Mitoz ve Mayoz, hücre bölünmesinin iki farklı yoludur. Mitoz, ana hücreyle aynı kromozom setine sahip iki hücre oluşturur; organizmanın büyümesi ve dokuların yenilenmesi bu sayede gerçekleşir. Mayoz ise, ardışık iki bölünme geçirerek dört hücre oluşturur ve bu hücrelerde kromozom sayısı yarıya iner; eşey hücreleri bu şekilde oluşur. Bu sayfada mitoz ve mayozun fazları sırayla, her fazdaki kromozom ve DNA miktarı, krossing over ve konjugasyon, mitoz ve mayoz arasındaki farkları gösteren bir tablo ve kendinizi test etmek için bir alıştırma bulunmaktadır.
Hücre Yaşam Döngüsü ve İnterfaz
Hücre sürekli bölünmez. Onun yaşam döngüsü, hücrenin oluşumundan kendi bölünmesine kadar geçen süredir ve iki eşit olmayan kısımdan oluşur: uzun interfaz (hazırlık) ve kısa bölünme.
İnterfaz üç döneme ayrılır:
- G1, presentetik — hücre büyür, protein sentezler, sitoplazma ve organel miktarını artırır;
- S, sentetik — DNA replikasyonu gerçekleşir: her kromozom kendi ikinci kromatidini tamamlar;
- G2, postsentetik — hücre enerji depolar, sentriyolleri ikiye katlar, bölünme iğini oluşturacak proteinleri hazırlar.
Unutulmaması gereken en önemli şey: DNA'nın ikiye katlanması interfazda, bölünme başlamadan önce gerçekleşir. Hem mitoz hem de mayoz, zaten ikiye katlanmış materyalle, yani 2n4c setiyle başlar. İnterfazın kendisi ne mitozun ne de mayozun bir fazı olarak kabul edilmez.
İnterfazda kromozomlar mikroskopta bile görünmez: çözülmüş haldedirler ve çekirdekte kromatin olarak bulunurlar. Çekirdek, kromozomlar ve iğ ipliklerinin oluştuğu sentrozomun yapısı, bitki ve hayvan hücresi yapısı hakkındaki materyalde ayrıntılı olarak incelenmiştir.
2n2c Ne Anlama Gelir: Kromozomlar ve DNA Nasıl Sayılır?
2n4c gibi kayıtlarda n harfi kromozom sayısını, c harfi ise DNA miktarını (daha doğrusu kromatit sayısını) ifade eder. Haploid set n'dir, diploid set 2n'dir. 2n2c kaydı şöyle okunur: «diploid kromozom seti, her kromozom tek kromatitten oluşur», 2n4c ise «diploid set, her kromozom iki kromatitten oluşur».
En sık yapılan hata, kromozomları kromatitlere göre saymaktır. İkiye katlandıktan sonra kromozom iki çubuk gibi görünür, ancak bu tek kromozomdur: her iki kromatit tek bir sentromerle tutturulmuştur. Kromozom sayısı sentromer sayısına eşittir.
İnsanlarda 2n = 46'dır. Bu, G1 döneminde hücrede 46 kromozom ve 46 DNA molekülü (2n2c) olduğu anlamına gelir. S döneminden sonra hala 46 kromozom vardır, ancak DNA molekülü sayısı 92'ye (2n4c) çıkar. Ve sadece mitozun anafazında, sentromerler bölündüğünde, kromozom sayısı 92'ye çıkar - her kutba 46 tane.
Mitoz Fazları: Profaz, Metafaz, Anafaz, Telofaz
Mitozun dört fazı adım adım, her fazdaki kromozom ve DNA miktarıyla birlikte aşağıdaki şemada gösterilmiştir. Burada en sık takılan üç soruyu açıklayalım.
Neden Anafazda Birden Bire 4n4c Olur? Hücre bütün haldeyken, her bir yavru hücrede olacağından iki kat daha fazla kromozom bulunur: sentromerler bölünmüş ve her kromatit bağımsız bir kromozom haline gelmiştir. Ancak set hem hücrenin tamamı (4n4c) hem de kutup başına (2n2c) göre sayılır - sorularda her zaman ne sorulduğuna bakın.
Neden Metafazda Kromozomlar Sayılır? Tam burada kromozomlar en fazla yoğunlaşmış ve tek sıra halinde dizilmişlerdir - görünürler ve sayılabilirler. Bu nedenle karyotip, metafaz plaklarından incelenir.
