Mayoz ve Eşeyli Üreme Biyoloji Ders Notları

Transkript

1 A. Mayoz Bölünme Mayoz ve Eşeyli Üreme Biyoloji Ders Notları Eşeyli üremenin temelidir. Eşey ana hücrelerinden (2n), eşey hücrelerini (n) oluşturan özelleşmiş bölünme şeklidir. Mayoz I ve II olarak birbirini takip eden iki bölünme sonucu kalıtsal yapıları birbirinden farklı dört hücre oluşur. Bölünme sonucu ana hücrenin yarısı kadar kromozom taşıyan hücreler ana hücreden farklı kalıtsal yapıya sahiptir. Anne ve babadan gelen eşey hücrelerinin döllenmesi ile farklı özellikler bir bireyde toplanır. Türün kromozom sayısının sabit kalmasını sağlar. Homolog kromozomlarının bağımsız dağılımı ve krossing överle kalıtsal çeşitlilik sağlanır. Mayoz bölünme evrelerinde mitoz bölünmede olduğu gibi profaz, metafaz, anafaz ve telofaz evreleri görülür. Mayoz bölünme başlamadan önce bir hazırlı evresi (interfaz) geçirir. İnterfaz DNA eşlenir ve eş kromatitler oluşturulur. Hayvan hücrelerinde sentrozomlar eşlenir. Protein sentezi, ATP sentezi, solunum ve büyüme gibi metabolik olayların hızı yükselir. Mayoz I Profaz I: Mayoz un en önemli ve en uzun safhasıdır. Kromatin ağı kısalıp kalınlaşarak kromozom halini almaya başlar. Bir anneden gelen, diğeri babadan gelen bir karakter ile ilgili olan homolog kromozomlar birbirine yaklaşarak değer. Bu olaya sinapsis denir. Böylece dörtlü kromatit grupları oluşur. Bu gruplaratetrat denir. Tetrat sayısı haploit kromozom sayısına eşittir. Homolog kromozomlarının kardeş olmayan kromatitlerinin birbirine dokunan parçaları arasında gen değiş-tokuşu olur. Bu olaya krossing over denir. Krosing over ile yeni gen kombinasyonları meydana gelir. Sentrozomlar birbirinden uzaklaşır, aralarında iğ iplikleri oluşur. Çekirdek zarı parçalanır, çekirdekçik görünmez olur. Sitoplazmada serbest kalan tetratlar kinetokorlarından iğ ipliklerine tutunur. Metafaz I: Homolog kromozomlar, tetratlar halinde karşılıklı, rastgele hücrenin ekvator düzlemine dizilir. Anafaz I: İğ ipliklerinin kısalmasıyla homolog kromozomlar birbirinden ayrılarak zıt kutuplara hareket eder. Bu olay hücrelerde kromozom sayısının yarıya inmesini sağlar. Telofaz I: Kutuplara ulaşan haploit kromozomlar iğ ipliklerinden ayrılır. Kromozomlar etrafında çekirdek zarı oluşur. Sitoplazma bölünmesi de bu evrede olur. Mayoz II başlamadan önce interfaz evresi görülmez. DNA eşlemesi olmaz. Sadece hayvan hücrelerinde sentrozom eşlemesi görülür. Mayoz II: Normal bir mitoz gibi gerçekleşir.

2 Profaz II: Çekirdek zarı parçalanır, iğ iplikleri kromatitlerin kinetokorlarına bağlanır. Metafaz II: Kromozomlar, hücrenin ekvator düzleminde dizilir. Telofaz II: Kromozomlar kutuplara çekildikten sonra çekirdek zarı ve çekirdekçik yeniden oluşur. Bunu sitoplazma bölünmesi izler. Sitoplazma bölünmesi hayvan hücrelerinde boğumlanarak bitki hücrelerinde ise hücre plağı oluşturarak gerçekleşir. Bölünme sonunda haploit kromozomlu dört hücre oluşur. Mayoz II sonunda oluşan hücreler gamet ise bölünme yetenekleri yoktur, spor hücreleri oluşmuşsa bölünerek yeni bir bireyi oluşturabilir. Mayoz Bölünmesi Mayoz Bölünmenin Önemi: Mayoz bölünme ile hücrelerde yarıya inen kromozom sayısı döllenme ile tekrar diploit ( 2n ) olur. Böylece türün kromozom sayısı nesiller boyu sabit kalır. Mayoz bölünmenin profaz I evresinde krossing over sırasında meydana gelen değişimi, türün bireyleri arasında genetik çeşitliliği sağlar.

