Bitki Morfolojisi 2. Ders

Bitki Morfolojisi
2. Ders
• Plastidler
• Vakuol ve hücre
özsuyu
• Nukleus
• Kromozomlar
• Hücre Bölünmesi
PLASTİDLER
•Plastidler hayvansal hücreler,
bakteriler, mavi-yeşil algler ve
mantarlar dışında tüm bitkisel
hücrelerde bulunur.
• Çapları 3-7 mikrondur
•Disk
şeklinde
veya
küresel
oluşumlardır.
•İlksel bitkilerde çoğunlukla şeritsi veya tanecik şeklinde gelişmiş
bitkilerde ise mercimek şeklinde olup sitoplazmadan çok ince bir zarla
ayrılmışlardır.
• Plastidler aşağı bitkilerde hücre bölünmesine uygun şekilde ikiye
bölünerek çoğalırlar, yüksek bitkilerdeki embriyonik hücrelerde
ise proplastid adını alan küçük, renksiz cisimciklerden meydana
gelirler.
• Proplastidler, embriyonik hücrelerin vereceği dokuya göre
genellikle ışık gören ilk yapraklar (kotiledon) ve gövde gibi
organlarda “kloroplast”, kök gibi ışık görmeyen organlarda ise
leukoplast halinde gelişirler
Bitkisel dokularda bulunan plastidler farklı koşullar altında birinden
diğerine dönüşebilirler.
örneğin, Domates olgunlaşırken klorofilin kaybolur, turuncu renkli
“likopin” içeren kromoplastların meydana gelir.
Plastidler yapı ve fonksiyonlarına göre üçe ayrılırlar:
1- Fotosentez bakımından aktif koromotoforlar:
Kloroplast, feoplast ve rodoplastlar.
• Yüksek bitkilerden izole edilen kloroplastların kimyasal bileşimi
kuru ağırlığın yüzdesine göre:
• % 35-55 protein,
• % 20, 30 lipid,
• % 7-9 klorofil,
•
% 4-5 karotenoidler,
• % 2-3 RNA,
• % 0.02-0.1 DNA olarak hesaplanmıştır.
• Kloroplastın en önemli pigmenti Klorofildir.
• Çeşitli tipte klorofil vardır (a, b, c, d ve e).
• Bütün yeşil renkli bitkilerde 2 çeşit klorofil maddesi vardır.
Yapılarına göre klorofil a ve klorofil b diye iki kısma ayrılır.
 2 Hidrojen atomu fazla
 Absorbsiyon spektrumları 440-680 mikron
 En iyi petrol eterinde erir
1 Oksijen atomu fazla
Absorbsiyon spektrumları 470-640 mikron
En iyi metil alkolde erir
• Kloroplastların hücre tiplerine göre şekil ve sayıları çok
değişiktir. Örneğin, İlksel su yosunlarında sayıları bir veya iki
olabilen şeritsi, spiral, yıldızsı şekilde kloroplastlar bulunur.
• Buna karşın gelişmiş su yosunları ve kara bitkilerinde
kloroplastlar fazla sayıda ve disk (mercimek) şeklindedir.
• Bazı bitki gruplarında klorofilin yeşil rengi diğer pigmentler
tarafından gizlenmiştir:
Phaeophyceae
(Esmer
su
yosunları) de, klorofil esmer bir
renk maddesi olan “Fukoksantin”
tarafından örtülmüştür. Bu tip
esmer
Dictyota sp.
“FEOPLAST” adını alırlar.
Rhodophyceae
(kızıl
su
yosunları)de, klorofil kırmızı renkli
“Fikoeritrin”
kromotoforlar
ve
mavi
renkli
“Fikosiyan” tarafından örtülür. Bu
tip kırmızı renkli kromotoforlar da
“RODOPLAST” adını alırlar.
Kloroplastın Mikroskobik Yapısı
• Kloroplast çift katlı bir zarla örtülüdür. İç zar ve Dış zar olarak
isimlendirilen bu zarların herbirinin kalınlığı 75 Aº kalınlığındadır.
• Kloroplastın içinde bulunan, plazma zarlarından yapılmış
lamellerden oluşan, disk şeklindeki yapılara Grana denir.
• Klorofil molekülleri grananın protein disklerinin içine gömülmüş
lipid tabakaları arasındadır.
• Granaların içinde bulunduğu, nişasta taneleri ve yağ damlacıkları
içeren, renksiz akışkan ortama “Stroma” denir.
• Kloroplastların en önemli görevi fotosentezdir. Kloroplastlar
klorofil sayesinde güneş enerjisini kimyasal enerjiye çevirerek, bu
enerjiyi besin maddelerinin sentezlenmesinde kullanmak amacıyla
kimyasal yağlarda depo ederler.
