Hücre Bölünmesi: Nasıl Çalışır?

İnsan vücudu, hayatınızın her günü bölünen yaklaşık iki trilyon hücre içerir. Mayoz ve mitoz gibi birkaç farklı süreçle tüm canlı organizmalarda sürekli olarak bölünür veya daha fazla hücre yaparlar. Hücreler, bebek büyüdükçe daha fazla hücre oluşturmak için bölünür ve ayrıca organların veya dokuların düzgün şekilde iyileşmesine yardımcı olmak için bölünürler.

Hücreler çeşitli nedenlerle bölünür. Bir bebek büyürken, düzgün büyüme için daha fazla hücreye ihtiyaç duyar ve bu hücre bölünmesi yoluyla yapılır. Bebekler tek bir hücre veya yumurta olarak başlar. Bebekler büyüdükçe hücreler büyümez, bunun yerine vücutlarında daha fazla hücre bulunur.

Hücreler ayrıca iyileşmenize yardımcı olmak için bölünür. Dizinizin derisini soymak gibi bir yaralanmanız varsa, hücreleriniz dizinizdeki eksik, eski veya hasarlı hücreleri değiştirmek için bölünecek ve yaralı bölgeyi yeni hücrelerle iyileştirecektir. Bu nedenle günlük olarak ölenleri kaybederken cilt hücreleri sürekli bölünür ve bunların yerine yeni sağlıklı cilt hücrelerine ihtiyacınız vardır.

Mitoz ve mayoz, hücre bölünmesinin iki ana kategorisidir. Mitoz, vücudunuzdaki her türden somatik veya üremeyen hücrelerin bölünmesidir. Bu tip hücreler saçınızda, derinizde, organlarınızda, kaslarınızda ve vücudunuzun dokularında bulunur. Mayoz, vücudunuzdaki üreme hücrelerinin bölünmesidir ve dişi yumurtaları veya erkek sperm hücrelerini içerir.

Hücre bölünmesinde, ana hücre veya orijinal hücre, iki özdeş yavru hücreye bölünür. Bu süreç, hücre döngüsü denen olayda defalarca tekrarlanır. Hücreler aslında birbirleriyle iletişim kurmak için kimyasal sinyalleri kullanarak bölünmelerini düzenler. Sinyallere siklinler denir ve hücrelere ne zaman bölüneceklerini söyleyen bir açma anahtarı gibi davranırlar ve daha sonra hücrelere bölünmeyi durdurmalarını söyleyen bir kapatma anahtarı gibi davranırlar. Hücreler, uygun büyüme ve sağlık için bölünmeyi doğru zamanda durdurmalıdır, ancak hücreler durmaları gerekirken bölünmeye devam ettiğinde kanserli hücreler oluşturur.

İnsan vücudu, tüm vücutta günde yaklaşık 50 milyon hücre kaybeder. Deri hücreleri, bu tip hücrelerin günlük kaybı nedeniyle saç hücrelerinin yaptığı gibi günde 30.000 ila 40.000 hücre oranında sürekli olarak çoğalır. Sadece duş almak ve saçınızı taramak bile eski cilt hücrelerinin çıkarılmasını ve saçınıza yer açılmasını sağlar. yeni sağlıklı hücreler ve daha fazla saç hücresine yer açmak için her gün fırçanızda bir miktar saç var veya foliküller. Organlarınızdaki, sinirlerinizdeki ve beyninizdeki diğer hücre türleri, bu türler o kadar hızlı ölmediği için çok daha az bölünür.

Mitoz, somatik hücrelerin çoğalma sürecidir. Somatik hücreler, saç, deri ve vücudunuzun tüm doku ve organ hücreleri gibi üreme hücresi olmayan tüm hücrelerdir. Mitoz hakkında hatırlanması gereken en önemli şey, bölünmede oluşturulan iki yavru hücrenin, ana hücre ile aynı DNA'ya ve kromozomlara sahip olacağıdır. Oluşturulan iki yavru hücre, iki tam kromozom setine sahip oldukları için diploid hücreler olarak da adlandırılır. Bu kesin kopyalama, bölünen hücrelerde herhangi bir genetik çeşitlilik yaratmaz.

