosis, diploid bir ana hücreden haploid kız hücrelerini veren hücre bölünmesi işlemidir. Buna heterotipik bölünme denir ve sadece gametlerin olgunlaşması sırasında cinsiyet hücrelerinde görülür. İki ardışık bölümden oluşur (Şekil 3-4)

İlk Meiyotik Bölümü

Profaz:

Uzatılmıştır ve aşağıdaki beş aşamadan oluşur:

leptoten:

Bireysel kromozomlar, uzun ince dişler olarak görülebilir ve karakteristik boncuklu kromomerler, uzunlukları boyunca belirir. Her bir kromozomun bir ucu nükleer membrana bağlanır.

zigoten:

Homolog kromozomlar çiftler halinde düzenlenirler ve noktadan noktaya ilişki kurarlar. Bu işlem synapsis olarak bilinir. Çiftin bir üyesi anne, diğeri ise baba kökenlidir.

pakiten:

Her bir kromozom, boyuna merkezcil dışında iki kromatide bölünür. Bu nedenle dört kromatit yerine monte edilir. Bu fenomen, tetrad oluşumu olarak bilinir. Faz fazı boyunca kromozomlar boyunca spiral şeklinde ilerler.
uzunlukları; Böylece aşamalı olarak kısaltılır ve kalınlaştırılırlar.

diploten:

Bu aşamada, bir tetradın kardeş olmayan kromatidleri, kişiyi oluşturan bir veya daha fazla noktada birbirlerine geçer. Kromatitleri geçme noktasında bir enzim endonükleaz yardımı ile kırılır ve daha sonra başka bir enzim olan ligaz tarafından katalizlenen homolog kromozomların kardeş olmayan kromatidlerinin bir kısmı ile birleşir. Bu fenomen, çapraz geçiş olarak bilinir. Çapraz geçiş, genlerin sürekli olarak yeniden karıştırılmasına izin verir, böylece yeni ve bazen avantajlı kombinasyonlar meydana gelebilir. Bu, aynı ebeveynden gelen bireyler arasındaki kalıtsal çeşitliliğin yapısal temelini oluşturur.

diakinesis:

Şimdi homolog centromeres ayrılır ve çözüldükten sonra kromozomlar ayrılır. Bu sırada nükleer membran ve nükleolus kaybolur.

Metafaz I:

Çapraz geçtikten sonra, homolog kromozom çiftleri, milin ekvatoral düzleminde hizalanır.

1. Aşama:

Centomerler bölünmezler ve homolog kromozom çiftleri birbirlerinden ayrılırlar ve kromatid çiftlerini taşıyan milin karşı kutuplarına taşınırlar.

Telophase I:

(i) İki kızak hücresinden her biri, orijinal kromozom sayısının (haploid) yarısını gösterir. İlk mayotik bölünme bazen bir redüksiyon bölünmesi olarak da adlandırılır;

(ii) Çaprazlama nedeniyle genetik materyalin yeniden dağıtılması vardır.

İkinci Meiyotik Bölümü:

Birinci bölümün kız hücrelerinin her biri Metafaz II'ye doğrudan girer ve kromozomlar, iş milinin yeni ekvatoral düzlemlerinde hizalanır. DNA replikasyonu, birinci ve ikinci mayotik bölünme arasında gerçekleşmez.

II. Aşama:

Santromerler bölünür ve kromatitler, iş milinin zıt kutuplarına göç eden yeni kromozomlar oluşturmak için ayrılır.

Telophase II:

Her biri haploid kromozom içeren iki birinci birinci mayotik bölünme hücresinden dört gamet oluşur. Bu, DNA molekülünün tipik çift sarmal modelini eski haline getirmek için bir polinükleotid dizisinin sentezi ile ilişkilidir. İkinci mayotik bölünme, halihazırda azaltılmış birincinin eşit bir bölümüdür.

Mayozda özellikleri:

(a) Mitozun aksine, kromomerlerin ortaya çıkması ve homolog kromozomların eşleşmesi formundaki eşleşmesi, ilk mayotik bölümün erken zaman diliminde gözlenir.

(b) Dört kromatit arasında, geç fazlarda, homolog segmentlerin üzerinden geçmek bir yeniliktir. Geçiş, genlerin sürekli olarak değiştirilmesine izin verir, böylece yeni ve bazen avantajlı kombinasyonlar ortaya çıkabilir.

(d) II. Aşama'da, santromerler bölünür ve bu haploid kromozom sayısını korur. Dört haploid hücre, diplomalı bir grand-anne hücreden oluşur. Bu mayotik ürünler daha sonra fonksiyonel gamet-spermatozoa ve ovaya dönüşür.

(e) Mayozdaki azaltma bölünmesi bir gerekliliktir, çünkü ovum sperm tarafından döllendiğinde, elde edilen zigot diploid türler için sabit olan diploid sayıda kromozom sunar.

(f) Oogenezde mayoz I, intra uterin yaşamdaki primer oosit ile başlar ve yumurtlamadan hemen önce tamamlanır. Yumurtlamadan sonra sekonder oosit, sadece döllenme gerçekleştiğinde olgun bir yumurta oluşturmak için Meiosis II'yi tamamlar. Bu sadece Meiosis'in tamamlanmasının tamamlanması için yaklaşık 15 ila 45 yıl süren insanlıktaki bir örnek. Yaşlı kadınlarda bu kadar uzun süreli mayoz oluşması gametogenezde bir ayrılma faktörü olabilir.

Bir primer oosit (diploid) genellikle iki ardışık bölünmeden sonra bir olgun ovuma (haploid) yol açar. Diğer haploid kızı, biyolojik olarak etkisiz olan iki veya üç kutuplu cisim hücresinden, asgari miktarda sitoplazmaya sahip olduklarından hücreleri.

(g) Ergenlikte spermatogenez yer alır ve bir primer spermatocyte (diploid), iki ardışık meiotik bölünmeden sonra dört aktif haploid spermatozoaya neden olur.

(h) Mayozun ana özellikleri şunlardır:

ben. Meiosis I ve Meiosis II arasında DNA replikasyonu yoktur.

ii. Genetik materyallerin homolog kromozomlar arasında değişimi Meiosis I'de gerçekleşir.

iii. Mayozun tüm süreci saatler yerine yıllar alabilir.