Hücre Bölünmesi

Hücre döngüsü, tipik bir hücrenin yaşamı boyunca büyüme, DNA replikasyonu ve hücre bölünmesi için hazırlık içeren olayların sırasını ifade eder. Eşeyli üreyen organizmalar için yaşam bir zigot, döllenmiş bir yumurta olarak başlar. Zamanla, bu orijinal tek hücre, çok hücreli, karmaşık bir birey üretmek için kontrollü bir şekilde büyür ve bölünür. Hücreler özellikle yaşlanma sırasında dokuları korumak ve onarmak için bu süreci sürdürürler.

Şimdi daha yakından bakalım. Ökaryotlarda, çift sarmallı DNA, hücrenin sınırlı alanını barındırmak için zara bağlı bir çekirdek içinde özel olarak düzenlenir. İlk sıkıştırma seviyesinde, DNA, histon adı verilen spesifik proteinlerin etrafına sıkıca sarılır. DNA protein parçacıklarının bu kombinasyonu daha sonra tekrarlanır ve bağlayıcı DNA ile birlikte sarmal kromatin lifleri oluşturan nükleozomlar olarak bilinen diziler halinde paketlenir. Son olarak, ek lifli proteinler kromatini daha da sıkıştırır ve uzun DNA uzunluklarını sıkıca yoğunlaştırılmış birimlere paketler. Hücre bölünmesi aşamasına bağlı olarak kromozom olarak tanınır.

Bölünmeye hazırlanmak için, hücrelerin üç aşamaya ayrılan interfazdan geçmesi gerekir. G1, S ve G2. İlk boşluk aşaması olan G1'de, yeni üretilen bir yavru hücre boyut olarak büyür ve bir sonraki aşamada DNA kopyalanması için hazırlanır. Şimdi sentez aşaması olan S'de hücreler, kromatin olarak paketlenmiş halde kalan nükleer DNA'larını kopyalar. Hücreler ayrıca, mitotik iğ aparatını oluşturan mikrotübül düzenleyici yapılar olan sentrozomları da çoğaltır. Son olarak, ikinci boşluk aşaması olan G2'de hücreler büyümeye, mitoz için gerekli olan organelleri ve proteinleri çoğaltmaya ve enerji depolarını yenilemeye devam eder. Hücre artık mitozun ilk aşamasına girmeye hazırdır.

Beş benzersiz aşamadan oluşan mitoz, bir hücrenin genetik materyalinin iki yavru hücre arasında bölündüğü bir bölünme şeklidir. İlk olarak insanlarda profaz sırasında, nükleik kromatin, sentromer bağlantılarına bağlı kardeş kromatid çiftlerinden oluşan X şeklindeki kromozomlara yoğunlaşır. Aynı anda çekirdeğin dışında, sentrozomlar hücrenin zıt taraflarına göç eder. Bunu yaparken, mikrotübül çubukları her birinden büyümeye başlar. Hücrenin içine veya dışına doğru, ağ benzeri bir iğ aparatı oluşturur. Daha sonra, nükleer zarf prometafaz sırasında çözülür ve kromozomları hücrenin diğer içeriğine maruz bırakır. Protein yapıları ayrıca sentromerlerin her iki tarafında, her kromatit için bir tane olmak üzere görülür. Bu kinetokorlar oluştuğunda, uzayan iç mikrotübüller onlara bağlanır ve her bir kardeş kromatid farklı bir kutba bağlanır.

Mitoz daha sonra metafaza ilerler, burada iğ aparatı kromozomları hücrenin ekvatoru boyunca sabit bir sıra halinde benzer şekilde yönlendirilecek şekilde yeniden düzenler. Anafaz sırasında, kinetokore yapıştırılmış mikrotübüller kısalır. Ve şimdi ayrı ayrı kromozomlar olarak adlandırılan kardeş kromatitler birbirinden ayrılıyor. Bu ve diğer mikrotübül dinamikleri de hücreyi uzatır. Son olarak, kromozomlar telofaz sırasında zıt hücre taraflarına iner. Ve mil aparatı dağılır. Genetik materyal gevşer ve her bir kromozom setinin etrafında bir tane olmak üzere iki nükleer zarf ortaya çıkar. Telofaz sırasında, sitokinez adı verilen, teknik olarak bir mitoz aşaması olmayan farklı bir süreç de hücreyi böler. Bu nedenle, mitozun sonucu, genetik olarak öncüleriyle aynı olan bir hücre çiftidir.

Ne yazık ki, mutasyonlar hücre döngüsü regülasyonunu kontrol eden genlere zarar verebilir ve bu da hücre bölünmesinin kontrolsüz ilerlemesine yol açar. Bu durumda, her ardışık hücre bölünmesi, daha fazla hasara sahip yavru hücreler üretir ve hatalı büyüme düzenlemesi sonuçta tümör adı verilen hücre kütlelerinin oluşumuna yol açar.

Bu laboratuvarda, soğan kök ucu hücrelerini kullanarak mitozun farklı aşamalarını inceleyeceksiniz. Ve sonra hücre döngüsü kontrolü kaybolduğunda ne olduğunu inceleyin.