Mitoz hücre bölünmesi, tamamlanmaya ulaşmadan önce birkaç farklı aşama içerir. Bu işlem, hayvanlar, insanlar, bitkiler ve mantarlar gibi canlı organizmalarda zara bağlı bir çekirdeğe veya çekirdeğe sahip olan ökaryotlar içindir. Her hücrenin, bölünme için gerekli olan enerji ve besinleri toplarken zamanının çoğunu harcadığı interfaz aşamasında başlar.

Bu aşama aynı zamanda ana hücrenin, ayrıldığı iki hücre arasında eşit olarak paylaşılacak olan DNA'sının bir kopyasını yaptığı zamandır. DNA sentezinden önce hücrenin boyutu ve kütlesi artar. Daha sonra hücre, DNA'yı küçük bir zaman penceresinde sentezler. Bölünecek olan hücre daha sonra her iki yavru hücreyle paylaşmak üzere proteinleri sentezler ve boyut olarak artmaya devam eder. Fazlar arası aşamanın ikinci bölümünde, hücrede hala çekirdeğin bir zarfla çevrelendiği nükleoller bulunur ve kromozomlar kromatin şeklinde kopyalanır.

Faz aşaması, hücredeki kromatinin kromozomlara yoğunlaştığı sonraki aşamadır. İğ lifleri sentrozomlardan çıkıyor. Çekirdek zarı bozulmaya başlar ve kromozomlar hücrenin zıt taraflarına doğru hareket eder. Kromotin lifleri, iki kromatit içeren ve bir sentromerde veya alanın merkezinde birleşen her bir kromozomla kromozomlar oluşturmak üzere yoğunlaşan bir DNA ve protein kütlesidir.

Prometafaz aşaması veya geç profaz aşaması, kinetokorlar iken kromozomların yoğunlaşmaya devam etmesiyle tanımlanır. (kromozomların sentromerlerinde özelleşmiş lifler) sentromerlerde görülür ve mitotik iğ lifleri kinetokord.

Metafaz evresinde kromozomlar hücrenin ortasındaki metafaz plakasında sıralanırken, her kardeş hücrenin kromatidi, hücrenin zıt uçlarında veya kutuplarında bir iğ lifine bağlanır. Kromozomlar, kromozomların sentromerlerini iten polar liflerin kuvvetleri tarafından yerinde tutulur. Bu eylem, iki yavru hücreyi birbirinden ayrı tutar.

Anafaz aşamasında, sentromerler ikiye bölünür ve kardeş kromatitler, iki ayrı kutba çekildikleri için şimdi kromozom haline gelirler. İğ lifleri iki yeni hücrenin uzamasına neden olur. Bu aşamanın sonunda, her bir kutupta eksiksiz bir kromozom seti bulunur. Orijinal hücrenin sitoplazmasının sitokinez adı verilen bölünmesi, bu aşamada başlar ve devam eder.

Telofaz aşaması sonraki ve kromozomların hücrenin zıt uçlarına ulaştığı ve her iki kardeş hücrenin etrafında yeni bir nükleer zarf oluştuğunda yoğunlaşmaya başladığı zamandır. Her yeni hücrenin etrafındaki iğ iplikleri onları birbirinden uzaklaştırır. Nükleoller de yeniden ortaya çıkar ve her yavru hücredeki kromozomların kromatin lifleri çözülür. Bu noktada, ana hücrenin genetik içeriği eşit olarak iki yeni yavru hücreye bölünür.

Sitokinezlar, hayvan hücrelerinin iki yavru hücre arasında bir bölünme ile ayrılmaya başladığı bölünmenin son aşamasıdır. Bitki hücrelerinde, bir hücre plakası, her biri üzerinde bir hücre duvarı oluşturmak için yavru hücreleri ayırır. Kız hücrelere diploid hücreler de denir, yani her biri birbiriyle ve ana hücreyle tam ve tam olarak aynı miktarda kromozom içerir.

Mayoz hücre bölünmesi-mayoz I ve mayoz II'nin sadece iki aşaması vardır. Her yeni hücre benzersiz DNA içerecektir. Bu, aynı iki ebeveyne sahip iki çocuk birbirinden çok farklı göründüğünde görülebilen genetikteki büyük çeşitliliği verir. Mayoz bölünme, bir hücredeki kromozomların her birinin küçük bir kısmının kopup başka bir kromozoma bağlanmasıyla meydana gelir. Buna genetik rekombinasyon veya çaprazlama denir.

