VİRÜSLER, HÜCRE BÖLÜNMESİ, MİTOZ VE MAYOZ BÖLÜNME

 

BİLİM KAYNAĞI

virüs 

 Virüsler aslında canlı olarak kabul edilmez. Ancak farkı anlamak için yapıya da bakmak gerekir. Virüsler sadece basit genetik materyal içerir. Yalnızca bir  DNA veya RNA taşıyan virüsler, onu konakçıya geçirir ve kendi proteinini sentezlemek için konakçının hücresel bileşenlerini kullanır.

Prokaryotlar (Bacteria ve Archaea)

 Prokaryotların zarla çevrili organelleri yoktur. Bir tür fosfolipid, bir hücre duvarı, basit ribozomlar, dairesel DNA ve bazen bir plazmit içeren bir hücre zarına sahiptirler. Diğer organellerin içeriği sitoplazmanın belirli alanlarında yoğunlaşmıştır.

Protistler (Protista)

 Ökaryotlardan oluşan bu tek hücreli organizma grubunun organelleri çok basittir. Gaz keseleri suda yaşayan türlerde bulunur, ancak alglerde çok basit  kloroplastlar, bazı türlerde fazla suyu uzaklaştırmak için kasılma vakuolleri, birçok türde hareket sağlayan kamçı ve benzeri yapılar bulabilirsiniz.

 Mantarlar (Fungi)

Mantar hücreleri genellikle hif adı verilen özel yapılardan oluşur. Miselyum, bitki hücrelerinde olduğu gibi hücreye şeklini veren selüloz değil kitin içeren bir hücre duvarına sahiptir. Bu hücrelerde kloroplast ve sentrozom bulunmaz. Diğer organeller hayvan hücrelerine benzer.

Bitkiler (Plantae)

Bitkilerde hücre duvarı, fotosentezden sorumlu olan selüloz ve kloroplastlardan oluşur. Vakuoller ve peroksizomlar, lizozom içermeyen bu hücrelerdeki enzimatik reaksiyonlardan sorumludur. Bu hücrelerde sentriyol bulunmadığından, bölünme sırasında sitoplazmanın içeriğinden iğ şeklindeki lifler oluşur. Dikdörtgen şeklindeki bitki hücreleri hücre duvarları nedeniyle  hayvan hücrelerinden farklı şekilde bölünürler.

Hayvanlar (Animalia)

Hayvan hücrelerinde  hücre duvarı yoktur. Bu nedenle, dokular görünüşte büyük ölçüde değişebilir. Bitki hücrelerinin aksine, kloroplastsız hayvan hücrelerinde lizozom ve sentriyol bulunur. İçerdikleri organeller doku tipine göre değişiklik gösterebilir.

Hücre Farklılaşması

Hücrelerin farklılaşması, belirli olmayan hücrelerin herhangi bir fonksiyonu için  belirli hücrelere dönüştürülen tüm fiziksel, kimyasal ve metabolik değişikliklerdir. Böylece, DNA yapısı, DNA geninin ekspresyonu ile aynı şekilde tutulurken, DNA yapısı DNA geninin ekspresyonu olarak tutulurken, DNA yapısı DNA geni olarak tutulurken, DNA yapısı, DNA yapısı korunurken Uzun vadeli farklılaşmış bir doku veya uzun vadeli ve çeşitli istisnalar dışında. 

 Hücre farklılaşması için, hücre hücrelerinin gücünü temsil eden diğer tanımlara bakıyoruz. Bunlar aşağıdaki gibi mümkün olan en muhtemeldir: 

 Totipotent --> Pluripotent --> Multipotent --> Oligopotent --> Unipotent.

 Taktik hücreler, vücutta gözlenen her türlü hücreyi ayırt edebilir ve çok fonksiyonlu hücreler  ikinci sırada düşerse ek embriyonik organizasyonlar üretemezler. Kök hücreler totipotent veya pluripotenttir.

Kök Hücreler

Kök hücreler, uzun bir süre boyunca bölünebilen, doğru koşullar ve faktörler verildiğinde kendilerini sürekli yenileyebilen ve farklı hücre tiplerine dönüşebilen "özel" hücrelerdir. 