• Fotosentez olayı neticesinde ilk meydana gelen assimilasyon ürünü
nişastadır. Kloroplast, feoplast ve rodoplastlarda nişastanın
meydana geldiği özel merkezler vardır. Aşağı bitkilerde bu
merkezlere “Pirenoid” adı verilir. Yüksek bitkilerde “assimileme
nişastası” adı verilen bu nişasta, kloroplastlarda renksiz stroma
içinde, grana arasında meydana gelir.
2- Fotosentez bakımından inaktif kromotoforlar:
Kromoplastlar
• Bu grupta bulunan kromotoforlar
fotosentezde rol oynamazlar.
• Karoten, ksantofil veya likopin gibi
turuncu, sarı ve kırmızı renk maddeleri
taşıyan bu plastidlere “kromoplast” adı
verilir.
• Kromoplastların şekilleri kloroplastlara
benzemekle
beraber;
taşıdıkları
karotinoidlerin kristalleşmesi nedeniyle,
bazen köşeli veya iğne şeklinde
olabilirler.
Daucus carota (Havuç) da
bulunan turuncu renk maddesi
“Karotin”
Lycopersicum esculentum
(Domates) daki kırmızı renk
maddesi “Likopin”
3- Fotosentez bakımından inaktif, renksiz leukoplastlar:
• Işık görmeyen organlarda bulunan,
renksiz küresel, oval veya çubuksu
plastidlere “leukoplast” adı verilir.
• Leukoplastların görevi bazı besin
maddelerini depo etmektir. Nişasta
depo
eden
leukoplastlara
“Amiloplast”,
• Yağ depo edenlere “oleioplast”,
• Protein
depo
edenlere
“proteinoplast” adı verilir.
• Leukoplastlar
embriyonik
bölgelerdeki “proplastidler” den
meydana
gelirler.
Ancak
leukoplastlarda,
kloroplastlarda
olduğu gibi lameller yapı meydana
gelmez.
amiloplast
VAKUOL VE HÜCRE
ÖZSUYU
• Gelişmiş bitkilerin genç hücrelerinde
(embriyonal hücrelerde) vakuol
yoktur.
• Büyüyüp
yaşlanan
hücrelerde
sitoplazma içinde vakuol adı verilen
boşluklar meydana gelir.
• Vakuol genç hücrelerde küçük ve
çok sayıdadır.
•Yaşlı hücrelerde ise farklı vakuoller birbiriyle birleşerek büyük ve tek
bir vakuol meydana getirirler. Böylece yaşlı hücrelerde sitoplazma
ancak hücre çeperinin altında ince bir tabaka halinde toplanır ve
hücrenin önemli kısmını vakuol oluşturur.
•Vakuoller tonoplast denilen - 3 tabakalı sitoplazmik bir zar ile
sitoplazmadan ayrılır.
•Vakuollerin içini çoğunlukla hafif asit bazen de hafif alkali reaksiyon
gösteren hücre özsuyu doldurur.
•Hücre özsuyu, içinde az veya çok miktarda erimiş organik ve anorganik
maddeler bulunan bir sıvıdır.
•Hücre özsuyunun kimyasal yapısı türden türe, organdan organa,
dokudan dokuya ve hatta hücreden hücreye değişir.
• Hücre özsuyunun büyük kısmı sudur,
sudan başka anorganik tuzlar erimiş
halde bulunur. Bu tuzlar, nitratlar,
sulfatlar ve fosfatların bulunduğu
özsuyu
asitik
reaksiyon
gösterir
çünkü içerisinde organik asitlerden
malik asit, sirke asidi, karınca asidi,
tartarik asit, limon asidi gibi asitler
vardır. Örneğin çağlanın ekşi lezzeti,
malik
asitten,
limonunki
asidinden meydana gelir
limon
• Hücre özsuyunda karbonhidratlardan özellikle glukoz, fruktoz
vardır. Şekerkamışı ve şeker pancarının özsuyunda % 20 oranında
şeker vardır (sakaroz).
• Tuzlu topraklarda yetişen tuzcul bitkilerin (Halofitler) hücre
özsuyunda tuz konsantrasyonu çok yüksektir.
• Hücre özsuyunda ayrıca proteinler, yağlar, alkaloitler,
glikozitler ve tanenler vardır.
• Bunlardan hangisi çoksa o vakuole o ad verilir. Örneğin yağ
bulunana yağ vakuolu, tanen bulunana tanen vakuolu gibi.
Yağ vakuolu
Renk maddeleri
• Vakuol içinde eriyik halde birçok boyar madde bulunmaktadır.
Bunlar arasında antosiyan (antocyan) büyük önem taşır.
• Antosiyanlar suda erirler, çiçek ve meyvaların mavi, mor ve
erguvani rengini verirler.
