Cells: Prokaryote vs Eukaryote

HÜCRE BÖLÜNMESI
DOÇ. DR. BENGİ ÇINAR KUL
• Çok hücreli diploid organizmalar yaşama ZİGOT adı
verilen tek hücreli döllenmiş yumurta ile başlarlar.
Zigotun ve zigottan oluşan hücrelerin mitotik
aktiviteleri organizmanın büyüme ve gelişmesi
için temeldir.
• Hücre bölünmesi sıklığı:
- embriyo: her 20 dakikada bir
- Deri hücreleri:12-24 saatte bir
- Karaciğer hücreleri:yılda 1 -2 kez (belki..)
- Kas ve sinir hücreleri, olgun yumurta ???
•Hücre bölünmesinde döngü:
İNTERFAZ: Bölünmenin başlangıç evresidir ve
iki bölünme arasındaki olayları tanımlar.
İnterfaz evreleri:
• G1 (gap 1) evresi: Bu evrede hücre bölünmesi için
gerekli proteinler (özellikle iğ ipliklerinin
proteinleri), enzimler, ATP sentezlenir, hücre
elemanları ( Lizozom, Ribozom, Mitokondri) sayıca
iki kat artar.
• Bu yoğun enzim üretimi hücrenin sentez evresine
girmesini teşvik eder.
• Hücre büyür.
• 1. kontrol noktası (checkpoint)
* DNA hasarlı mı?
* büyüme faktörleri yeterli mi?
* yeterli besin var mı?
* hücre büyüklüğü yeterli mi?
• G1 ‘in geç noktasında hücre;
ya DNA replikasyonuna ya da dinlenme
(G0) aşamasına geçer.
• G0’da hücre canlıdır
ve metabolik olarak aktiftir.
Kas ve sinir hücreleri…
• Hücre G1 kontrol noktasını geçirirse
• S (sentez) evresi: DNA’nın
sentezlendiği, her bir
kromozomdaki DNA’nın replike olduğu evredir.
• Genetik materyal protein örtüden yoksundur.
• Sentrozom kendini eşler..?
• G2 evresi: Hücre büyümesi devam eder, DNA replikasyonunda
hata kontrolü ve tamir işlemi yapılır.
• 2. kontrol noktası (checkpoint)
* DNA doğru ve tam olarak replike
olmuş mu?
Kanser hücreleri???
•Hücre döngüsünün kontrolü???
Siklinler ve Siklin bağımlı kinazlar…
Ayrı iken işlevleri yok, bir arada kompleks
oluşturduklarında aktifler.
Cyclin A, B, D ve E
CDK 1, 2 ve 4 önemlileri…
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2001
Leland H. Hartwell, Tim Hunt, Sir Paul Nurse
HÜCRE DÖNGÜSÜNÜN
KONTROLÜ:
• Büyüme faktörleri…
• Yaralanma…
• Hücre büyümesi…
Siklin bağımlı kinaz
proteinleri (CDKlar)
1. G1 cyclin-CDK kompleksi
-S cyclinlerin ve
gerekli
proteinlerin
uyarılması
-S fazı
inhibitörlerinin
etkisizleştirilmesi
2. S cyclin-CDK kompleksi -Replikasyonun
yolunda gitmesini
sağlamak
-Çekirdek zarı yıkımln.
3. Mitotik cyclin-CDK kompleksi
-DNA yoğunlaşması
-iğ iplikçikleri düzenlm.
Ya hasar varsa???
• P53 onarıcı proteinleri
aktive eder.
• Hücre tamir için G1/S
kontrol noktasında durur.
• Eğer onarım olmazsa hücre
apoptoza gider.
• Bir çok kanser tipinde mutant p53 proteini rol
oynar…
• Bunun sonucunda;
p53 işlevini kaybeder …
Hasarlı DNA G1 de durdurulamaz ve S fazında
replikasyona uğrar.
Hasarlı DNA’nın bu şekildeki kalıtımı mutasyon
sıklığının ve kanser gelişimine eşlik eden hücre
genomunun genel kararsızlığının artmasına neden
olur.
Herşey yolunda giderse
interfazdan sonraki aşamaya
geçilir
MİTOZ BÖLÜNME
• Birçok hücre için invitro kültürde mitoz bölünme 16 saat:
MİTOZ
İNTERFAZ
G1
S
G2
M
5
7
3
1
Saat…
Pro
Met
Ana
Tel
36
3
3
18
Dakika…
Embriyonik evrede hücre siklusu farklıdır!
