Hücre Bölünmesinin Gerekliliği

Hücre Neden Bölünür?

     Her hücrenin bir yaşam döngüsü vardır. Bu döngü sırasında hücreler büyür. Hücre büyüdükçe sitoplazma miktarı artar. Hücrede hacim (sitoplazma) artışı, yüzey (hücre zarı) artışından daha fazla olduğu için yüzey/hacim oranı bozulur. Böylece hücre zarındaki madde alışveriş hızı, sitoplazmanın gerekli besin ve oksijen ihtiyacını karşılayamaz hâle gelir. Atık maddelerin dışarı atılması zorlaşır. Bu durumda hücre, hacmine oranla yüzeyini artırmak için bölünür.

• Büyüme sırasında hücrelerin hacim ve yüzey alanı artar.
• Yüzey artışı hacim artışına göre daha yavaş gerçekleşir.
• Hücreler madde alışverişini yüzeyleri ile yapmaktadır.
• Bu nedenle belirli bir büyüme düzeyi sonrasında hücrenin yüzey alanı madde alışverişi için yetersiz hâle gelir.
• Hücreler genellikle küp ya da silindirik şekildedir.
• Bu şekildeki hücrelerin hacim ve yüzey dengesi bozulduğunda hücre bölünmeye ihtiyaç duyar.
• Bölünme ile hacim/yüzey dengesi tekrar düzenlenmiş olur.
• Bölünmede “sitoplazma/çekirdek” oranı da etkilidir.
• Hücrenin büyümesi sonucunda sitoplazmada meydana gelen artış, çekirdeğin hücreyi kontrolünü güçleştirir.
• Bu nedenle, hücre bölünmesinin bir nedeni de sitoplazma/çekirdek dengesinin bozulmasıdır.
• Bu durumda hücre ya ölecek ya da bölünecektir.
• Çekirdeğin etki alanı sınırlı olduğu için büyüyen hücrede “hacim/ yüzey alanı” arttıkça çekirdeğin sitoplazmadaki denetimi zorlaşır.
• Bölünmenin ön koşulu, hücrenin belirli bir büyüklüğe ulaşmasıdır.
• Ancak hücre büyüklüğünün artışı bölünme için tek başına yeterli değildir.
• Belirli bir büyüklüğe ulaşan hücrenin bölünmesi ile ilgili şifrenin kalıtım materyali olan DNA tarafından verilmesi gerekir.

Dikkat!!!

• Küre şeklindeki hücreler, genel olarak büyümede “hacim/yüzey alanı” oranına uyar.
• Hücrede hacim yarıçapın küpüyle büyürken yüzeydeki büyüme yarıçapın karesine bağlıdır (r3 /r2 ).
• Hücre bölünmesindeki esas amaç, hücrenin potansiyelini ve karakterini muhafaza etmek için kalıtım materyali olan DNA’yı iki katına çıkarmak ve oğul hücrelere aktarmaktır.
• Amip hücresinin sitoplazması, bölünmeye çok yakın bir aşamadayken kesilirse amipin bölünmesi engellenemez.
• Bu durum, DNA tarafından “bölün” anlamına gelen sinyallerin gönderildiğini ve bölünmenin gerçekleşmesi gerektiğini gösterir.

Hücre Bölünmeleri

• Çekirdek, hücrenin denetim ve yönetim merkezidir.
• Hücrede meydana gelen metabolik olayların tümü çekirdeğin denetiminde gerçekleşir.
• Çekirdeğin içinde yer alan DNA, genetik bilgileri bölünme sayesinde yeni oluşan hücrelere aktararak kalıtsal devamlılığı sağlar.
• Çekirdeği olmayan ya da çıkartılan ökaryot hücre, bölünemez ve uzun süre yaşayamaz.

Kromatin Nedir?

Bölünme evresinde olmayan hücrelerde çekirdek sıvısı içinde ağ şeklinde bulunan DNA ve proteinlerden oluşmuş kalıtım materyaline kromatin adı verilir.

• Hücre, bölünme evresinden önce DNA’sını eşler.
• Bölünme sırasında kromatin iplikler kıvrılıp katlanır ve yoğunlaşarak kromozomları oluşturur.
• Bölünme ile genlerin yeni oluşacak hücrelere eşit ve hatasız aktarılması, karmaşık olan DNA moleküllerinin kromozomlar hâlinde paketlenmesiyle mümkündür.

Hücre Döngüsü

• Hücrelerin yaşam devri genelde döngü şeklinde gerçekleşir.
• Bir hücre döngüsü hücre bölünmesi ile sonlanır.
• Yeni bölünmüş bir hücrenin tekrar bölününceye kadar geçirmiş olduğu evreye hücre döngüsü denir.
• Hücre bölünmesi, hücre döngüsünün bir parçasıdır.
• Hücre döngüsünün süresi; canlı türü, hücre ve doku çeşidi gibi pek çok faktöre bağlı olarak farklılıklar gösterir.

Hücre döngüsü iki evreden oluşur.

1. İnterfaz
2. Mitotik evre

İnterfaz

• Mitoz bölünme öncesinde, hücre metabolizmasının yoğun olarak gerçekleştiği gözlenen, hücrenin büyüme ve gelişme evresine interfaz adı verilir.
• Bu evre bir nevi bölünmeye hazırlık evresidir.

İnterfaz süresince hücre içerisinde meydana gelen değişimler şu şekildedir:

• Hücrede bulunan organellerin sayısı artar.
• Protein sentezi, ATP üretimi ve RNA sentezi gibi metabolik olaylar hızlanır.
• Hücrenin hacmi artar.
• DNA molekülleri kendini eşler.
• Hayvansal hücrelerde, sentrozomun eşlenmesi bu evrede gerçekleşir.
• Bölünme sırasında gerekli olan enzimler üretilir.
• İnterfaz evresinde gevşek hâlde paketlenmiş durumda olan kromatin iplikler sadece S fazı sırasında kendini eşler.
• G1 fazında hücre büyür, G2 fazında bölünme için hazırlıklarını tamamlarken daha çok büyür ve bölünme gerçekleşir (M).
• Birçok hücre için en önemli kontrol noktası G1 dir.
• G1 fazında hücre “devam et!” sinyalini alırsa, G1, S, G2 ve M fazlarını tamamlayarak bölünür.
• Eğer hücre burada “devam et” sinyalini almazsa, döngüden çıkar ve G0 adı verilen bölünmeme durumuna geçer.
• İnsan hücrelerinin çoğu G0 fazında olup, çok özelleşmiş sinir ve kas hücreleri bölünememektedir.
• Ancak karaciğer hücreleri gibi bazı hücreler ise yaralandığında, yaralanan bölgeye yakın hücrelere salınan büyüme faktörleri gibi çevresel sinyallerle G0 fazından hücre döngüsüne döner ve interfaz evresini kısa sürede tamamlayarak hasar gören bölge onarılır.
• Embriyonik hücrelerin hayat devrinde interfaz evresi oldukça kısadır.
• Bu sebeple embriyonik hücreler, hücre döngülerini daha kısa sürede tamamlar.
• Hücrenin bölünme emri interfazda verilir.
• Hücre gerekli büyüklüğe ulaştığında, organeller yeterli sayıda çoğaldığında ve gerekli proteinler üretildiğinde hücre döngüsünün ikinci aşaması olan mitotik evreye geçilir.

Dikkat!!!

İnterfaz evresi, hücrenin hayat devrinin en uzun dönemidir. İnterfazda gerçekleşen en önemli olay DNA’nın kendini eşlemesidir.