Mayoz, Eşeyli Üreme Ökaryot canlıların mitoz yoluyla eşeysiz olarak çoğaldığını ve bu çoğalmada canlının kendisiyle aynı genetik bilgiye sahip yavrular meydana getirdiğini öğrendik. Eşeyli üreme sonucunda oluşan canlılar ise genetik çeşitliliğe sahip olur. Eşeyli üremede genetik çeşitliliği sağlayan olaylardan biri mayoz bölünmedir. Mayoz Bölünme ve Evreleri Mayoz bölünmenin ayrıntılarına geçmeden önce bazı kavramları hatırlayalım. Bir canlının vücut hücrelerinde her kromozom tipinden ikişer tane bulunur. Biri anne,diğeri babadan gelen, şekil ve büyüklükleri aynı olan bu kromozom çiftlerine homolog kromozomlar denir. Vücut hücreler i homolog kromozomları bulundurduğu için iki takım kromozoma sahiptir. Bu tip hücreler diploit olarak adlandırılır ve 2n şeklinde gösterilir. Gamet olarak adlandırılan üreme hücreleri (sperm ve yumurta) diploit hücrelerin mayoz bölünme geçirmesiyle oluşur. Mayoz bölünme sırasında homolog kromozomlar birbirinden ayrılır ve kromozom sayısı yarıya düşer. Bu nedenle mayoz sonucu oluşan üreme hücrelerinde homolog kromozom çiftlerinin birer üyesi bulunur. Tek kromozom takımı taşıyan hücreler haploit olarak adlandırılır ve n ile gösterilir. Bazı canlılarda mayoz bölünme sonucu spor adı verilen hücreler meydana gelir. Döllenme sırasında gametlerin birleşmesiyle diploit kromozom takımı yeniden oluşur. Böylece mayoz bölünmeyle bir tür içinde kromozom sayısının nesiller boyu sabit kalması sağlanır. Mayoz bölünme tek bir DNA eşlenmesinden sonra arka arkaya iki hücre bölünmesi (mayoz 1 ve mayoz 2) gerçekleşir. Diploit kromozomlu üreme ana hücresi mayoza başlamadan önce bir hazırlık evresi (interfaz) geçirir. İnterfaz Organeller ve genetik materyal kendini eşler. Her bir kromozom aynı genetik bilgiyi içeren ve kromatit adı verilen iki ipliğe sahip olur. Bu kromatitler sentromerlerinden birbirine bağlıdır. Mayoz I Profaz I: Mayozun en uzun evresidir. Bu evrede kromatin iplikler kısalıp kalınlaşmaya başlar. Homolog kromozomlar yan yana gelerek çift oluştururlar. Bu süreç sinapsis olarak adlandırılır. Homolog kromozom çifti yan yana gelince dört kromatit demeti şeklinde görülmeye başlar. Bu dörtlü gruplara tetrat adı verilir. Sinapsis sırasında homolog kromozomların kardeş olmayan kromatitleri parça değiş tokuşu yaparlar. Krossing over denilen bu olay sayesinde yeni gen birleşmeleri meydana gelir. Profaz I evresinde ayrıca sentriyoller birbirinden uzaklaşır ve aralarında iğ iplikleri meydana gelir. Çekirdek zarı parçalanır ve çekirdekçik kaybolur. İğ iplikleri tetratların kinetokorlarından tutunur. Metafaz I: Homolog kromozomlar tetratlar halinde ekvator düzlemine sıralanırlar. Anafaz I: İğ ipliklerinin kısalmasıyla homolog kromozomlar birbirinden ayrılarak zıt kutuplara doğru hareket eder. Telofaz I ve Sitokinez: Çekirdek zarı ve çekirdekçik yeniden oluşur. İğ iplikleri kaybolur. Sitoplazmanın bölünmesiyle homolog kromozom çiftinden yalnız birini taşıyan haploit iki hücre meydana gelir. Mayoz II başlamadan önce DNA eşlenmesi gerçekleşmez. Çünkü her kromozom halen iki kardeş kromatit içermektedir.
Mayoz II Profaz II: Çekirdek zarı oluşmuşsa parçalanır. İğ iplikleri kromatitlerin kinetokorlarına bağlanır. Metafaz II: Kromozomlar düzgün bir şekilde ekvator düzlemine yerleşir. Anafaz II: Kardeş kromatitler birbirinden ayrılır ve hücrenin zıt kutuplarına doğru hareket eder. Telafoz II ve Sitokinez: Kutuplara çekilen kromozomların etrafında çekirdek zarı oluşur ve sitoplazma bölünmesi gerçekleşir. Sonuç olarak mayoz bölünme tamamlandığında diploit(2n) kromozomlu bir hücreden her biri haploit (n) sayıda kromozom içeren dört hücre oluşur. Gamet adı verilen bu hücrelerin hayvanlarda bölünme yetenekleri yoktur. Mayoz sonucu oluşan hücreler spor ise bölünerek bir bireyi meydana getirebilir.
Spermatogenez ve Oogenez Testislerde, olgun sperm hücrelerinin üretilmesi olayına spermatogenez denir. Spermler, testislerin seminifer tüpçüklerinde bulunan ve spermatogonium adı verilen kök hücrelerden oluşur. Erkeklerde mayoz sonucunda oluşan dört hücrenin eşit büyüklükteki sperm hücrelerini meydana getirir. Bir sperm; baş,orta bölüm ve kuyruk kısımlarından oluşur. Baş kısmında çekirdek ve akrozom bulunur. Akrozom, yumurta zarını eritmekte görev yapar. Orta bölümde kuyruğun hareketi için enerji sağlayan mitokondriler yer alır. Yumurtalıklarda, olgun yumurta hücresinin üretilmesi olayına oogenez denir. Dişilerde yumurta üretimi belirli dönemlerde gerçekleşir. Yumurtayı oluşturan kök hücreler oogonium adını alır. Dişilerde mayoz sonucu üçü küçük biri büyük dört hücre oluşur. Üç küçük hücre(kutup cisimcikleri) erirken, bol sitoplazmalı büyük hücre (ootid) olgun bir yumurta hücresini meydana getirir. Memelilerde yumurta zarı zona pellusida adı verilen jel benzeri örtüyle çevrelidir. Türe özgü yapıda olan bu örtü yumurtayla aynı türe ait spermlerin döllenmesini sağlar.