 Normal bir hücrenin bölünme yeteneği, kromozomların uçlarında bulunan "telomerik" bölgelerle sınırlıdır. Hücreler, her bölündüklerinde kısalan telomerler belirli bir uzunluğa ulaştığında bölünmeyi durdurur. Kök hücrelerde telomerik bölgeler, telomeraz enzimi yardımıyla bölünme sırasında belirli bir uzunluğu koruyabilir. 

 1960'lardan beri bilinen ve tüm çok hücreli organizmalarda bulunan kök hücreler, öncelikle memelilerde incelenmiştir. Memelilerde embriyonik ve yetişkin dokulardan kaynaklanan iki tip kök hücre vardır. 

 Günümüzde kök hücre araştırmaları temel olarak iki soruya odaklanmaktadır: 

 1) dejeneratif hastalıkların, özellikle kalp ve nörolojik hastalıkların tedavisi; 

 2) yeni doku ve organların üretimi. 

  Doku ve organ nakli ile ilgili en büyük sorun verici ve alıcıların doku uyumsuzluğudur. Kök hücreler tek tek doku ve organları üretmek için kullanıldığında bu problemler çözülecektir. Göbek bağı ve kemik iliğinde başlayan kök hücre serüveni artık yetişkin deri hücrelerinden  kök hücre elde edilebilecek bir noktaya geldi.

hücreler arası iletişim 

 Belirli bir görev için özelleşmiş hücreler birleşerek doku ve organları oluşturur. Bu entegrasyonun düzgün bir şekilde devam etmesi için hücreler belirli mekanizmalar aracılığıyla iletişim kurar. Hücreleri birbirine bağlayan, maddelerin ve uyarıların geçişini sağlayan özel yapılar üç grupta birleştirilir.

Geçirgenliği önleyen bileşikler: 

 Sıkı bağlar: Sıkıca kaynaşmış hücreler arasında hücre zarı protein füzyonu ile oluşan bu bağlar, maddelerin hücreler arası boşluğa girmesini engeller. 

 Bölme bağlantıları: Hücre zarı proteinlerinin rijit bağlantılara benzer şekilde  paralel dizilişiyle oluşan bu merdiven bağlantıları yalnızca omurgasızlarda bulunur.

Hücre bağlantıları

 Dezmozomlar: Sıkı bağlantıların hemen altında veya hücrelerin bazal plakaya bağlandığı yerlerde bulunan yapışkan bağlantı yerleri. Dezmozomlar arasında küçük bir boşluk vardır.

İletişim bağlantısı: 

 Nexus: Kapı bölgesi olarak da bilinen bağ, küçük, suda çözünür maddeleri geçirebilir, ancak nükleik asitler ve proteinler gibi makromolekülleri geçiremez. Nexus, elektriksel ve metabolik bağlantılar sağlar. 

 Sinaps: Sinir hücrelerinin birbirleriyle ve kas hücreleriyle iletişim kurmasını sağlayan sinapslar kimyasal bağlar sağlar.

maddelerin zardan geçişi 

 Hücre ile dış ortam arasındaki maddelerin transferi, hücre zarının yapısına ve taşınan maddenin özelliklerine bağlıdır. Genel olarak bir maddenin hücre zarından geçebilmesi için hücre zarı üzerinde  maddeyi tanıyabilecek bir reseptör bulunması gerekir. 

 

 Maddelerin hücre zarlarından geçişi ya enerji kullanılmadan pasif olarak ya da aktif enerji kullanımı ile gerçekleşir. Hücre zarından  görmek istediğiniz maddeyi seçin.

alkol: 

 Hücre zarlarının temel yapısı yağ moleküllerinden oluşur. Bu nedenle yağda çözünen veya yağda çözünen herhangi bir madde hücre zarını kolayca geçer. Alkol ve aseton, yağ gidericilere iki örnektir.

Su: 

 Su çok küçük moleküllü bir maddedir. Ayrıca membran fosfolipidlerinin dışa bakan hidrofilik kısmı ile etkileşime girer. Bu, kemikten kolay ve basit geçişe izin verir. 

 Oksijen: 

 Genel olarak, madde çok yoğun bir ortamdan bitişik, daha az yoğun bir ortama geçme eğilimindedir. "Difüzyon" olarak bilinen bu tür malzeme geçişi, genellikle enerji kullanımını gerektirmez. Oksijen, karbondioksit ve karbon monoksit gibi gazlar difüzyon yoluyla zardan geçer. 

 glikoz: 

 Molekül boyutu ve  yükü de pasif taşıma için etkilidir. Bu koşullar altında küçük moleküller,  zarın bir ucundan diğer ucuna uzanan proteinler yardımıyla zardan geçebilirler. Bu fenomene "kolaylaştırılmış difüzyon" denir. 