• Antosiyanlar, asit ortamda kırmızı, nötr halde mor, alkali
ortamda ise mavi renk alırlar.
• Antosiyanlar kimyasal bakımdan glikozit yapısındadır:
Glikoz + Antosiyanidin
• Örneğin: Kırmızı renkli siyanidin. Rosa (gül)
• Mavi renkli delfinidin. Malva (ebegümeci)
• Sarı renkli boyar maddeler
arasında
flavon
türevleri
bulunmaktadır. Sarı tonlar esas
itibariyle 2’ye ayrılır:
• 1) Antoksantinler, suda eriyen,
soluk sarı renkli boyar maddeler
olup, glikozit tabiatındadır.
Örneğin: Luteolin (Reseda muhabbet çiçeği).
• 2) Lipokromlar,
yağlarda
erirler; kromoplastlarda olduğu
gibi
bir
boyar
madde
taşıyıcısına bağlıdırlar.
• Boyar maddeler yalnız hücre özsuyunda eriyik halde
bulunmazlar, bir kısmı kromotoforlara bağlı olarak sitoplazma
içinde yer almışlardır (kloroplast, kromoplast).
• Renk maddeleri bitki ve çiçeklere özel renkleri verdikleri gibi
boya eldesinde de kulanılırlar. Örneğin; kırmızı boya elde edilen
Rubia tinctorium (kökboya) kökleri, haki renk veren Rhamnus
tinctoria (cehri) meyvaları.
Kristaller
• Bitkiler hayatlarının sürekliliğini sağlamak için dışarıdan birçok
besin maddesi alırlar veya yaparlar, sonra bu besinleri yakarak
enerji kazanırlar. Besinlerin kullanılması kimyevi yollarla olur.
Besinler önce bitkiler için ne kadar faydalı ve gerekli ise
kullanıldıktan sonra bir kısmı bitki için o kadar zararlı maddelere
dönerler. Bitki kendine zararlı olan bu maddelerin bileşimini
değiştirir. Örneğin; metabolizma sonucunda meydana gelen
oksalik asit bitki için çok zararlıdır. Bu asit bitkinin köklerinden
gelen kalsiyum ile birleşerek kalsiyum oksalat kristali halinde
hücre için zararsız bir duruma gelir:
• Metabolizma sonucu meydana gelen ve tekrar kullanılmayan bazı
inorganik maddeler hücrelerde depo edilir.
•
Bu inorganik maddeler kalsiyum tuzları ve silistir. Kalsiyum
tuzlarından bitkilerde en yaygın olanı kalsiyum oksalattır.
•
Aynı hücrede bir veya birden fazla sayı ve şekilde kristal
bulunabilir.
• Kalsiyum oksalat kristalleri genellikle vakuol içinde oluşur
2 grup altında toplanır:
Basit kristaller: Değişik şekillidir;
• İzodiametrik (meyan köyünde -Glycyrrhiza glabra-)
• Uzun prizmatik (süsen kökünde -Iris-),
• İğne şeklinde (adasoğanı soğanında -Urgenia maritima): Rafit
• Çok küçük taneler halinde (güzelavratotu yaprağı -Atropa
belladonna-): Kristal Kumu
• Bileşik kristaller:
Druz: yıldız şeklinde kristal (Datura stramonium, Paeonia sp.)
İkiz Kristal: Biri diğerini delen iki basit kristalden oluşur
(Hyoscyamus sp.) bulunur.
• Silis, bu inorganik tuzda
genellikle hücre
çeperinde depo edilir.
Bazen hücre lümeninde
de görülebilir. Örnek:
Equisetum (atkuyruğu)
türleri.
• Kalsiyum
karbonat
kristalleri
hücre
çeperinin içinde veya üstünde birikir.
• En iyi tanınan kalsiyum karbonat kristali
sistolitler’dir. Örnek: Ficus elastica.
• Kalsiyum karbonat, sulandırılmış asetik
asit veya yoğun klor asidiyle muamele
edilirse, gaz kabarcıklarının çıkışı ile
Cannabis sativa
(CO2 ibaret) varlığı anlaşılır.
Ficus elastica
NUKLEUS
• Her hücrede canlının tüm hayati olaylarında rol
oynayan organel nukleustur.
• Nukleus ilk olarak 1831 yılında İngiliz biyolog
ROBERT
BROWN
tarafından
orkide
hücrelerinde gözlenmiştir.
• Nukleusun bulunmasından günümüze kadar geçen
süre içinde birçok sitolog nukleus ve hücre
bölünmesi sırasında nukleusta meydana gelen
değişikliklerle ilgilenmiş ve çalışmalar yapmıştır.