İnsanın da dahil olduğu birçok canlıda sperm küçük ve hareketli, yumurta büyük ve hareketsizdir. Farklı iki cins gametin birleşmesiyle oluşan üreme şeklinde eşeyli üreme denir. Eşeyli üreme mayoz bölünme ve döllenme olmak üzere iki temel olaya dayanır. Mayoz bölünme, eşeyli üreyen canlıların üreme organlarında(dişilerde yumurtalı,erkeklerde testis) görülür. Mayoz bölünme ile diploit (2n) kromozomlu üreme ana hücrelerinden haploit(n) kromozomlu gametler oluşur. Döllenme olayında iki haploit kromozom takımı birleşerek diploit durum yeniden oluşturulur. Böylece eşeyli üreyen organizmalarda mayoz ve döllenme birbirini izleyerek türün kromozom sayısının değişmeden kalması sağlanmış olur. Döllenme Sperm ve yumurta çekirdeklerinin birleşmesine döllenme adı verilir. Döllenme sırasında sperm, yumurtanın folikül hücre tabakasını geçtikten sonra zona pellusida adı verilen örtüdeki reseptör moleküllere bağlanır. Bu bağlanma ile sperm akrozomundan sindirim enzimleri salgılanır ve sperm yumurta zarına ulaşır. Sperm zar proteinlerinin yumurta zarındaki reseptöre bağlanması ile yumurta ve sperm zarları kaynaşır. Bunun sonucunda sperm içeriği yumurtaya girer. İlk spermin yumurtaya girmesi ile yumurta örtüsünde bazı değişiklikler olur diğer spermlerin girişi engellenir.
Canlılarda iki çeşit döllenme görülür; Sperm ve yumurtanın canlı vücudu dışında birleşmesine dış döllenme denir. Bu tür döllenme suda yaşayan canlıların çoğunda görülür. Dış döllenmede türün devamlılığını sağlamak için çok sayıda gamet üretilir. Sperm ve yumurtanın canlı vücudunda birleşmesine iç döllenme adı verilir. Bu tür döllenme karada yaşayan canlılarda görülmekle beraber suda yaşayan memeliler ve bazı balıklarda da görülür. Canlılarda konjugasyon ve partenogenez gibi olaylar da genetik çeşitliliğe yol açar. Konjugasyon Geçici olarak birleşen iki hücre arasında doğrudan DNA transferi yapılmasına konjugasyon denir. Bu olay farklı genetik özellikler taşıyan aynı türden canlılar arasında gerçekleşir. Prokaryot canlılardan bakteriler ve ökaryot bir hücrelilerden paramesyum konjugasyonun görüldüğü organizmalardan bazılarıdır. Bakterilerde iki birey pilus aracılığıyla birbirine tutunur ve aralarında sitoplazmik köprü kurulur. Bu köprü kullanılarak bir bireyden diğerine plazmit aracılığı ile gen aktarımı olur. Konjugasyon sonucunda kalıtsal çeşitlilik sağlanır ve ortam koşularına daha dayanıklı formlar oluşabilir. Paramesyumun konjugasyonu ile genler iki hücre arasında karşılıklı olarak değiştirilir. Partenogenez Döllenmemiş yumurta hücresinden yeni bir bireyin meydana gelmesine denir. Bu üreme şekline omurgasız hayvanlardan arılarda, su pirelerinde, karıncalarda, yaprak bitlerinde ve bazı kelebeklerde; omurgalı hayvanlardan ise bazı balık, kurbağa, sürüngen ve kuş türlerinde rastlanır. Arılarda döllenmiş yumurtalardan diploit kromozomlu kısır işçiler ve üretken kraliçe oluşur. Döllenmiş yumurtalardan meydana gelen larvaların arı sütü ile beslenenlerinden kraliçe arı, polenle beslenenlerinden işçi arılar gelişir. Erkek arılar döllenmemiş yumurtanın gelişmesiyle oluşurlar ve haploit kromozomludurlar. Bunlar spermlerini mitoz ile üretirler. Omurgalı hayvanlardan olan kamçı kuyruklu kertenkelelerin bazı türleri sadece partenogenez ile çoğalır ve bu türlerin tüm bireyleri dişilerden oluşur. Partenogenetik gelişime uğramayan bazı türlerin yumurtaları yapay olarak gelişime yöneltilebilir. Bu olaya deneysel partenogenez adı verilir. Eşeyli Üreme ve Kalıtsal Varyasyon Yeryüzünde yaşayan aynı türe ait bireyler birbirlerine benzemelerine rağmen bazı farklılıklara da sahiptirler. Eğer bu farklılıklar genler tarafından aktarılıyorsa kalıtsal varyasyon olarak adlandırılır. Eşeyli üreme bazı mekanizmalarla kalıtsal varyasyonların ortaya çıkmasında rol oynar.bunlardan birincisi mayoz bölünmede homolog kromozomların bağımsız dağılımıdır.ikincisi yine mayoz bölünme sırasında krossing overin gerçekleşmesidir.kalıtsal çeşitliliğin üçüncü kaynağı ise rastgele döllenmedir. http://www.biyolojidersnotlari.com