 Sodyum ve Potasyum: 

 Normal koşullar altında zarı kendiliğinden geçemeyen moleküller veya iyonlar, zarı geçmek için enerji kullanır. Aktif taşıma olarak bilinen bu örnekte,  K+ iyonlarının hücreye girişi ve Na+ iyonlarının salınımı özel pompalar  ve enerji kullanılarak gerçekleştirilmektedir. Enerji molekülleri zarın protein yapısını değiştirir. 

 Salgılanan maddeler: 

 Büyük moleküller hücre dışı ortama verildiğinde, enerji kullanılarak ekzositoz gerçekleştirilir. Bu şekilde sentezlenen salgı maddeleri ve hücresel atıklar hücrelerden uzaklaştırılır. Maddeler, torbalarda bulunan hücre zarlarına iletilir. Vezikül kabuğu hücre  zarı ile birleştiğinde, maddeler dış ortama salınır. Böylece endositoz sırasında meydana gelen hücre zarı kaybı da ortadan kaldırılmış olur. 

Büyük Besinler: 

 Endositoz, büyük moleküllerin hücreye girmesi gerektiğinde enerji kullanılarak gerçekleştirilir. Hücre zarları içeriye doğru çökerek hava kabarcıkları şeklini alır veya hücrenin dışındaki materyali kaplar ve "pençeler" adı verilen yapıları dışarı çıkarır. İçindeki maddeleri tutan keseler kabuktan soyulur ve hücreye taşınır ve doğru yere taşınır. Hücreye girecek madde sıvı ise bu olaya "neositoz (içme)", katı ise "fagositoz (yemek)" denir. Bağışıklık sistemimizin hücreleri de fagositoz yoluyla vücudumuza giren yabancı maddeler ve organizmalarla savaşır.

DNA sentezi (replikasyon) 

 Çift sarmallı DNA'nın her bir sarmalının bir 5' fosfat ucu ve bir 3' hidroksil ucu vardır. Zıt yönlerde uzanan  iki zıt baz dizisi arasında kurulan hidrojen bağları, DNA'nın sarmal yapısını bir arada tutar. Adenin ve timin bazları arasında iki, guanin ve sitozin bazları arasında üç hidrojen bağı vardır. 1. DNA sentezindeki ilk adım,  çift sarmallı bir DNA yapısının açılmasıdır. Helikaz enzimi, baz çiftleri arasındaki hidrojen bağlarını kırar ve DNA zincirini açar. Açılmanın başladığı noktaya "replikasyon orijini" denir. 2.  Primaz enzimini kullanarak RNA yapısının başlangıç ​​noktasına primerler ekleyin. üç. DNA polimeraz III enzimi bu primerin sonunda başlar ve şablon iplik boyunca yeni bir iplik oluşturur. 3'5' yönünde şablon ipliği okuyun ve 5'3' yönünde yeni bir iplik sentezleyin. 4. Diğer DNA zinciri  ters yönde sentezlenemediğinden, süreksiz DNA dizilerini sentezlemek için ikinci bir DNA polimeraz enzimi kullanılır. Okazaki Heykeli denir. 5. RNA primerleri, DNA polimeraz I tarafından çıkarılır ve  DNA bazları ile değiştirilir. 6. Bir ligaz enzimi yardımıyla Okazaki fragmanları birleştirilir, şeker-fosfat yapısındaki zincirlerin eksik omurgası değiştirilir ve ikisinin 3'-ucu ile 5'-ucu arasında bir bağlantı kurulur. zıt zincirler. . 7. Son aşamada ise onarım mekanizması DNA yapısını kontrol eder ve hatalar düzeltilir.

RNA'nın Sentezi (Transkripsiyon) 

 Bu durumda, DNA sentezi sürecinde olduğu gibi önemli bir varlık gereksizdir.