• Bu şekilde karyoloji (nukleus-bilimi) adı altında
sitolojinin alt kolu ortaya çıkmıştır.
• Nukleus aşağı organizmalar dışında tüm hayvan ve bitkilerin
hücrelerinde bulunmaktadır. Hücreler gerçek nukleus taşıyıp
taşımadıklarına göre iki tiptedirler.
– 1- Eukaryotik hücreler: Sitoplazmadan, hücre zarı ile
ayrılmış gerçek bir nukleus taşıyan hücreler.
– 2- Prokaryotik hücreler: Sitoplazmadan, hücre zarı ile
ayrılmış
gerçek
bir
nukleusu
bulunmayan
hücreler.
Çoğunlukla aşağı organizmalar bu gruba girmektedirler.
Bakteri ve mavi-yeşil alglerde nukleus zarı yoktur.
Nukleusun Şekil ve Büyüklüğü
• Eukaryotik hücrelerde, nukleusun şekli bulunduğu hücrenin şekline
göre değişiklik gösterir. Eş boyutlu hücrelerde (küresel, kübit veya
çokgen) nukleus genellikle küresel, hücrenin bir boyutu diğerinden
fazla (silindirik, prizmatik yada mekik biçimli hücrelerde) ise
nukleus elipsoidaldir.
• Bazı hücrelerde ise nukleus düzensizdir. Örneğin, zarsız hücrelerde
disk şeklinde; leukositlerde boğumlu veya at nalı biçiminde, bazı tek
hücrelerde Infusoria (Haşlamlılar) loplu; ve bir çok böceğin salgı
bezi hücrelerinde dallanmış şekilde olabilir.
• Hücrelerin
çoğunluğu
monokaryotik) dur.
tek
nukleuslu
(mononuklear
veya
• Bazı hücreler iki nukleusludur
(binuklear
veya
dikaryotik)
Örneğin;
yetişkin
insan
karaciğer hücreleri ve kıkırdak
hücreleri ve bazı mantarlar.
• Bazı hücreler çok nukleusludur (polinuklear veya polikaryotik)
Örneğin; İlik hücreleri ve segmentsiz süt boruları ve bazı algler
polikaryotiktirler.
• Nukleusun büyüklüğü farklı hücrelerde değişik olmakla beraber,
nukleusun hacmi ile sitoplazmanın hacmi arasında bir ilişki
bulunmaktadır.
Nukleusun Kimyasal Yapısı:
•
•
•
•
•
% 50-80 su
Kuru ağırlığının % 79’u protein,
% 19’u DNA
% 2’si RNA ve diğer maddelerden P, K, Na, Ca ve Mg oluşur.
Nukleusun proteinleri çok çeşitlidir. En önemli özellikleri nukleik
asitlerle birleşip nukleoproteinleri meydana getirebilmeleridir.
1- Proteinler
• a- Yapısal proteinler
• b- Düzenleyici proteinler (Regulatör proteinler)
• c- Enzimler
2- Nukleik asitler
• a- DNA
• b- RNA
3- Diğer nuklear bileşikler
Nukleik asitler:
• Nukleusta hücrenin kalıtsal yapısının temeli olarak kabul edilen
deoksiribonukleik asit (DNA) ve genetik informasyonun protein
sentezine aktarılmasına aracı rolü oynayan ribonukleik asit (RNA)
bulunur.
• Nukleusun taşıdığı DNA miktarı her tür için sabittir.
• Haploid sperm hücrelerinde ise DNA miktarı bu miktarın yarısı
kadardır.
• Nuklear RNA, nukleus, kromatin ve nukleus öz suyunda bulunur.
• Sitoplazmik RNA’nında kökeninin nukleus olduğu radyoaktif
maddelerle anlaşılmıştır.
Nukleusun Yapısı
1- Nukleus zarı (Karyoteka)
• Sitoplazma ile nukleus arasında bir
sınır meydana getirir.
• Paralel olarak uzanan iki zardan
oluşur
• Bu iki zarın yer yer birleşmesiyle
porlar meydana gelmiştir
• Porların çevresinde “annulus”
denilen dairesel yapılar yığılmıştır,
bazen bu yapıya bir “iç lamel”
eklenir
• Oluşan bu karmaşık por yapısı
komplex por adı verilir.
2- Nukleus özsuyu
(Nukleoplazma, Karyolenf,
Karyoplazma):
• Nukleus zarının iç kısmında
bulunur. Nukleustaki bütün
yapıların arasını doldurur ve
nukleusun saydam ve şişkin
görünüşünü sağlar.
3- Kromatin materyali:
Nukleus özsuyunun içinde tüm nukleusa dağılmış olarak kıvrımlı
iplikçikler bulunur. Kromatik iplikçikleri veya kromonema adı verilen
bu iplikler nukleus bölünmesi sırasında kısalıp kalınlaşarak
kromozomları meydana getirirler.