Bölünme Nasıl Sonlanır? Sitoplazmanın bölünmesine sitokinez denir ve bitki hücresinde hayvan hücresinden farklı şekilde ilerler: hücre duvarı hücrenin ortadan ikiye bölünmesini engellediği için, bölme içten, merkezden kenarlara doğru büyür.
Mayoz I: Konjugasyon, Krossing over ve Homologların Ayrılması
Mayoz, tek bir DNA replikasyonundan sonra ardışık iki bölünmedir. Birinci bölünmeye redüksiyon bölünmesi denir: kromozom sayısı bu bölünmede iki kat azalır. Fazların sırası ve setler aşağıdaki şemada gösterilmiştir.
Neden Set Tam Olarak Burada Azalır? Anafaz I'de kromatitler ayrılmaz - bütün kromozomlar ayrılır, bu nedenle kutba ulaşan haploid set iki kromatitli kromozomlardır: n2c, nc değil. Tek kromatitli olmaları ancak ikinci bölünmeden sonra gerçekleşir.
Konjugasyon ve Krossing over Neden Gerekli? Birbirine yaklaşan homolog çifti (bivalent) - iki kromozom ve dört kromatittir. Kardeş olmayan kromatitler arasında parça değişimi, ana ve baba genlerini tek bir kromozom içinde karıştırır - kalıtsal çeşitlilik buradan gelir.
Çok Şeyi Belirleyen Rastgelelik. Her homolog çifti, diğerlerinden bağımsız olarak kutuplara doğru yönelir. İnsanlarda bu, krossing over olmadan bile 2²³ ≈ 8,4 milyon farklı set varyasyonu sağlar.
Bölünmeler arasında kısa bir interkinez gerçekleşir - ve bu interkinezde sentetik dönem yoktur: DNA ikinci kez ikiye katlanmaz.
Mayoz II: Kromatitlerin Ayrılması
Mayozun ikinci bölünmesine ekvatoral bölünme denir - mitoz kurallarına göre ilerler, ancak haploid bir hücrede. Fazlar ve setler aşağıdaki şemada gösterilmiştir.
Burada Anlaşılması Gereken Nedir? Ekvator boyunca tek kromozomlar dizilir, bivalentler değil: homologların konjuge olacak kimsesi yoktur, önceki bölünmede ayrılmışlardır. Bu sefer sentromerler bölünür - kardeş kromatitler ayrılır.
Neden Dört Hücrenin Hepsi Farklıdır? Önce krossing over, iki homologun kardeş olmayan kromatitleri arasında parça değişimi yapmış, sonra da homologlar rastgele kombinasyonlarla hücrelere ayrılmıştır. Bu nedenle mayoz, kopyalar değil, her seferinde yeni bir gen seti üretir - kalıtsal çeşitliliğin temeli budur.
Mitoz ve Mayoz Fazlarında Kromozom ve DNA Miktarı
«Belirli bir fazda kaç kromozom ve DNA molekülü vardır?» gibi sorular, sadece iki kuralı akılda tutarak mekanik olarak çözülür: DNA miktarı yalnızca S-döneminde artar, kromozom sayısı ise yalnızca kromatitlerin ayrıldığı yerlerde değişir. Aşağıda her faz için setler verilmiştir.
| Faz | Kromozomlar ve DNA |
|---|---|
| İnterfaz | |
| Presentetik Dönem (G1) | 2n2ckromozomlar tek kromatitli |
| Sentetik Dönem (S) | 2n4cDNA ikiye katlandı |
| Postsentetik Dönem (G2) | 2n4cbölünmeye hazırlık |
| Mitoz | |
| Profaz | 2n4c |
| Metafaz | 2n4ckromozomlar ekvatorda |
| Anafaz | 4n4ckromatitler ayrıldı, kutupta 2n2c |
| Telofaz | 2n2ciki hücrenin her birinde |
| Mayoz I | |
| Profaz I | 2n4ckonjugasyon ve krossing over |
| Metafaz I | 2n4cekvatorda bivalentler |
| Anafaz I | 2n4chomologlar ayrıldı, kutupta n2c |
| Telofaz I | n2ciki hücrenin her birinde |
| Mayoz II | |
| Profaz II | n2c |
| Metafaz II | n2ckromozomlar tek sıra halinde ekvatorda |
| Anafaz II | 2n2ckromatitler ayrıldı, kutupta nc |
| Telofaz II | ncdört hücrenin her birinde |
Mitozun Mayozdan Farkları: Karşılaştırmalı Tablo
İki bölünmenin birçok ortak noktası vardır: her ikisi de interfazdaki DNA replikasyonundan sonra gerçekleşir, her ikisinin de faz isimleri aynıdır, her ikisi de bölünme iğini kullanır ve sitoplazma bölünmesiyle sona erer. Bu nedenle, önce benzerlikleri, sonra da tablodaki maddelere göre farklılıkları belirtmek faydalıdır.