1. Kopyalama faktörleri, DNA'da gösterilen beklenen kimlik doğrulamasına ait savunucuya bağlanır.

2. Enzim RNA polimeraz  doğrudan buraya bağlanır, spiral çift yapıyı açın ve bir başlangıç ​​kabarcığı oluşturur. 

3. Şablon DNA dizisi 3'5' yönünde okunurken, RNA 5'3' yönünde sentezlenir. 

4. DNA üzerinde belirli bir diziye ulaşıldığında RNA sentezi sona erer. 

5. Sentezlenen RNA, bazı fonksiyonel gruplar eklendikten ve cihaz dışı bölgeler çıkarıldıktan sonra çekirdekten sitoplazmaya gönderilmeye hazır mRNA olur.

Protein sentezi 

 1. Çekirdekteki DNA'dan gerekli kodu türeten mRNA, GER üzerindeki ribozoma bağlanır ve ilk tRNA'nın bağlanmasıyla ribozomal alt birimleri birleşir ve translasyonu başlatır. Protein sentezi için başlangıç ​​kodlaması her zaman AUG'dir. 2. mRNA üzerindeki kod okunurken,  her bir baz tarafından kodlanan amino asit, tRNA tarafından sağlanan şekilde okunur. mRNA'ya bağlanan amino asitler, birbirleriyle özel bağlar kurarak protein zincirleri oluştururlar. 3. mRNA'daki "durdurma kodonu" okunduğunda amino asit kodunun okunması durur ve protein dizisi ribozomdan ayrılır. 4. GÖRH'de bu proteine ​​bir grup şeker eklenir ve bir kese içinde Golgi aygıtına iletilir. 5. Golgi aygıtında, taşıyıcı proteinler tarafından üretilen şekerlerin bir kısmı kaybolur ve türlerine göre fosfat veya sülfat grupları eklenir. 6. Protein konsantreleri golgiyi bir kese içinde bırakır.

  HÜCRE BÖLÜNMESİ

 mitoz: 

 Mitoz, bir hücredeki bir çift kromozomun yavru hücreye iletilmesi için verilen isimdir. Mitozdan hemen sonra hücre bölünmesi sitoplazmik bölünme adı verilen sitoplazmik bölünme ile tamamlanır. 

 1. Faz Arası: 

 Hücre içi sinyal mekanizmalarına bağlı olarak tüm organellerin sayısı ikiye katlanır. Bölünme için gerekli proteinlerin de sentezlendiği  G1, S ve G2 adlı üç fazlı bir interfaz vardır. DNA replikasyonu S fazında gerçekleşir. 

 2. Ön adımlar: 

 Sadece bitkilerde görülen bu aşamada hücrenin çekirdeği hücrenin merkezine girer ve kofullar arasından geçer. Bu aşamada meydana gelen diğer bir olay, mikrotübül ve mikrofiberlerin kümelenmesi nedeniyle hücrenin medyan düzleminde bir bant oluşmasıdır. 

 üç. teklif: 

 Genellikle kromatin iplikleri şeklinde bulunan genetik materyal, kısalma ve kalınlaşma nedeniyle kromozomlara dönüşür. Ara fazda kopyalanan DNA, artık sentrozom bölgesinde birbirine bağlı kardeş kromatitler olarak gözlemlenebilir. Hücre içinde sentrozomların yardımıyla  iğ iplikleri oluşmaya başlar. 

 4. Orta vade: 

 Nükleer membran kaybolur ve fisyon iğ iplikleri hücrenin iki kutbu arasında uzunlamasına gerilir. İğ lifleri belirli bir uzunluğa ulaştığında, mikrotübüller kinetocore bölgesindeki kromatitlere bağlanır. 

 5. Orta vade: 

 Kromozomun merkezi bölgesi, hücrenin merkezinde hizalanır. Bu bölgeye orta plaka veya ekvator düzlemi denir. 

 6. gözden geçirmek: 

 Kinetocore mikrotübüle bağlandığında ve kromozomlar ekvator düzleminde hizalandığında, hücre geç faza girer. Kardeş kromatitleri bir arada tutan proteinler bölünür ve kromatitler ayrılır. Son aşamanın sonuna doğru mikrotübüller kısalır ve ayrılan kromatitler hücrenin kutuplarına doğru çekilir. 

