ZRAAT FAKLTES TARIMSAL BYOTEKNOLOJ BLM ZMT 202 GENETK
ZİRAAT FAKÜLTESİ TARIMSAL BİYOTEKNOLOJİ BÖLÜMÜ ZMT 202 -GENETİK DOÇ. DR. LEVENT MERCAN
HÜCRE DÖNGÜSÜ ZMT 202 -GENETİK Hafta-4
HÜCRE BÖLÜNMESİ
Hücre bölünmesi ne işe yarar? Tek hücreli ve çok hücreli organizmalarda; • Büyüme • Gelişme • Çoğalma
Hücre Bölünmesi Prokaryotik ve ökaryotik hücreler DNA sentezinin koordinasyonu ve DNA’nın eşit olarak yavru hücrelere paylaştırılması yönünden birbirlerinden farklılık gösterirler. Hücre bölünmesi iki tiptedir. • Mitoz: diploid somatik hücrelerden genetik özdeşler üretilir • Mayoz: haploid üreme hücreleri oluşur
Hücre Bölünmesi Prokaryotlar ve ökaryotlar arasındaki bölünme süreci benzerlikleri: • Hücrenin büyümesi • DNA’nın replikasyonu • Orjinal ve kopyasının ayrılması • Sitoplazmanın bölünmesi
Hücre Bölünmesi Bakterilerde hücre büyümesi ve replikasyon hücre döngüsünün önemli bir kısmını oluşturur. İki katına çıkan kromozomlar yavru hücrelere sitoplazmayla birlikte ayrılır.
Hücre Döngüsü • Hücreler içeriklerini iki katına çıkararak ve ikiye bölünerek çoğalırlar. • Bu süreç Hücre Siklusu (Hücre Döngüsü) olarak adlandırılır.
Prokaryotik Hücre Bölünmesi • • • Prokaryotlar organizazyon bakımından ökaryotlara göre daha basittir. Ökaryotlar bir çok organele ve çok sayıda kromozoma sahiptir. Prokaryotik hücrelerin bölünmesi genel olarak “binary fission-ikiye bölünme ” şeklinde gerçekleşir. Prokaryotik kromozom tek bir DNA molekülüdür. Önce replikasyona uğrar ve daha sonra kromozomun her bir kopyası hücre membranının farklı bölgesine tutunur. Hücre uçlardan çekilmeye başlayınca orjinal ve kopya kromozomlar birbirlerinden ayrılırlar. Sitolazmanın da ikiye ayrılmasıyla (sitokinez) genetik içerik bakımından tamamıyla birbirinin aynı olan iki yeni hücre meydana gelir.
• Prokaryot kromozomu araştırmak ökaryotik kromozoma göre daha kolay olduğundan prokaryotlarda genlerin yerleşimi ve kontrolü hakkında daha fazla bilgi bulunmaktadır. • Bunun nedeni eşeysiz üremedir. Kolonideki tüm organizmaların genetik yapısı birbirinin aynıdır.
ÖKARYOTİK HÜCRE BÖLÜNMESİ Ökaryotlarda hücre döngüsü çok daha karmaşık. 4 farklı fazdan oluşur. • • S fazı: DNA sentezi G 1 (ilk aralık); • RNA ve protein sentezi, • DNA için sentez hazırlığı G 2 (ikinci aralık); • DNA sentezi tamamlanır, • RNA ve protein sentezi devam eder. S+G 1+G 2 = İNTERFAZ
Hücre Döngüsü Hücreler interfaz süresince sabit bir hızda büyür. Bölünen hücreler için iki katına çıkma süresi iki mitoz arasında geçen süredir. 1 - Sitokinezle sonlanan mitozdan sonraki faz DNA sentezi ile mitoz arasındaki G 1 fazıdır (Gap 1) • Hücre metabolik olarak aktiftir, • Sürekli büyür, • DNA sentezi için gerekli proteinleri sentezler, • DNA sentezi gerçekleşmez. 2 - S fazı (sentez fazı) • DNA replikasyonu. 3 - G 2 fazı (Gap 2) • DNA sentezinin tamamlanır, • Hücre büyümeye devam eder, • Mitoz için gerekli proteinler sentezlenir.
