Mitoz ve Eşeysiz Üreme
Canlılar nesillerini devam ettirmek için ürerler. Üreme, temel olarak eşeyli ve eşeysiz olmak üzere iki ana başlıkta incelenir. Eşeysiz üremenin temelini ise mitoz bölünme oluşturur.
Fen liseleri taban puanları ve yüzdelik dilimleri için sayfamızı takip ediniz.
Mitoz Bölünme Nedir?
Mitoz bölünme, bir ana hücrenin bölünerek genetik olarak birbirinin aynısı olan iki yeni hücre oluşturmasıdır. Bu olay sadece ökaryotik hücrelerde gerçekleşir. Çok hücreli canlılarda büyüme, gelişme ve yaraların onarılması gibi önemli olaylar mitoz sayesinde gerçekleşir.
Hücre Döngüsü ve Mitoz Evreleri
Hücreler, bölünmeden önce belirli bir yaşam döngüsünden geçerler. Bir hücrenin oluşumundan, tekrar bölünmesine kadar geçen bu sürece hücre döngüsü denir. Hücre döngüsü iki ana evreden oluşur: uzun süren interfaz ve kısa süren mitotik evre. Mitoz, mitotik evrenin bir parçasıdır.
İnterfaz: Bu evre, hücrenin bölünmeye hazırlandığı en uzun evredir. Üç alt evreden oluşur:
- G1 Evresi: Hücre büyür, ATP (enerji) sentezi hızlanır, organel sayısı ve protein üretimi artar.
- S Evresi: En önemli olay DNA eşlenmesidir. Hücredeki genetik materyal iki katına çıkar.
- G2 Evresi: Hücre, bölünme için son hazırlıklarını tamamlar.
Hücre döngüsünün süresi canlı türüne ve hücre tipine göre değişebilir. Örneğin, hızlı bölünen bir insan hücresinde yaklaşık 24 saat sürerken, bakteri hücresinde bu süre sadece 20 dakika olabilir. Hücrenin bölünme kararını almasında hacim/yüzey oranının artması önemli bir faktördür. Bu durum madde alışverişini zorlaştırır ve hücre bölünerek bu oranı dengeler. Ayrıca çekirdekten gelen “bölünme emri” de süreci başlatır.
Karyokinez (Çekirdek Bölünmesi): Mitozun asıl evresidir ve çekirdeğin bölünmesini ifade eder. Dört alt evreden oluşur:
- Profaz: İnterfazda dağınık halde bulunan kromatin iplikleri kısalıp kalınlaşarak belirgin kromozomlara dönüşür. Her kromozom, birbirinin kopyası olan iki kardeş kromatitten oluşur. Çekirdek zarı, çekirdekçik ve zarlı organeller eriyerek kaybolur. Sentrozomlar (hayvan hücrelerinde) iğ ipliklerini oluşturmaya başlar ve kromozomlar hücrenin ortasına doğru hareket eder.
- Metafaz: Kromozomlar, hücrenin ekvatoral düzleminde (ortasında) yan yana dizilirler. Sentrozomlardan uzanan iğ iplikleri, kromozomların sentromerlerine (kardeş kromatitleri bir arada tutan bölge) bağlanır. Kromozomların en net görüldüğü evredir.
- Anafaz: Sentromerler bölünür ve kardeş kromatitler birbirinden ayrılarak zıt kutuplara doğru çekilmeye başlar. Bu evrenin sonunda her bir kutupta tam bir kromozom takımı bulunur.
- Telofaz: Profazda kaybolan çekirdek zarı, çekirdekçik ve organeller yeniden oluşmaya başlar. Kutuplara ulaşan kromatitler tekrar kromatin ipliklerine dönüşür ve çekirdek zarı ile çevrilir. Böylece iki yeni çekirdek oluşur.
Sitokinez (Sitoplazma Bölünmesi): Çekirdek bölünmesinden sonra sitoplazma da bölünerek iki ayrı hücre oluşur.
- Hayvan hücrelerinde: Sitoplazma, hücre zarının ortadan boğumlanmasıyla bölünür. Bu boğumlanmayı protein yapılı mikrofilamentler sağlar.
- Bitki hücrelerinde: Hücre duvarı olduğu için boğumlanma görülmez. Bunun yerine, hücrenin ortasında orta lamel (ara lamel) adı verilen bir yapı oluşur ve bu yapı zamanla yeni hücre duvarlarını oluşturarak sitoplazmayı ikiye ayırır. Bitki hücrelerinde iğ ipliklerini sitoplazmadaki proteinler oluştururken, hayvan hücrelerinde sentrozomlar görev alır.
Mitoz bölünme sonucunda bir ana hücreden iki tane genetik olarak aynı yavru hücre oluşur. Eğer bir hücre n kez mitoz geçirirse, oluşan hücre sayısı 2n formülü ile hesaplanır.
Bazı durumlarda çekirdek bölündükten sonra sitoplazma bölünmeyebilir. Bu olaya endomitoz denir ve sonuçta çok çekirdekli hücreler oluşur.