 7. Bitiş: 

 Hücre uzar ve hücrenin iki kutbunda toplanan kromatitlerin etrafında bir nükleer zar oluşur ve bu iki ayrı kromozom setini tekrar kromatin filamentlerine dönüştürür. 8. Sitoplazmik bölünme: 

 Bir çift organel kopyasını paylaşmalarına izin veren sitoplazmanın bölünmesi, hayvan ve bitki hücrelerinde farklı şekilde gerçekleşir. Hayvan hücrelerinde hücreler ara bölgede ayrılarak ikiye bölünürken, bitki ve mantar hücrelerinde  bir önceki aşamada ekvatoral bant oluşturan bölgede hücresel plaklar görülür. Hücre duvarından gelen materyal bu plakların etrafında biriktiğinde hücre ikiye bölünür.

mayoz bölünme: 

 Mayoz bölünme sadece germ hücrelerinde gerçekleşir. Birbirini özel bir şekilde takip eden iki bölünmeden oluşan mayoz bölünme sonucunda bir diploid (2n)  hücreden dört haploid (n) yavru hücre oluşur. İlk bölünmede homolog kromozomlar, ikinci bölünmede kardeş kromatitler birbirinden ayrılır. 1. Faz 1: 

 Mitoz gibi. Proteinlerin ve enzimlerin sentezi G1 fazında gerçekleşir ve genetik materyal S fazında kopyalanır.Mitozdan farklı olarak kromozomlar hala kromatin iplikleri şeklinde bulunur ve G2 fazı eksiktir. 

 2. Adım 1: 

 Mayoz bölünmenin en uzun aşaması. Homolog kromozomlar birleşir, kısalır ve yoğunlaşır. Bu aşamada tetrad adı verilen kuaterner kromatit bir yapı gözlenir. Çapraz bölgeler tarafından bir arada tutulan homolog kromozomların kardeş olmayan kromatitleri arasında "çaprazlama" olarak bilinen özel bir DNA fragmanı değişimi meydana gelir. Evrenin sonuna doğru nükleer zar kaybolur ve fisyon iğ iplikleri oluşmaya başlar. Sentriyoller hücrenin kutuplarına  göç ederken, kinetochore bölgesindeki tetradlara bağlanırlar. 

 üç. Ara Dönem 1: 

 Homolog kromozomlar hücrenin merkezinde sıralanır. 

 4. Gözden Geçirme 1: 

 İğ iplikleri kısaldığında homolog kromozomlar birbirinden ayrılır ve bir dizi haploid kromozom şeklinde hücrenin kutuplarına doğru gerilmeye başlar. Her kromozomun hala bir çift kardeş kromatidi vardır. 

 beş. Bitiş 1: 

 Kromozomlar hücrenin kutuplarına doğru çekildiğinde iğ iplikleri kaybolur. Kardeş kromatitlerden oluşan her bir haploid kromozom setinin etrafında bir nükleer zar oluşur, kromozomlar tekrar kromatin ipliklerine dönüştürülür ve sitoplazmik bölünme ile iki yavru hücre oluşturulur. 

 6. Faz Arası 2: 

 Sitoplazmik bölünmeden sonra hücre kısa bir interfaza girer. Ama bu sefer DNA kopyalanmıyor. 7. Adım 2: 

 Hücre zarları kaybolur, kromatin kromozomlara kısalır, iğ iplikleri oluşur ve merkezciller hücrenin kutuplarına doğru hareket eder. İkinci bölmede oluşan ekvator düzlemi, birinci bölmeye 90° diktir. 

 8. Ara Sınav 2: 

 Sentrozom bölgesindeki iğlere bağlı kromozomlar metazomal plakaya hizalanır. 9. Gözden Geçirme 2: 

 Kardeş kromatitler, fisyon iğ liflerinin kısalması nedeniyle çatallanır ve  kutuplara doğru çekilir. 

 10. Son 2: 

 İğ iplikleri haploid kromozom seti etrafında kaybolurken, bir nükleer zar oluşur, kromozomlar uzar ve incelir ve kromatin ipliklerine dönüşür. Mayoz bölünme tamamlanır ve 4 haploid yavru hücre oluşur. 11. Sitoplazmik bölünme: 

 

 Yeni yavru hücrelerin  sitoplazması da ayrılır. Bu nedenle erkeklerde dört sperm oluşur ve  hepsi olgunlaşarak sperm haline gelir. Dişilerde oluşan dört oositten sadece bir tanesi diğerlerinden daha büyük olgunlaşarak bir yumurtaya dönüşür.