4- Kromosentr (Karyosom) = (Yalancı nukleolus):
Kromosentr denen bölgeler kromosomların spiralleri çözülmeden kalan
kısımlarıdır ve bu kısımlar kromatin materyalinin yoğun olduğu
heterokromatin kısımlardır ve deoksiriboprotein taşırlar.
5- Nukleoluslar:
•
Nukleus içerisinde değişik büyüklükte bir veya çok sayıda
taşıdıkları nukleoproteinler bakımından kromosentrlerden farklı
olan cisimciklere rastlanır.
• Nukleolus adı verilen bu cisimler, ribonukleoprotein içerirler.
Buna karşın kromosomtrler bol miktarda deoksiriboprotein
taşırlar. Işık mikroskobu ile genellikle homojen bir yapı gösterir.
• Faz-kontrast mikroskobu ile yapılan incelemelerde, nukleolusun
içinde “NUKLEO LONEMA” denen ipliksi bir yapı görülmüştür.
• Nukleolusta, asit-fosfataz, nukleosit fosforilaz, ribonukleaz gibi
enzimlerin bulunduğu gösterilmiştir.
KROMOZOMLAR
• Ardışık hücre bölünmeleri boyunca morfolojisel ve fizyolojisel
özelliklerini muhafaza eden ve her tür için sabit sayıda olan,
yoğunlaşmış
ve
şekillenmiş
kromatin
materyaline
“KROMOZOM” adı verilir.
• Kromozomlar hücre bölünmesinde her canlı için belli sayı ve
şekilde meydana çıkan, kalıtımda önemli faktörler taşıyan
ekviproduktif
yani kendine benzerini meydana getirme
özelliğinde olan yapılardır. Kromozom renkli cisim anlamına
gelir.
• Kromozomlar, hücre bölünmesinin
profaz
safhasında
başlarlar.
Metafaz
görülmeye
ve
Anafaz
evresinde en iyi şekilde boyanırlar.
Metafaz evresinde kromozomlar
silindirik yapıda, ince-uzun veya
kısa-kalın
görülürler.
mikroskobunda
ultraviole
emmeleriyle
izlenebilir.
şeklinde
cisimler
Faz-kontrast
2600
(UV)
canlı
A°
da
ışınlarını
olarak
Allium huber-morathii
Krozomları İnceleme Teknikleri
Eşem hücreleri, bitkisel meristematik
(bölünür)
hücrelerde,
polen
ana
hücrelerinde lam ile lamel arasında,
aseto karmin veya asetikhematoksilin
içinde ezilerek hem fikse edilip,
hemde boyanmış olarak gözlenebilir.
İnsan kromozomları, kemik iliğinde
yapılan
ezme
preparatlar
ile
levkositlerin (beyaz kan hücrelerinin)
kültüründe incelenebilir.
Kromozomların
sınıflandırılmasında sentromerin
bulunduğu yer önemlidir.
Kromozomların
daralmış
bölümüne “PRIMER BOĞUM Birincil Boğum” adı verilir.
Bu
bölgede
“SFERULA”
denilen ve küçük bir tanecik
taşıyan parlak bir bölge bulunur.
parlak
taneciğe
“SENTROMER
veya
Bu
KINETOKOR” denir.
Tulipa sp.
• Kromozomlar
çoğunlukla
bir
sentromerli
yani
MONOSENTRIK’tirler. Bazen iki sentromer “DISENTRIK” veya
daha çok sentromer “POLISENTRIK” taşıyabilecekleri gibi, bazı
kromozomlar üzerinde fazla sayıda, tüm kromozom boyunca yığılmış
(DIFFUZ) sentromerlerde bulunabilir.
• Diffuz
sentromerli
kromozomlara;
Ascaris
megalocephala
(Nematod), Hemipter böceklerde, bazı bitkilerde (Luzula purpurea)
ve bazı alglerde rastlanır.
• Elektron mikroskobu ile yapılan araştırmalar sentromerin esas
fonksiyonunun, kromozomal mikrotübüllerinin (kromozomal iğ
ipliklerinin) kromozoma bağlanması ile ilgili olduğu düşüncesini
doğrulamaktadır.
• Sitokimyasal araştırmalarda sentromerde DNA bulunduğu ve
nukleoprotein ipliklerin bu bölgeden geçtikleri saptanmıştır.
• Bazı kromozomlarda sentromerin bulunduğu yerdeki boğumdan
başka bir veya birden fazla boğumda bulunabilir. Bu boğumlara
“SECONDER BOĞUM - Ikincil Boğum” denir.