3 Memelilerde Mayoz bölünme sonucunda oluşan erkek üreme hücreleri spermatogenez, dişi üreme hücreleri oogenez olayı ile farklılaşır. 1. Spermatogenez Erkek bireylerin eşey bezlerinde 2n kromozomlu sperm ana hücrelerinden (spermatogonyum), spermlerin oluşmasına spermatogenez denir. Spermatogonyumlar ergenlik öncesi ve sonrasında mitozla çoğalır. Bunlardan bazıları büyüyüp, gelişerek farklılaşır birincil spermatositleri oluşturur. 2n kromozomlu birincil spermatositden mayoz I sonucunda haploit ( n ) kromozomlu ikincil spermatositler meydana gelir. İkinci spermatositlerden mayoz II sonucunda dört tane haploit kromozomlu spermatit oluşur. Spermatitler gelişerek fonksiyonel spermi oluşturur. Mayoz Spermatogenez Spermatogenez oluşan sağlıklı sperm hücreleri eşit büyüklükte olup, eşit miktarda sitoplazma ve genetik materyal içerir. Sperm Yapısı Sperm baş, orta bölüm ve kamçı olarak üç kısımdan oluşur. Baş kısmının büyük bölümünü çekirdek oluşturur. Başın ön kısmında yumurta hücresinin dışındaki zarı eritecek enzimleri içeren akrozom bulunur.

4 Spermin orta kısmında mitokondriler bulunur. Mitokondrilerde üretilen ATP, kamçının yapısını oluşturan mikrotübüllerin hareketini sağlar. Böylece sperm yumurtaya doğru hızla yüzer. Sperm yapısı Canlı türüne göre sperm yapısı ve sayısı çeşitlilik gösterir. 2. Oogenez Dişi eşey bezleri olan ovaryumlarda mayoz bölünme ile yumurta hücresinin üretilmesine oogenez denir. Yumurta ana hücresi olan 2n kromozomlu oogonyumlar mayoz bölünmeye hazırlanır ve birincil oosit adını alırlar. Ergenlik dönemine kadar kız çocuğunun yumurtalarında bekleyen birincil oositler ergenlikle birlikte hormonların etkisiyle mayoz I i tamamlar. Biri büyük ( ikincil oosit ) diğeri küçük ( kutup cisimciği ) iki haploit hücre oluşur. Mayoz II sonunda, ikincil oositten biri büyük ve bol sitoplazmalı ootit, diğeri kutup cisimciği olan haploit iki hücre oluşur. Mayoz I de oluşan kutup cisimciği de bölünür, toplam üç tane kutup cisimciği oluşur. Kutup cisimcikleri eriyerek kaybolur. Ootit ise farklılaşarak n kromozomlu olgun yumurta hücresini oluşturur.

5 Mayoz Oogenez Her canlı türü kendine özgü büyüklük ve biçime sahip yumurta oluşturur. İnsanda yumurta hücresi diğer hücrelere oranla büyük olup, hareketsizdir. Yumurta örtülerinin sayısı ve yapısı türe göre farklılık gösterebilir. Memelilerde yumurta zona pellusida adı verilen bir zarla çevrilidir. Bu zar protein, glikoprotein ya da polisakkaritten oluşur. Zona pellusida, yumurtayla aynı türe ait spermlerin döllenmesini sağlar. B. Döllenme Olgun yumurta ile spermin haploit çekirdeklerinin birleşmesine döllenme, döllenmiş yumurtaya ise zigotdenir. Zigot diploit sayıda kromozom taşır. Döllenme olayı canlıya özgü oldukça özel bir olaydır. Her yumurta hücresi kendi türüne özgü bir kimyasal madde salgılar. Bu madde spermin yumurtaya yönelmesini sağlar. Döllenmede, sperm zarında bulunan spesifik protein, yumurtanın zona pellusidasında bulunan reseptörlerine bağlanır. Spermin akromozomunda bulunan enzim serbest bırakılır. Enzimlerin yardımıyla sperm yumurta hücre zarına ulaşır, zar üzerindeki reseptöre bağlanır. Sperm zarı ile yumurta zarı kaynaşır. Sperm çekirdeği yumurta içine girerek yumurta çekirdeği ile kaynaşır. Döllenme tamamlanır. Sperm hücresinin yumurtaya bağlanması ile zona pellusida sertleşir. Böylece ikinci bir spermin yumurtaya girmesini önler.