| Özellik | Mitoz | Mayoz |
|---|---|---|
| Bölünme Sayısı | Mitoz: tek | Mayoz: ardışık iki - mayoz I ve mayoz II |
| Oluşan Hücre Sayısı | Mitoz: iki | Mayoz: dört |
| Yavru Hücre Seti | Mitoz: 2n - ana hücreyle aynı | Mayoz: n - yarıya inmiş, haploid |
| Konjugasyon ve Krossing over | Mitoz: yok | Mayoz: var, profaz I'de |
| Metafazda Ekvatorda Ne Durur? | Mitoz: tek kromozomlar tek sıra halinde | Mayoz: metafaz I'de - bivalentler iki sıra halinde, metafaz II'de - tek kromozomlar |
| Anafazda Ne Ayrılır? | Mitoz: kardeş kromatitler | Mayoz: mayoz I anafazında - bütün homolog kromozomlar, mayoz II anafazında - kromatitler |
| Profaz | Mitoz: kısa ve basit | Mayoz: profaz I uzun ve karmaşık |
| Genetik Sonuç | Mitoz: ana hücreyle aynı gen setine sahip hücreler | Mayoz: yeni gen kombinasyonlarına sahip hücreler, hepsi farklı |
| Nerede Gerçekleşir? | Mitoz: vücut hücrelerinde: büyüme, doku yenilenmesi ve onarımı, eşeysiz üreme | Mayoz: hayvanlarda eşey hücrelerinin oluşumunda ve bitkilerde sporların oluşumunda |
Mitoz ve Mayozun Biyolojik Önemi
Mitozun Önemi - doğruluktur. Yavru hücreler, ana hücreyle tam olarak aynı kromozom ve gen setini alırlar, bu nedenle mitoz şunları sağlar:
- organizmanın büyümesi ve hücre sayısının artması;
- dokuların yenilenmesi ve hasarların iyileşmesi (rejenerasyon);
- döllenmeden sonra zigotun bölünmesi;
- amebin bölünmesinden bitki çeliğiyle üremeye kadar eşeysiz ve vejetatif üreme.
Mayozun Önemi - iki şeyin birden sağlanmasıdır.
Birincisi: türün kromozom sayısının sabitliği. Eğer eşey hücreleri diploid olsaydı, her döllenmede kromozom sayısı ikiye katlanırdı. Mayoz, seti iki kat azaltır ve gametlerin birleşmesiyle (n + n) zigot tekrar diploid bir set 2n alır.
İkincisi: kombinatif çeşitlilik. Yeni gen kombinasyonları üç kez ortaya çıkar: profaz I'deki krossing over, anafaz I'deki homologların rastgele ve bağımsız ayrılması ve döllenme sırasında gametlerin rastgele karşılaşması. Sadece bağımsız ayrılma sayesinde insan, 2 üzeri 23 - sekiz milyondan fazla - farklı kromozom setine sahip gamet üretebilir. İşte bu çeşitlilik, doğal seçilim için materyal sağlar.
Hayvanlarda mayoz, eşey bezlerinde eşey hücrelerinin oluşumu sırasında, bitkilerde ise sporların oluşumu sırasında gerçekleşir.
Görev Açıklamaları
Örnek 1. Mitozun Farklı Fazlarında Kromozom ve DNA Sayısı
Görev: Drosophila'da 2n = 8. Mitozun profaz, anafaz ve telofaz fazlarındaki kromozom ve DNA molekülü sayısını belirleyin.
Adım 1. Başlangıç Noktası. Bölünmeden önce, G1 döneminde, set 2n2c'dir: 8 kromozom ve 8 DNA molekülü. S döneminde DNA ikiye katlanır, 2n4c olur - kromozom hala 8, DNA molekülü ise 16.