• Kromozomlar, Metafaz’da sentromerlerin kromozom üzerinde
bulunuş yerine göre 4 tipe ayrılırlar.
• 1. Telosentrik kromozomlar: Sentromerleri uçta bulunan çubuk
şeklindeki kromozomlar
• 2. Akrosentrik kromozomlar: Sentromeri uca yakın olan bu tip
kromozomlarda, kollardan biri çok küçüktür ve ayırt edilmesi
zordur.
• 3. Submetasentrik kromozomlar: Sentromerlerin ayırdığı kromozom
kollarından biri diğerine oranla daha kısa olan kromozomlardır.
• 4. Metasentrik kromozomlar: Sentromerlerin ayırdığı kromozom
kollarının birbirine eşit olduğu kromozomlardır.
Telosentrik
Akrosentrik
Submetasentrik
Metasentrik
Bazı kromozomlarda “SATELLIT”
adı verilen; filament denilen ince
bir kromatin ipliği ile kromozomun
diğer kısmına bağlı küresel veya
uzunca silindir biçiminde cisimler
görülür.
taşıyan
Satellik
kromozomlara
Thymonucleimıca
(Sine-Acido
(DNA
dan
yoksun) sözcüklerin baş harfleri
alınarak
SAT-kromozom
verilmektedir).
adıda
Allium hirtovaginum
• Mitozun metafaz safhasında kromozomların sayıları, büyüklükleri,
morfolojileri gibi kromozom takımlarının tanınmasında rol oynayan bu
karakterlerin tümüne karyotip denir.
• Kromozomlar her türde eşler halinde bulunur. Biri anadan diğeri babadan
gelen kromozomlara “HOMOLOG KROMOZOMLAR” adı verilir.
Kromozom çiftlerinin büyük boydan küçüğe doğru dizilmesiyle elde
edilen kromozom diyagramlarına “IDIYOGRAM” adı verilir.
Karyogram
Allium dodecanesii
İdiyogram
• Eşem kromozomlarına “GONOSOM”, Somatik karakterleri belirten
kromozomlara da “AVTOSOM=OTOZOM” denir.
• Örneğin insanda 22 çift Avtosom, 1 çift gonosom bulunmaktadır.
Gonosomlar dişide XX, erkekte XY kromozomlarından oluşur.
Kromozomların
büyüklükleride
türden
türe
farklıdır.
Insan
kromozomu 4-6 mikron uzunluğundadır.
• Kromozomların sayısı, büyüklüğü ve şekli her tür için sabittir.
• Eşem hücrelerinin (gamet) kromozom sayısı n ile gösterilir.
Gametler ana ve babada bulunan eş kromozomlardan sadece birer
tanesini taşırlar, bunlara haploit hücre denir. Eşem ayrılığı gösteren 2
haploit hücrenin birleşmesi sonucunda meydana gelen zigot 2n
sayıda kromozom taşır ve diploittir.
KROMOZOMLARIN IÇ YAPISI
• Kromozomlarda spiral halde kıvrılmış kromonema adını alan bir iplik
gözlenir. Kromozomlar iki farklı spirale sahiptir.
– 1- Büyük spiraller: Kromozom boyunca 10-30 dönüm
göstermektedirler.
– 2- Küçük spiraller: Büyük spirallere dikey yöneltidedirler ve çok
sayıda dönümden meydana gelmişlerdir.
• Spiraller, kıvılmış DNA protein ipliklerinden oluşmuştur. Bu iplik
boyuna ve enine birçok büklümler yaparak, kısalıp kalınlaşır ve
kromozomları oluşturur. Kromozomların bu şekilde oluştuğunu
gösteren modele KATLANMIŞ-IPLIK modeli denmektedir.
HÜCRE BÖLÜNMESİ
•
•
•
•
Hücre bölünmesi; bir hücreli canlıların çoğalması,
çok hücreli canlıların büyümesi, erkek ve dişi eşey
hücrelerinin meydana gelmesi için gerekli bir
biyolojik olaydır.
Canlılar dünyasında
Amitoz (tek hücreli canlılarda)
Mitoz
Mayoz
olmak üzere üç farklı tip bölünme görülür. Tek
hücreli canlılarda bölünme genellikle amitoz, çok
hücrelilerde ise mitoz ve mayoz ile görülür.
AMİTOZ
Sitoplazma ve çekirdek içerisinde herhangi bir değişiklik olmadan
hücrenin doğrudan doğruya bölünmesine amitoz bölünme denir.
Amitoz bölünmede önce nukleolus, sonra nukleus, en son olarak da
sitoplazma bölünmesi görülür. Sitoplazma dıştan içe doğru
boğumlanarak bölünür. Bakteri, amip, öglena ve kanser
hücrelerinde görülür.