6 Canlılarda dış ve iç döllenme olmak üzere iki döllenme vardır. Yumurta ve spermin canlı vücudu dışında birleşmesi dış döllenmedir. Daha çok deniz solucanı, balık, kurbağa, yumuşakça gibi suda yaşayan canlılarda görülür. Suya bırakılan yumurtalar üzerine çok sayıda sperm bırakılır. Bu döllenme şansını artırır. İç döllenmede, çiftleşme organı aracılığıyla spermler dişi vücudundaki yumurta ile birleşir. Böceklerde, kıkırdaklı balıklarda, sürüngenlerde, kuşlarda ve memelilerde görülür. Dişinin vücudu gametleri dış ortamın zararlı etkilerinden korur. Dış döllenme yapan canlılara göre daha az sayıda yumurta ve sperm meydana getirilir. C. Partenogenez Dişi bireylerin oluşturduğu yumurtaların döllenme olmaksızın gelişerek yeni bireyin oluşturulmasınapartenogenez denir. Arılarda, karıncalarda, su pirelerinde bazı çekirge ve kelebek türlerinden görülür. Bazı balık, kurbağa, sürüngen ve kuş türlerinde de nadir görülebilir. Mayoz Partenogenez Bölünme Bal arılarında kraliçe arı 2n kromozomlu olup üretken dişidir. Mayoz bölünmeyle yumurta üretilir. İşçi arılar, 2n kromozomlu, kısır dişilerdir. Petek oluşumu, balın üretimi, larvaların beslenmesinden sorumludur. Döllenmiş yumurtadan gelişen dişi larva, polenle beslenirse işçi arı, arı sütüyle beslenirse kraliçe arı olur. Erkek arı, döllenmemiş yumurtadan gelişir, n kromozomludur. Mitoz bölünmeyle spermleri üretir. Partenogenetik çoğalma deneysel olarak da gerçekleştirilebilir. Yumurtanın farklı sıcaklıklarda bekletilmesi, iğne ucu ile zarının delinmesi, farklı ph veya farklı su ortamlarına konulması uyarıcı etki yapar. Bu şekilde yumurta döllenmeden geliştirilebilir. D. Konjugasyon Kalıtsal yapısı farklı aynı türden iki hücrenin, aralarında oluşturdukları sitoplazmik bir köprü sayesinde gen alış verişi yapmaları olayına konjugasyon denir. Konjugasyon basit bir eşeyli üreme şekli olup bazı bakteri türlerinde ve paramesyumda görülür.

7 Konjugasyon yapan öglena Bakteri konjugasyonunda gen aktarımı tek yönlüdür. Genetik çeşitlilik artar, birey sayısında artış görülmez. Bazı bakterilerin pilus denilen uzantılarla birbirine tutunup, sitoplazmik köprü oluşturdukları gözlenir.

8 Konjugasyon Plazmit Aktarımı Ökaryot bir hücreli canlı olan paramesyumda da konjugasyon görülür. Paramesyumun konjugasyonunda ise gen aktarımı çift yönlü olur. Mitoz ve Mayoz Bölünme Arasındaki Farklar Mitoz Bölünme Kromozom sayısı ve kalıtsal özellikler değişmez. Mayoz Bölünme Kromozom sayısı yarıya iner ve kalıtsal çeşitlilik artar. Haploit, diploit kromozomlu tüm hücrelerde görülür. Yalnız diploit kromozomlu hücrelerde gerçekleşir. Amaç hücre sayısını arttırmak. Amaç kromozom sayısını yarıya indirmek. Bölünme sonunda iki hücre oluşur. Bölünme sonunda dört hücre oluşur.

9 Bölünme sonunda oluşan hücreler daha uzun ömürlüdür. Bölünme sonucunda oluşan hücreler döllenmezse ölür. Bir çekirdek ve bir sitoplazma bölünmesi olur. İki çekirdek ve iki sitoplazma bölünmesi olur. Krosing over, tetrat gerçekleşmez. Krossing-over, tetrat görülür. Bir hücrelilerde ve çok hücrelilerin vücut hücrelerinde görülür. Bir hücrelilerde özel durumlarda ve çok hücrelilerin eşey ana hücrelerinde görülür. Oluşan yeni hücreler büyüme, gelişme ve yenilenmeyi sağlar. Oluşan hücreler döllenmeyi sağlar. Zigotun oluşumundan canlının ölümüne kadar devam eder. Eşeysel olgunluğa erişmiş bireylerde gözlenir.