Mitoz 5 evrede gerçekleşir.
• Profaz +Prometafaz
• Metafaz
• Anafaz
• Telofaz
Karyokinez
Sitokinez
• Profaz: Sentriollerin kutuplara hareket ettiği, çekirdekçik ve çekirdek
zarının kaybolduğu, kromozomların kıvrılıp kısaldığı aşamadır.
• Prometafaz: Kromozomlar ekvatoryal düzleme hareket ederler. İğ iplikleri
oluşmuştur, sentrioller kutuplardadır.
• Metafaz: Hücrenin orta kısmında metafaz plağı
denilen, kromozomların iğ ipliklerine bağlı
dizildiği ekvatoryal düzlem oluşmuştur.
• 3. kontrol noktası (checkpoint) metafazda
* Kromozomlar iğ ipliklerine bağlanmış mı?
• Anafaz: Kardeş kromatidler birbirinden
ayrılır ve zıt uçlara göç ederler. Kritik
bir süreçtir.
• Telofaz: Kardeş kromozomlar kutuplara ulaşır,
çekirdekçik tekrar oluşur, yarılma kırışığı ve
ardından da sitokinez gerçekleşir. İğ iplikleri
kaybolur, kromozomlar çözülür.
MAYOZ BÖLÜNME
• Eşeyli üremede gamet
oluşumu için gereklidir.
• İnsanlarda ilkin oositler ve ilkin
spermatositler G2 de onlarca
yıl bekler, hormonal uyarı ile
bölünme başlar…
• Profaz 1: Tetrat oluşumu ve kardeş homolog kromozomlar arası Krossing over
görülür. Diğer aşamalar mitoza benzer..
1.
mayotik
bölünme
Kardeş kromatidler
Kiyazma Krossing
over
Replikasyon
Sinapsis
Tetrat
Homolog kromozomlar
KROSSING OVER
• Sinapsis sırasında tetratlarda homolog kromozomların kardeş olmayan kromatitleri
arasındaki parça değiş tokuşudur!!!
Krossing over
2. mayotik bölünme
Cinsiyet kromozomu anormallikleri
Dişi Genotip
Sendrom
Erkek Genotip
Sendrom
XX
normal
XY
normal
XO
Turner
XXY
Klinefelter
XXX
Triple-X
XYY
XYY
MİTOZ
1 – Çok hücreli canlıların vücut hücrelerinde; vücudun
bütün doku ve organlarında görülür.
2 – Canlının gelişmesini sağlar.
3 – Bölünme sonucunda kromozom sayısı sabit kalır.
4 – Oluşan hücreler kalıtsal olarak birbirinin aynısıdır.
5 – İki hücre oluşur.
6 – Çekirdek ve sitoplazma bölünmesi bir kez olur.
7 – Zigotun oluşumundan ölümüne kadar sürer.
MAYOZ
1 – Çok hücreli canlıların üreme hücrelerinde; örn: bitkilerin
çiçeklerinde ve hayvanların üreme organlarında
2 – Üremeyi sağlar.
3 – Bölünme sonucunda kromozom sayısı yarıya iner, tür içinde
kromozom sayısı sabit kalır.
4 – Yeni kromozomal kombinasyonlarla bireyler farklılaşır.
5 – Dört hücre oluşur.
6 – Çekirdek ve sitoplazma bölünmesi iki kez gerçekleşir.
7 – Bölünme sırasında tetrat ve krossing-over olayları görülür.
varyasyon sağlar…
8 – Ergenlik döneminde başlar, üreme dönemi boyunca sürer.
MITOZDA METAFAZ AŞAMASININ
BIR DIĞER ÖNEMI!!!
• Karyotip, bir hücredeki kromozomların özdeş
çiftler halinde eşlendikten sonra belli bir düzene göre
sıralanmasıdır.
• Hücreler in vitro koşullarda metafaz aşamasına
getirilir ve colchicine ile mitoz durdurulur. Bu
hücreler boyanır, fotoğraflanır ve karyogram şeklinde
düzenlenir.
• Köpek
• 2n: 78
Sığır
2n: 60
At
2n: 64
Tavuk
2n: 78
9 tane makrokromozom, gerisi mikrokromozom
Eşey kromozomları Z ve W
ZZ=♂
ZW=♀
ZW CINSIYET-BELIRLEME SISTEMI