Adım 2. Profaz. Hiçbir şey ayrılmaz, set aynıdır: 8 kromozom, 16 DNA molekülü (2n4c).
Adım 3. Anafaz. Sentromerler bölünür, her kromatit ayrı bir kromozom haline gelir: kromozom sayısı 16, DNA molekülü sayısı da 16 olur (4n4c). Her kutupta ise 8 kromozom bulunur.
Adım 4. Telofaz. Sitoplazma bölünür ve oluşan iki genç hücrenin her birinde 8 kromozom ve 8 DNA molekülü (2n2c) bulunur.
Mantık Kontrolü: Mitozun kendisi sırasında DNA molekülü sayısı hiç artmadı - sadece hücreler arasında ikiye bölündü.
Örnek 2. Mayoz Fazlarındaki Set
Görev: Mısırda 2n = 20. Mayoz I sonu ve tüm mayoz sonunda hücredeki kromozom ve DNA molekülü sayısı kaçtır?
Adım 1. Mayozdan önce DNA ikiye katlandı: 20 kromozom ve 40 DNA molekülü (2n4c).
Adım 2. Anafaz I. Bütün homologlar kutuplara ayrılır, sentromerler bölünmez. Her kutupta 10 kromozom toplanır ve her biri iki kromatitten oluşur.
Adım 3. Telofaz I Sonu. Oluşan iki hücrenin her birinde 10 kromozom ve 20 DNA molekülü (n2c) bulunur.
Adım 4. Mayoz II. DNA replikasyonu olmadı, bu yüzden anafaz II'de sadece kromatitler ayrılır. Mayoz sonunda dört hücre oluşur, her birinde - 10 kromozom ve 10 DNA molekülü (nc).
Cevap: birinci bölünmeden sonra 10 kromozom ve 20 DNA molekülü; ikinci bölünmeden sonra - 10 kromozom ve 10 DNA molekülü.
Örnek 3. Tanıma Göre Bölünmeyi Belirleme
Görev: «Hücrede, her biri dört kromatitten oluşan 12 yapı görülüyor. Bunlar ekvator boyunca iki sıra halinde dizilmişler.» Bu hangi bölünme ve hangi fazdır? Hücrenin başlangıç seti nedir?
Adım 1. Dört kromatitten oluşan yapı bivalenttir, yani birbirine yaklaşmış homolog kromozom çiftidir. Bivalentler sadece mayozda bulunur: konjugasyon profaz I'de gerçekleşmiştir.
Adım 2. Bivalentler ekvator boyunca iki sıra halinde dizilmişler - bu metafaz I fazıdır.
Adım 3. 12 bivalent var, yani 24 kromozom var ve hücrenin başlangıç seti 2n = 24'tür. Bu fazda 48 DNA molekülü bulunur (2n4c).
Cevap: Mayoz I Metafazı, 2n = 24, hücre seti 2n4c.
Nasıl Hata Yapılmaz: Eğer ekvatorda tek sıra halinde tek, iki kromatitli kromozomlar dizilmiş olsaydı, bu mitoz metafazı (2n durumunda) veya mayoz II metafazı (haploid set durumunda) olurdu.
Sık Yapılan Hatalar
-
DNA'nın profazda, bölünmeden hemen önce ikiye katlandığını düşünmek.
DNA replikasyonu (ikiye katlanma), interfazın S-döneminde, profazdan çok önce gerçekleşir. Hem mitoz hem de mayoz 2n4c setiyle başlar.
-
Kromozomları kromatitlere göre saymak: 46 iki kromatitli kromozom görüp «92 kromozom» yazmak.
Kromozom sayısı sentromer sayısına eşittir. Kromatitler tek bir sentromerle bağlı olduğu sürece, bu tek bir kromozomdur: 46 kromozom ve 92 DNA molekülü. Kromozom sayısı ancak sentromerler bölündüğünde, yani anafazda 92'ye çıkar.
-
Mitozun anafazında homolog kromozomların ayrıldığını düşünmek.
Mitozun anafazında aynı kromozomun kardeş kromatitleri ayrılır. Homolog kromozomlar, bölünme boyunca sadece bir kez ayrılır - mayoz I'in anafazında.