Jllş
ş
Lşl
şş
Çç
Çç
.
L
şş
ç
Ç
ç
.
ş
ş
ç
Ç
ç
.
ç
Çç
.
MİTOZ
Mitoz bölünme vücut hücrelerinde görülür. Mitoz
bölünme sonucunda, ana hücreden iki yavru hücre
oluşur. Oluşan bu hücreler ana hücre ile aynı sayı ve
özellikteki kromozomları içerir. Böylece evrimle
kazanılmış özellikler kaybolmamış olur. Mitoz bölünme
bitki ve hayvan hücrelerinde temel prensipleri yönünden
aynıdır.
3 kısımdan oluşur.
• İnterfaz (Mitoza hazırlık evresi)
• Karyokinez (Nukleus bölünmesi)
• Profaz Metefaz Anafaz Telofaz
• Sitokinez (Sitoplazmanın bölünmesi)
İnterfaz
Erken profaz
Telofaz
Anafaz
Geç profaz
Metefaz
İnterfaz: İki mitoz arasında geçen zamana interfaz
denir. Bu fazda çekirdek içinde kromozomlar ince uzun
ipliksi bir yapı (kromatin ağı) halindedir. Bu evrede
hücreler bölünmeye hazırlanır.
Bu hazırlıklar;
•DNA
eşleşmesiyle
kalıtsal
materyal 2 katına çıkarılır.
•Hücrede yoğun olarak protein
sentezi, ATP sentezi, mRNA,
rRNA, tRNA sentezi yapılır.
•Ribozom,
mitokondri
organeller çoğalır.
gibi
Karyokinez (Nukleus bölünmesi)
Profaz: Kromatin iplikleri
kısalıp kalınlaşarak
kromozomları oluşturur. Her
kromozom sentromer ile
birbirine bağlı kromatid denilen
2 iplikten meydana gelir.
Profazın sonuna doğru
kromozomların oluşumu ile
nukleoluslar ve nukleus zarı
kaybolur.
Metafaz:
Kromozomlar
hücrenin
ekvatoral düzleminde toplanırlar.
İğ
iplikleri
oluşur.
İğ
iplikleri
kromozomların sentromerlerine bağlanır.
Hayvansal
hücrelerin
kutuplarında
sentrozom denilen cisimler bulunur ve iğ
iplikleri
bunlar
arasında
uzanır.
Cycadinae ve Ginkgoineae sınıfları
dışında bitkisel hücrelerde sentriyol
mevcut değildir.
telosentrik
akrosentrik
submetasentrik
Kromozom Tipleri
metasentrik
Anafaz:
Kardeş
kromatidlerin
sentromerlerinden ayrılarak iki zıt
kutba doğru hareket etmesiyle başlar.
Böylece her bir kromatid yavru
kromozom haline geçmiş olur.
Kromozomların kutuplara ulaşmasıyla
bu evre son bulur.
Telofaz: Kutuplara çekilen
kromozomlar tekrar uzayıp
incelir, şekillerini kaybeder
ve dağınık bir yumak
(kromatin
ağı)
haline
geçerler. Nukleus zarı ve
nukleoluslar yeniden oluşur.
Sitokinez: Sitoplazmanın bölünmesi
çoğunlukla anafazın sonlarına doğru,
iki yavru çekirdek arasında bağlayıcı
ipliklerin meydana gelmesiyle başlar.
Ancak bu iplikler iğ iplikleri gibi
nukleusa kadar uzanmazlar ve fıçıyı
andırır
tarzda
genişleyerek
fragmozom adını alırlar.
Fragmoplastın ortasında, ekvator düzleminde
çok sayıda küçük tanecikler meydana gelir,
bunlar daha sonra birleşerek fragmoplastları
(hücre levhasını ) oluştururlar.
Fragmoplast önce gayet ince bir zar halindedir,
fragmozom fibrillerinin eklenmesiyle iki yavru
hücre arasındaki orta lameli oluşturur.
Hücrenin nukleusunun bölünmesi
sırasında, mitokondri, plastid ve
hücrenin diğer organelleri ekvator
düzleminde toplanırlar. Fragmoplast
meydana gelince bu organellerin bir
kısmı bir yavru hücreye, bir kısmı
da diğerine geçmiş ve yaklaşık
olarak bu organellerde iki yavru
hücreye bölünmüş olurlar.
Böylece genetik olarak birbirinin
aynı 2 yavru hücre oluşur.
Hayvansal hücrelerde
sitokinez daha farklı
şekildedir.
Hücrenin ekvator bölgesinde
dıştan içe doğru meydana
gelen bir boğumlanma ile
başlar.
Bu boğumlanma sitoplazmayı
ikiye ayırıncaya kadar devam
eder.
