Hücre Bölünmeleri ve Üreme

Derideki küçük bir hasar onarılırken uygun hücreler bölünür ve kaybedilen hücrelerin yerine yenileri gelir. Bir çocuğun büyümesi de yalnız hücrelerin şişmesiyle olmaz; hücre sayısı artar. Tek hücreli canlılarda ise bölünme yeni bir birey oluşturabilir. Aynı temel olay, canlının düzenine göre farklı bir işleve hizmet eder.

Hücre büyüdükçe hacmi yüzeyinden daha hızlı artar. Benzer biçimli bir hücrenin boyutu iki katına çıkarsa yüzeyi dört, hacmi sekiz kat olur. Madde alışverişi ve hücre içi yönetim zorlaşabilir. Bölünme yalnız bu oranla tetiklenen mekanik bir olay değildir; sinyaller ve denetim de gerekir.

DNA, proteinlerle birlikte kromatin yapısını oluşturur. Bölünme sırasında yoğunlaşıp görülebilen kromozomlar hâline gelir. DNA eşlenmeden önce bir kromozom tek kromatitlidir; eşlenme sonrasında sentromer bölgesinde bağlı iki kardeş kromatit taşır. Kromozom sayısı lise modelinde sentromer sayısıyla belirlenir.

Bu nedenle DNA’nın eşlenmesi DNA miktarını iki katına çıkarırken kromozom sayısını hemen iki katına çıkarmaz. İki kardeş kromatit ayrıldığında ise artık ayrı kromozomlar sayılır. Homolog kromozomlar, aynı karakterlere ilişkin genleri aynı bölgelerde taşıyan anne ve baba kökenli eşlerdir; kardeş kromatitlerle aynı kavram değildir.

Hücre döngüsünde interfaz ile bölünme evresi bulunur. İnterfazın G1 bölümünde büyüme ve normal faaliyetler, S bölümünde DNA eşlenmesi, G2 bölümünde bölünmeye hazırlık öne çıkar. İnterfaz bir dinlenme dönemi değildir; hücre yoğun biçimde çalışır. Bazı özelleşmiş hücreler döngü dışına çıkabilir.

Hücre, uygun koşullar ve kontrol noktalarıyla ilerler. DNA hasarı veya eşlenmedeki bir sorun, döngünün durdurulmasını gerektirebilir. Bütün hücrelerin aynı sürede bölündüğünü ya da olgun bir organizmadaki her hücrenin bölünmeye devam ettiğini varsaymayız.

Profazda kromatin yoğunlaşır, iğ düzeni oluşur ve çekirdek zarı parçalanma sürecine girer. Metafazda kromozomlar hücrenin ekvator düzleminde sıralanır. Anafazda kardeş kromatitler ayrılıp karşı kutuplara taşınır. Telofazda çekirdek zarları yeniden oluşur ve kromozomlar gevşemeye başlar.

Mitozun temel sonucu, eşlenmiş kalıtsal materyalin iki çekirdeğe dengeli dağıtılmasıdır. Örneğin başlangıç hücresi 2n=4 ise bölünme sonunda her yavru hücre yine 2n=4 olur. Anafazda ayrılan kromatitlerin tek hücre içinde geçici olarak ayrı kromozom sayılması, yavru hücrelerin kromozom sayısının iki katına çıktığı anlamına gelmez.

Sitoplazma bölünmesi sitokinezdir. Hayvan hücresinde boğumlanma, bitki hücresinde ortada hücre plağı oluşumu ile ilerler. Mitoz çekirdek bölünmesini ifade eder; çekirdek bölünmesi ve sitokinez her durumda zorunlu olarak birlikte tamamlanmaz. Tipik döngü sonunda iki yavru hücre oluşur.

Kontrol mekanizmalarının bozulması hücrelerin gerektiği gibi durmadan çoğalmasına yol açabilir; kanser bu tür düzenleme bozukluklarıyla ilişkilidir. Her hücre bölünmesi kanser değildir, her hızlı büyüme de kanser olarak yorumlanamaz. Mitoz normal büyüme, yenilenme ve onarım için gereklidir.