-
Mayozun ikinci bölünmesinden önce DNA'nın tekrar ikiye katlandığını düşünmek.
İnterkinezde sentetik dönem yoktur. Tek bir DNA replikasyonu - iki bölünme: bu nedenle set sonuçta yarıya iner.
-
Krossing over'ı mitoza veya metafaz I'e atfetmek.
Krossing over, mayozun profaz I'inde, homologlar bivalent halinde birleştiğinde (konjugasyon) gerçekleşir. Mitozda homologlar konjuge olmaz, bu nedenle krossing over mitozda olmaz.
-
Mayozun dört eşit hücre oluşturduğunu ve kromozom sayısının her iki bölünmede de yarıya indiğini söylemek.
Set sadece birinci bölünmede yarıya iner - bu zaten redüksiyon bölünmesi olarak adlandırılır. İkinci bölünme hücredeki kromozom sayısını azaltmaz, kromatitleri ayırır. Oluşan dört hücre ise genetik olarak farklıdır: krossing over ve homologların rastgele ayrılması onlara farklı gen kombinasyonları verir.
-
İnterfazı mitozun ilk fazı olarak adlandırmak.
İnterfaz, hücre döngüsünün bir parçasıdır, bölünme fazı değildir. Mitozun dört fazı vardır: profaz, metafaz, anafaz ve telofaz. Ancak interfaz olmadan kromozom sayısını hesaplama görevleri çözülemez: tam olarak S-döneminde set 2n4c olur.
Sorular ve Cevaplar
Mitoz mayozdan kısaca nasıl farklıdır?
Mitoz tek bir bölünmedir, hücreden ana hücreyle aynı 2n setine ve aynı gen setine sahip iki hücre oluşur. Mayoz, tek bir DNA replikasyonundan sonra ardışık iki bölünmedir, haploid n setine sahip dört hücre oluşur ve hepsi gen kombinasyonları açısından farklıdır. Ayrıca, sadece mayozda konjugasyon ve krossing over bulunur ve anafaz I'de kromatitler yerine bütün homolog kromozomlar ayrılır.
Mitozda ve mayozda kaç hücre oluşur?
Mitozda - 2n2c setine sahip iki hücre. Mayozda - nc setine sahip dört hücre. Buradan amaçları da farklılaşır: mitoz aynı hücrelerin sayısını artırır, mayoz eşey hücrelerini hazırlar.
Krossing over hangi fazda gerçekleşir?
Mayozun birinci bölünmesinin profazında. Krossing over, homolog kromozomların kardeş olmayan kromatitleri arasında aynı parçaların değişimidir. Bu, ancak homologlar bivalent halinde birleştiğinde, yani konjugasyondan sonra mümkündür.
Kromozom konjugasyonu ve bivalent nedir?
Konjugasyon, mayozun profaz I'inde homolog kromozomların tüm uzunlukları boyunca çiftler halinde yaklaşmasıdır. Oluşan çifte bivalent denir: içinde iki kromozom ve dört kromatit bulunur (bu yüzden bazen tetrat olarak da adlandırılır). Metafaz I'de ekvatorda tek tek kromozomlar yerine bivalentler dizilir.
Mitozun anafazında set neden 4n4c olarak yazılır?
Çünkü sentromerler bölünmüş ve her bir eski kromatit bağımsız bir kromozom haline gelmiştir. DNA molekülü sayısı aynı kalır (4c), ancak kromozom sayısı geçici olarak iki katına çıkar - 4n. Sitoplazma bölündüğü anda, oluşan iki hücrenin her birinde normal 2n2c seti bulunur.
Vücutta mitoz nerede, mayoz nerede gerçekleşir?
Mitoz vücut hücrelerinde gerçekleşir: büyüme bölgelerinde, deride, bağırsak mukozasında, kemik iliğinde, yara iyileşmesinde. Hayvanlarda mayoz eşey bezlerinde eşey hücrelerinin oluşumu sırasında, bitkilerde ise sporların oluşumu sırasında gerçekleşir.
İnterfaz mitoza dahil midir?
Hayır. İnterfaz, bölünmeye hazırlık ve hücre döngüsünün bir parçasıdır. Mitozun dört fazı vardır: profaz, metafaz, anafaz ve telofaz. Ancak interfaz olmadan kromozom sayısını hesaplama görevleri çözülemez: tam olarak S-döneminde set 2n4c olur.