Eşeysiz Üreme
Eşeysiz üreme, tek bir atadan, sadece o atanın genlerini taşıyan yeni bireylerin oluşmasıdır. Bu üreme şeklinde gametlerin (üreme hücreleri) birleşmesi (döllenme) olmaz. Otomiksis (bazı istisnai durumlar) hariç, eşeysiz üreme sonucu oluşan yavrular, ata bireyin genetik olarak tıpatıp aynısıdır. Bu nedenle eşeysiz üreme sonucu oluşan bireylere klon denir.
Eşeysiz üreme, özellikle tek hücreli canlılar (arkeler, bakteriler, protistler) için temel üreme şeklidir. Ayrıca birçok bitki ve mantar da eşeysiz olarak üreyebilir.
Eşeysiz Üreme Çeşitleri
- Tek Hücrelilerde Bölünerek Üreme: Tek hücreli canlılar, belirli bir büyüklüğe ulaştıktan sonra mitoz bölünmeyle ikiye ayrılarak ürerler. Oluşan yeni hücreler, genetik olarak ana hücreyle aynıdır. Örneğin, bakteri ve bazı ökaryotlar bu şekilde ürer.
- Rejenerasyonla Üreme (Yenilenmeyle Üreme): Bazı canlıların kopan vücut parçalarının kendini tamamlayarak yeni bireylere dönüşmesidir. Örneğin, planaryaların (yassı solucanlar) her bir parçası yeni bir planaryayı oluşturabilir. Denizyıldızlarının bazı türlerinde de kopan kollar kendini tamamlayabileceği gibi, kopan her kol da yeni bir deniz yıldızı oluşturabilir. Genellikle bir canlının gelişmişlik düzeyi arttıkça rejenerasyon yeteneği azalır. Kuş ve memelilerde rejenerasyon daha çok doku düzeyindedir ve üremeyi sağlamaz.
- Tomurcuklanarak Üreme: Ana canlının vücudunda bir çıkıntı (tomurcuk) oluşur. Bu tomurcuk gelişerek yeni bir bireyi meydana getirir. Yeni birey, ana canlıdan ayrılarak bağımsız yaşayabileceği gibi, ana canlıya bağlı kalarak koloniler de oluşturabilir. Hidra, bira mayası, mercanlar ve bazı medüzler bu şekilde ürer. Gözyaşı bitkisi ve ciğer otları da yapraklarıyla tomurcuklanarak üreyebilir.
- Vejetatif Üreme: Bitkilerin kök, gövde, yaprak gibi üreme organı olmayan kısımlarından yeni bitkilerin oluşmasıdır. Temelinde mitoz bölünme yatar ve tek bir atadan genetik olarak özdeş çok sayıda bitki elde edilebilir. Vejetatif üreme çeşitleri şunlardır:
- Sürünücü Gövde (Stolon) ile Üreme: Çilek
- Yumru Gövde ile Üreme: Patates, yer elması
- Yassı Gövde ile Üreme: Soğan, sarımsak, lale
- Rizom (Toprak Altı) Gövde ile Üreme: Ayrık otu, zencefil
- Çelik ile Üreme: Meyve ağaçları, bazı saksı bitkileri (Afrika Menekşesi)
- Aşılama ile Üreme: Farklı bitki çeşitlerinin veya türlerinin özelliklerini birleştirmek için kullanılır (Şeftali, erik, kayısı).
- Daldırma Yöntemi ile Üreme: Ana bitkinin dalı toprağa gömülerek yeni bir bitki elde edilir (Portakal, fındık, böğürtlen).
- Doku Kültürü ile Üreme: Laboratuvar ortamında bitki hücre, doku veya organlarından yeni bitkiler üretilir (Orkide, zambak, manolya).
Vejetatif üreme, tohumla üremeye göre daha kısa sürede gerçekleşir ve tohum oluşturması zor veya uzun süren bitkiler için avantajlıdır.
- Sporla Üreme: Mantarlarda, bazı tek hücreli canlılarda (plazmodyum) ve tohumsuz bitkilerde görülen bir eşeysiz üreme şeklidir. Spor adı verilen özel, dayanıklı hücreler aracılığıyla gerçekleşir. Sporlar uygun koşullar oluştuğunda çimlenerek yeni bireyleri oluşturur.
- Partenogenez (Döllenmesiz Üreme): Döllenmemiş bir yumurta hücresinden yeni bir bireyin gelişmesidir. Eklem bacaklılardan arılarda, su pirelerinde, karıncalarda, yaprak bitlerinde ve bazı kelebeklerde görülür. Ayrıca bazı balık türlerinde, kurbağalarda, sürüngenlerde ve bazı kuşlarda da partenogenez görülebilir.
- Arılarda Partenogenez: Dişi arılar eşeyli üreme ile (2n kromozomlu), erkek arılar ise döllenmemiş yumurtalardan partenogenez ile (n kromozomlu) oluşur. Erkek arılar mitozla sperm üretir ve genetik yapıları birbirinden farklıdır.
- Omurgalılarda Partenogenez: Bazı kertenkele türlerinde sadece dişi bireyler bulunur ve partenogenezle ürerler. Yumurta hücresi oluşumu sırasında özel bir mekanizma ile döllenme olmaksızın 2n kromozomlu embriyolar gelişir (diploit partenogenez). Hindi ve tavuklarda da nadiren partenogenezle gelişim görülebilir.