Hücre Döngüsü Hücre döngüsü fazlarının süreleri farklı hücre tipleri için oldukça farklılık gösterir. Toplam hücre döngüsü 24 saat olan hızlı çoğalan bir insan hücresinde • G 1 fazı 11 saat, • S fazı 8 saat, • G 2 4 saat ve • M fazı 1 saattir. Diğer hücreler örneğin maya hücresi tüm döngüsünü yaklaşık 90 dakikada tamamlayabilir.
Hücre Döngüsü Daha da kısa hücre döngüleri de vardır: • Yumurtanın döllenmesinden sonraki erken embriyonik hücrelerde 30 dakika. • Bu tip hücrelerde hücre büyümesi olmaz, • Yumurta sitoplazması küçük hücrelere hızlı bir şekilde bölünür • G 1 ve G 2 fazları yoktur. • DNA sentezi hızlı bir şekilde çok kısa olan S fazında gerçekleşir
Ökaryotik hücre döngüsü Hücre büyümesi kesintisiz bir süreç olmakla beraber DNA, hücre döngüsünün sadece bir fazında sentez edilir ve replikasyona uğrayan kromozomlar daha sonra bir seri karmaşık işlemi kapsayan hücre bölünmesi ile yavru nukleuslara bölünür.
Hızlı çoğalan embriyonik hücrelerin dışında yetişkin hayvanlarda bazı hücreler bölünmeyi tamamıyla durdurur (sinir hücreleri, kas hücreleri) ve bazıları da sadece nadiren hücrenin yaralanması veya ölümüyle kaybolması sonucu yerine koymak için gerekli olduğunda bölünür. Bu ikinci tip hücreler deri fibroblast hücreleri ve karaciğer, böbrek ve akciğer gibi iç organ hücreleridir. Bu hücreler metabolik olarak aktif oldukları, uygun bir hücre dışı sinyal almadıkça çoğalmadıkları bir faz olan G 0 fazına girmek üzere G 1 fazından ayrılırlar (çıkarlar).
Hücre Döngüsü Kontrolü Hücre döngüsünün aşamaları arasındaki geçişler korunmuş bir düzenleme mekanizması “checkpoints” sistemi tarafından kontrol edilir. Bu mekanizma sadece hücre döngüsünün farklı olaylarını kontrol etmez aynı zamanda hücre çoğalmasını kontrol eden hücre dışı sinyallerle hücre döngüsü arasındaki ilişkiyi de sağlar.
Hücre döngüsü Kontrolu • G 1 evresindeki karar verme noktası (“Restriction point” sınırlayıcı nokta) hayvan hücresinin çoğalmasını düzenler. Mayalara zıt olarak hayvan hücrelerinin hücre döngüsünü tamamlamaları öncelikle besin maddelerinin kullanılabilmesinden çok hücre dışı “growth” büyüme faktörleri tarafından düzenlenir.
Hücre Büyümesi ve Hücre Dışı Sinyallerle Hücre Döngüsünün Düzenlenmesi • Hücre döngüsünün bölümleri arasındaki geçiş ve farklı hücre döngülerinde meydana gelen çeşitli işlemler hücre içi sinyallerin yanı sıra çevreden gelen hücre dışı sinyallerle de düzenlenir. • Hücre dışı sinyallerle hücre döngüsünün düzenlenmesine bir örnek hayvan hücrelerinin çoğalmasına büyüme faktörlerinin etkisidir. • Hücre büyümesi, DNA replikasyonu ve mitoz gibi hücresel süreçler hücre döngüsü sırasında farklı kontrol noktalarında düzenlenirler.
- Slides: 20