Tıbbi Biyoloji: Hücre Döngüsü ve Bölünme

Tıbbi Biyoloji: Hücre Döngüsü ve Hücre Bölünmesi

• Hücre döngüsü, hücre bölünmesini içerir.
• Hücre bölünmesi, mitoz, amitoz ve mayoz olmak üzere 3 tipe ayrılır.
• Tek hücreli canlılarda üremeyi sağlar.
• Çok hücreli canlılarda büyüme, gelişme, onarım ve üremeyi sağlar.
• Hücre bölünmesi, DNA'nın (kromozomun) kendisini eşlemesi ve sitoplazmanın bölünmesinden oluşur.

Hücreler Neden Bölünür?

• Hücrelerin büyümesi, gelişmesi, onarımı ve üreme için bölünmesi gerekir.
• Büyüyen canlıların bedenleri çoğalarak daha büyük olur.

Canlılarda Hücre Bölünmesinin Esasları

• Hücre bölünmesi (mitoz, amitoz, mayoz)
• Prokaryot ve ökaryot hücrelerde benzerlikler olmakla birlikte bazı farklılıklar gösterir.
• Tek hücreli canlılarda üreme görevi görür.
• Çok hücreli canlılarda büyüme, gelişme, onarım görevi görür.

2001 Nobel Tıp Ödülü: Hücre Döngüsü

• Lee Hartwell
• Paul Nurse
• Tim Hunt
• Araştırma konusunun ökaryotlarda hücre döngüsünü düzenleyen moleküllerin genetik olarak tanımlanması ve biyokimyasal keşifidir.

Mitoz Bölünmenin Genel Özellikleri

• Tek ve çok hücreli canlılarda ve insanda görülür.
• Ana hücrenin kalıtsal kopyası olan, iki yavru hücreye dönüşür.
• DNA nitelik ve niceliğinin değişmemesini sağlar (kromozom sayısı korunur).

Prokaryotlarda Hücre Bölünmesi

• Ökaryotlara göre daha hızlıdır.
• Echerichia coli bakterisi yaklaşık 20-30 dakikada hücre bölünmesi tamamlar.
• DNA replikasyonu sırasında kromozomların kısalıp yoğunlaşarak kromozom denen yapıların oluşumu ve ikiye bölünmesi gözlenmez.

Bakteri Hücresinin Mitoz Bölünmeyle Çoğalması

• Tek halkasal DNA iki katına çıkar.
• Sitoplazmanın bölünmesi ile iki bakteri hücresi oluşarak üreme gerçekleşir.

Tek Hücreli-Ökaryotlarda Mitoz

• Tek hücreli ökaryotik canlılarda mitoza örnek olarak amip, öglena ve terliksi hayvanlar verilebilir.
• DNA'nın iki katına çıkması ama çekirdek zarının tam kaybolmaması (Gizli mitoz/Amitoz)

Önemli Notlar:

• Basit yapılı ökaryotlarda mitoz gizli mitoz/amitoz olabilir.
• Bakterilerde mitoz yerine amitoz bölünme gerçekleşir.
• İnsan ve diğer yüksek organizasyonlu canlılarda mitoz ve amitoz bölünme gözlenebilir.
• Amitoz mitozdan farklı olarak bölünmeyi sitoplazma izlemeyebilir ve birden çok çekirdeğe sahip hücreler oluşabilir.

Çok Hücreli Ökaryotlarda Mitoz

• Bitkiler, hayvanlar ve insanlar gibi çok hücreli canlıların vücut hücrelerinde görülür.
• Ana hücre ile aynı kromozom sayısına, DNA miktarına ve genetik yapıya sahip iki yeni hücre oluşur.
• Yeni oluşan hücrelerin büyüklükleri, organel sayıları ve sitoplazma miktarları farklı olabilir.
• Farklı ökaryot hücrelerin mitoz bölünme süreleri farklı olabilir.

Döllenmiş Yumurta Hücresinin (Zigot) Mitoz Bölünmeleri

• Döllenmiş yumurta hücresi olan zigotun mitoz bölünmeleri sonucunda embriyonun gelişimi, doku ve organların oluşması ve canlıların büyümesi sağlanır.
• Bu süreçte farklı hücre evreleri gözlenir (2 hücreli evre, 4 hücreli evre, 8 hücreli evre, Morula, Blastula, Erken Gastrula, Gastrula).

Mitoz Bölünme ve Canlıların Yaşam Boyunca Sürdürülmesi

• Mitoz bölünme, canlının hayatı boyunca eskiyen hücreleri yeniler, yaraları tamamlar. Örneğin kemik iliği hücreleri.

Hücre Döngüsü (Hücre Siklusu, Cell Cycle)

• İnterfaz + mitotik faz sürecine eşittir.
• Hücre yaşam döngüsünün yaklaşık %90'ı interfaz evresinde geçirilir.
• İnterfaz ve mitoz aşamaları bulunur.

Ökaryotik Canlılarda Mitoz Bölünme ve Kromozom Yapısı

• Ana hücre DNA'larını dublike eder ve bu DNA'ları kromozomlar halinde paketler.
• Bir kromozomun iki DNA kopyasına kardeş kromatidler denir.
• Kardeş kromatidler genetik olarak aynıdır ve sentromer ile bağlanır.

İnsan ve Hayvan Hücrelerinde Mitoz Bölünme

• İnterfaz ve Mitotik Faz aşamalarından oluşur.
• İnterfaz: Hücrenin bölünmeye hazırlandığı dinlenme evresidir ve metabolizma faaliyetleri devam eder.
• Mitoz Faz: 2 aşamalıdır (Karyokinez ve sitokinez).

İnterfaz Aşamaları

• G1 evresi: RNA ve protein sentezi, hücre büyümesi, organel sayısı artışı.
• S evresi: DNA replikasyonu ve kromozom sayısının iki katına çıkması.
• G2 evresi: Mitoz için gerekli enzim ve proteinlerin sentezlenmesi.

Mitoz Aşamaları

• Karyokenez (Çekirdek bölünmesi)
  • Profaz, Metafaz, Anafaz, Telofaz
• Sitokinez (Sitoplazma bölünmesi)

Hücre Döngüsünün Kontrol Noktaları

• G1, G2 ve M kontrol noktaları bulunur, hücre döngüsünün doğru ilerlemesini sağlamak için önemlidir.
• Kontrol noktalarında "dur" veya "devam et" sinyalleri verilir.
• DNA hasarı veya diğer sorunlar "dur" sinyali gönderir.

DNA Hasarı Kontrol Noktası

• DNA onarılmış mı?
• Apoptoz kontrol noktası: Tüm DNA kendini eşledi mi ve çevre uygun mu?
• İğ iplikleri düzenleme kontrol noktası: İğ iplikleri oluştu mu, kromozomlar iğ iplikleri ile birbirine bağlandı mı, kromozomlar ekvatora düzenlendi mi?

Kanser Hücreleri ve Kontrol Sistemindeki Bozukluklar

• Kanser hücreleri, hücre döngüsü kontrol sinyaline cevap vermez ve sürekli bölünür.
• Hücre döngüsü kontrolunun bozulması dokularda kanser oluşumuna yol açar.

Bu quizde hücre döngüsü ve hücre bölünmesi hakkında temel bilgiler ele alınmaktadır. Hücrelerin bölünme türleri, bu sürecin canlılar üzerindeki etkileri ve hücre bölünmesinin önemi gibi konulara değinilmektedir. Ayrıca 2001 Nobel Tıp Ödülü ile bu alanda yapılan önemli araştırmalara da yer verilmiştir.