Mayoz I, kromozomları çaprazlamak için ikiye böler. Mayoz II, her hücredeki her kromozomdaki genetik miktarını yarıya böler. Hücre bölünmesinin sonucu, mitoz bölünmedeki ikisi yerine dört yavru hücredir. Bu yavru hücrelerin her biri, orijinal ana hücre olarak kromozom sayısının sadece yarısına sahiptir.

Prokaryotik hücreler, çekirdeği olmayan tek hücreli bakteri organizmalarıdır. Var olmak için bölünmesi gereken mikroskobik organizmalardır. Bölünme sürecine, bir hücrenin ikiye dönüştüğü ikili fisyon denir. İkili fisyondaki ilk adım, hücredeki DNA'nın kopyalanması ve küçük DNA parçalarının oluşmasıdır. adı verilen plazmitler kopyalanır ve daha sonra iki kopya ve orijinal, hücre. Hücre büyür ve uzar ve daha sonra hücrenin ortasında onu iki hücreye bölen bir septal halka oluşur.

Bu bölme işlemi, yumuşak bir peyniri diş ipi ile ikiye kesmekle aynı fikirdir. Yumuşak peynirlerin yumuşak kıvamı nedeniyle bıçakla temiz bir şekilde kesilmesi zordur. Yumuşak peyniri bir tabağa koyarsanız, aynı ve eşit boyutta iki parça oluşturmak için diş ipi ile eşit olarak ikiye bölebilirsiniz.

Aseksüel hücre bölünmesi, ana hücrenin ikili fisyon ile iki yavru hücreye bölünmesiyle yeni hücrelerin üretildiği üreme için kullanılır. Bölünen tüm hücreler, ana hücre ile aynı genetik kimliğe sahiptir. Bu, organizmaların bakteri, alg, maya, karahindiba ve yassı kurtlarda olduğu gibi çok hızlı bir şekilde üremesini sağlar. Yeni tek tek hücreler, ana hücrelerin tam kopyaları oldukları için klonlar olarak adlandırılır.

Bakteriler aseksüel olarak çoğalır ve yaklaşık 20 dakika içinde sayılarını çok hızlı bir şekilde ikiye katlar. Bu nedenle bakteri salgınları çok ciddi olabilir ve çok hızlı büyüyebilir. Bakteri hücreleri ayrıca hızlı üreme yöntemini dengelemek için yüksek bir ölüm oranına sahiptir.

Maya ürünleri tomurcuklanma süreciyle eşeysiz olarak çoğalır, ancak eşeyli olarak da çoğalabilir. Tomurcuklanma süreci, hücrenin dış kenarında oluşan bir çıkıntıyı içerir ve ardından nükleer bölünme meydana gelir. Çekirdeklerden biri tomurcuğa hareket eder ve ardından ana hücreyi koparır. Tomurcuklanma yoluyla eşeysiz üreme aynı zamanda yassı solucanların iki ayrı bölüme ayrılması ve iki tam yassı solucan yapmak için yenilenmesidir.

Karıncalar, yaban arıları ve arılar gibi bazı böcekler eşeyli veya eşeysiz olarak üreyebilir. Bu böceklerde hücreler eşeysiz bölünmede bölündüklerinde, döllenmemiş yumurtalardan yeni böceklerin yeniden üretildiği partenogenez sürecini kullanırlar. Hem eşeyli hem de eşeysiz olarak çoğalabilen türlerin bazılarında, döllenmemiş yumurtalar erkek böcekleri, döllenmiş yumurtalar ise dişi böcekleri üretir.

Bitkiler eşeysiz olarak çoğaldıklarında buna vejetatif çoğaltma denir ve bu yöntem, ana bitkiye özdeş ürünler ürettiği için çiftçiler tarafından tercih edilir. Bazen bazı tohumların çimlenmesi zor olduğu için bu yöntem tercih edilir.

Örneğin, patates gözleri veya köklenme alanları, tohumluk patates veya ana bitki ile aynı olan daha fazla patates bitkisi üretmek için ekilir. Muz bitkileri, ana bitkinin tabanından büyüyen bebek enayi bitkileri ayırarak ve her birini tamamen yeni bir bitki için dikerek çoğaltılır. Ahududu çalıları, alt dalların bir kısmını yere doğru bükerek ve toprakla kaplayarak çoğaltılabilir. Dallar kendi kök sistemlerini büyütecek ve sonunda ayrılabilecek ve yeni bir ürün için ayrı olarak dikilebilecek birkaç yeni bitki üretecek.