MAYOZ:
Hücrede kromozom sayısının yarıya indirgenmesi
amacıyla yapılan bölünmeye mayoz veya
redüksiyon bölünme denir.
• Mayoz bölünme eşeyli üreyen canlıların eşey
(üreme) hücrelerinde görülür.
• Mayoz bölünme sonucunda 4 yeni hücre oluşur.
• Oluşan yeni hücrelerin genetik özellikleri
birbirinden farklıdır.
Mayoz bölünme ard arda devam eden 2
aşamada gerçekleşir.
• Mayoz I
• Mayoz II
Mayozun birinci bölümünde kromozom sayısı
yarıya iner,
ikinci bölümünde ise tipik bir mitoz bölünme
meydana gelir.
MAYOZ
Mayoz I
Mayoz II
I. Mayoz bölünmesi
Profaz I: 5 safhadan oluşur.
leptoten zigoten pakiten diploten diyakinez
L e p t o t e n: Kromozomlar ince uzun iplikler halinde
belirmeye başlar. Bu iplikler üzerinde boncuk tanesi gibi
sıralanmış kromomerler (koyu boyanan bölgeler)
bulunur.
Z i g o t e n: Ana ve babadan gelen homolog
kromozomlar yanyana gelerek çiftler meydana getirirler.
Bu olaya sinapsis, bu şekilde eşleşen kromozomlara
bivalent kromozomlar denir. Bivalentlerin sayısı ana
hücredeki kromozomun yarısı kadardır.
P a k i t e n: Her bivalent kromozom 4 kromatitten
oluşmuştur. Bu safhada homolog kromozomların
kardeş olmayan kromatidleri arasında karşılıklı yer
değişimi, yani krossingover olayı meydana gelir. Bu
olay homolog kromozomların birbiri üzerine çakışan
(kiyazma) kısmında gerçekleşir.
D i p l o t e n: Homolog kromozomlar birbirinden
ayrılmaya başlar. Fakat bu ayrılma kiyazma
noktalarının dolayı kolaylıkla olmaz. Kiyazmaların
sayısına göre homolog kromozomlar birbirinden
uzaklaşırken farklı şekiller alırlar.
D i y a k i n e z: Bivalent kromozomlar kısalır
kalınlaşır ve son halini alır. Sitoplazmada iplikler
belirmeye başlar. Nukleus zarı ve nukleolus kaybolur
Metafaz I: Bivalent kromozomlar
ekvator düzleminde toplanırlar ve
birbirlerinden ayrılmak üzere iğ
ipliklerine bağlanırlar.
Anafaz I: Homolog kromozomlar
zıt kutuplara doğru çekilir. Hangi
homolog kromozomun hangi
kutuba gideceği tesadüfe
bağlıdır.
Telofaz
I:
Hücrenin
iki
kutbunda bulunan kromozomlar
uzayıp
incelmeye
başlar.
Etraflarında nukleus zarı oluşur
Oluşmuş olan iki çekirdekli
hücrenin ortasında bir orta lamel
oluşur ve hücre duvarına kadar
ulaşır.Dolayısıyla birbirine bitişik
iki hücre oluşur.
İn t e r k i n e z: Mitozdaki interfaza benzer , fakat
mitozdakinden daha kısa sürer.
II. Mayoz bölünmesi
Profaz II: Birinci iğ iplikçiklerinin doğrultusuna dik
yeni iğ iplikçikleri oluşur.
Nukleus zarı kaybolur.
Genetik materyal tekrar kısalıp kalınlaşarak
kromozom halini alır.
Metefaz II: Her yavru hücrenin
haploid (n) kromozomu ekvatoral
düzlem üzerinde dizilir.
Anafaz II: Normal mitoz
bölünmesi olduğu gibi kardeş
kromatidler eşit olarak zıt
kutuplara çekilirler.
Telofaz
II:
Kutuplara
toplanan
kardeş
kromatidler şekillerini kayber, nukeus zarı
tekrar oluşur.
Orta lamel oluşması ile bir ana hücreden
kromozom sayısı yarıya inmiş (haploid) 4
yavru hücre (gon) meydana gelmiş olur.
MAYOZ
Bu bölünmenin özelliği sadece
kromozom sayısının yarıya inmesi
değil,
ana ve babadan gelmiş olan benzer
kromozomların (homolog
kromozomların)
bivalent kromozomları meydana
getirmeleri ve bu sırada homolog
kromozomlar arasında krossingover
olayının meydana gelmesidir.
Sonucunda meydana gelen 4 yavru hücredeki
kromozomlar yalnız ana ve babadan gelmiş olmayıp,
ana ve babaya ait kromozom parçalarından bileşmiş
yeni bir düzende de olabilir.
Mitoz ve mayoz bölünme arasındaki farklar: