Mayoz Bölünme Biyoloji Portalı

Hayvanlar, insanlar, mantarlar veya bitkiler gibi eşeyli üreyen canlılarda, üreme hücrelerinin oluşturulması sırasında kromozom sayısının yarıya indirilmesi gerekir. Bu olay mayoz bölünme ile sağlanabilir. Eşeyli üreme sırasında mayoz bölünme görülen canlıların vücut hücrelerindeki kromozom sayısı diploittir (2n). Bu canlıların üreme hücrelerinde (yumurta ve sperm) ise monoploit (haploit) (n) sayıda kromozom vardır. Diploit hücrelerden haploit hücrelerin oluşturulması mayoz bölünme ile sağlanır.

Kromozom sayısının yarıya indirilmesiyle türün kromozom sayısının değişmeden kalması sağlanır. Bölünme sonucu oluşan hücrelerin döllenmesi (sperm ve yumurta çekirdeklerinin birleşmesi) ile hücre tekrar türün kromozom sayısına ulaşmış olur. Mayoz bölünmede bir hücre art arda iki bölünme geçirerek dört hücre oluşturulur. Oluşan hücreler hem birbirinden, hem de ana hücreden farklı kalıtsal yapıda olabilir. Mayoz I denilen birinci bölünmede kromozom sayısı yarıya iner ve 2 hücre meydana gelir. Mayoz II bölünmesinde ise her bir hücre mitoza benzer bir bölünme geçirir ve sonuçta 4 hücre oluşmuş olur.

Mayoz bölünme yapacak olan hücre aynen mitoz bölünmede olduğu gibi interfaz evresi geçirir ve sonra bölünme evreleri başlar. Hem mayoz I hem de mayoz II bölünmelerinde profaz, metafaz, anafaz ve telofaz evreleri görülür.

Bilgi: Ökaryot özellikte olan her hücrede kromozom sayısı sabittir. Örneğin insan vücut hücrelerinde 46 kromozom vardır. Bu kromozomlar çiftler halinde bulunur. Bu kromozom takımını taşıyan hücreler diploit denir ve “2n” olarak gösterilir. Kromozom çiftlerinden biri anneden, diğeri babadan gelir. Şekil ve büyüklükleri birbirine aynı olan bu kromozomlara homolog kromozom denir. Homolog kromozomların karşılıklı bölgelerinde aynı karaktere etki eden genler bulunur. Bu sayede bireye ait kalıtsal karakterlerin oluşması sağlanır. Eşeyli üreyen canlıların üreme hücrelerinde (gametler) vücut hücrelerinin yarısı kadar kromozom vardır. Homolog olmayan kromozomları taşıyan hücrelere haploit (monoploit) denir ve “n” ile ifade edilir. Haploit gametlerin döllenmesi sonucu diploit kromozom sayılı hücre (zigot) oluşur. Yani homolog kromozom- lar bir araya getirilir.

MAYOZ I

Mayoz bölünmenin mitoz bölünmeden farklı olmasını sağlayan olaylar (homolog kromozom ayrılması, tetrat oluşumu ve cross over) bu evrede gerçekleşir. Bölünme profaz I, metafaz I, anafaz I ve telofaz I olarak dört evrede gerçekleşir.

Profaz I

Bu evrede kısalıp kalınlaşan kromatin iplikler kromozom halini alır. Homolog kromozomlar birbirlerine tutunarak dört kromatitli ve iki kromozomlu tetratları oluşturur. Kromozomlar tetrat oluşturduğu sırada kardeş olmayan kromatitler bir çok noktadan birbirlerine temas eder. Bu dokunma olayına sinapsis denir. Kromozomlar birbirine kiyazma denilen noktalardan dokunur.

Sinapsis sırasında kiyazma bölgelerinde homolog kromozomların kardeş olmayan kromatitler arasında gen alışverişi yapılabilir. Bu olaya cross – over (krosing over) denir. Cross over ile kromozomlar üzerinde bulunan baskın ve çekinik genlerin diziliş sırası değiştirilir. Bu sayede oluşacak hücrelerde kalıtsal çeşitlilik artırılmış olur.

Bilgi: Bir hücrede kaç homolog kromozom çifti varsa o kadar tetrat oluşur. Örneğin insanda 46 kromozom (23 çifl homolog) olduğu için, Profaz I evresinde 23 tetrat oluşur. Yani tetrat sayısı haploit kromozom sayısına eşit olur. Cross over her tetratta meydana gelmez. Ne zaman ve hangi oranda meydana geleceği, hangi karakterler arasında olacağı bilinemez. Bir kromozom üzerinde bulunan genler birbirlerine ne kadar uzak ise cross over ile değişme şansı o kadar çok olur.

Profaz I evresinde mitoz bölünmenin profaz evresinde olduğu gibi çekirdek zarı erimeye başlar ve çekirdekçik kaybolur. Hayvan hücrelerinde sentrozomlar zıt kutuplara çekilir ve iğ ipliklerini oluşturur.

Metafaz I

Homolog kromozomlar hücrenin ortasında karşılıklı gelecek şekilde iki sıra halinde dizilir. Homolog kromozomlardan biri bir kutuptan diğer ise diğer kutuptan uzanan iğ ipliklerine sentromer bölgelerinden (kinetokor) bağlanır.

Bilgi: Kromozom sayısı bilinmeyene bir hücrenin metafaz evresindeki tetrat sayısına bakılarak kromozom sayısı belirlenebilir. Örneğin metafazda 10 tetrat oluşan bir hücrenin kromozom sayısı 20 olur.

Anafaz I

İğ ipliklerinin kısalması ile homolog kromozomlar birbirinden ayrılır. Homolog kromozomların ayrılması hücrede kromozom sayısının yarıya inmesini sağlar. Homolog kromozomların rastgele dağılımı mayoz bölünmede kalıtsal çeşitliliğin oluşmasında etkilidir. Cross over olmasa bile, homolog kromozomlar rastgele ayrıldığı için mayoz bölünmede her zaman çeşitlilik sağlanmış olur.

Telofaz I

Çekirdek bölünmesi tamamlanır ve çekirdek zarı yeniden oluşur. Çekirdekçik oluşmaz. Her bir çekirdeğin içinde haploit kromozom takımı yer alır. Bu evrede iğ iplikleri kaybolur ve telofazın sonuna doğru sitoplazma bölünmesi başlar. Sitokinez mitoz bölünmede olduğu gibi hayvan hücrelerinde boğumlanma bitki hücrelerinde ise ara lamel oluşumu şeklinde gerçekleşir.

MAYOZ II

Mayoz II bölünmesi başlamadan önce interfaz safhası görülmez. Çünkü kromozomlar eşlenmiş durumdadır. Hayvan hücrelerinde bölünme başlamadan önce sentrozomlar kendini eşler. Mayoz II normal mitoz gibi gerçekleşir. Mayoz I sonunda oluşmuş haploit (n) kromozomlu hücrelerden, yine haploit kromozomlu dört hücre meydana gelir.

Profaz II

Çok kısa süren bir evredir. Çekirdek zarı eriyerek kaybolur ve iğ iplikleri oluşur.

Metafaz II

Kardeş olmayan kromozomlar hücrenin ortasında yan yana dizilir ve kinetokor bölgelerinden iğ ipliklerine bağlanır.

Anafaz II

Kardeş kromatitler iğ ipliklerinin kısalıp kalınlaşmasıyla birbirinden ayrılır ve hücrenin zıt kutuplarına çekilir. Bu kromatitlere artık kromozom denir.

Telofaz II

Çekirdek zarı yeniden oluşur ve kromozomlar tekrar kromatin iplik haline dönüşür. Mayoz bölünmenin başlangıcında kaybolan çekirdekçik yeniden oluşur. Telofazın sonuna doğru sitoplazma bölünmesi başlar. Sitokinezin tamamlanması ile haploit (n) kromozomlu dön hücre oluşmuş olur.

Mitoz ile Mayozun Karşılaştırılması

• Mitoz bölünme vücut hücrelerinde, mayoz bölünme ise üreme ana hücrelerinde görülür.
• Mitoz bölünme sonucunda iki hücre, mayoz sonucunda ise dön hücre oluşur.
• Mitoz bölünmede kromozom sayısı değişmez, mayoz bölünmede ise kromozom sayısı yarıya iner.
• Mitoz sonucunda oluşan hücrelerin genetik yapısı aynı olurken, mayoz sonucunda genetik olarak farklılaşmış hücreler oluşur.
• Mitoz bölünme çok hücreli canlılarda büyüme, gelişme ve yaraların onarılmasını sağlarken, mayoz bölünme üreme hücrelerinin oluşmasını sağlar.

Örnek: Mayoz bölünmede, cross over gerçekleşmese bile oluşan hücrelerde çeşitlilik sağlanabilir. Bu durumda çeşitliliğin oluşması, mayoz sırasında aşağıda verilenlerden hangisinin gerçekleşmesi ile sağlanır?
A) Anafaz ll evresinde kardeş kromatitlerin ayrılmasıyla
B) Profaz l evresinde homolog kromozomların tetratları oluşturması ile
C) Anafaz I evresinde homolog kromozomların rastgele dağılması ile
D) Profaz II evresinden önce DNA eşlenmesinin yapılmaması ile
E) Metafaz Il evresinde homolog olmayan kromozomların hücrenin ortasında dizilmesiyle

Çözüm: Mayoz bölünme canlılarda çeşitlilik oluşmasını sağlayan bölünme çeşididir. Bu bölünmede iki temel olay çeşitlilik oluşmasını sağlar. Bunlardan l. si profazl evresinde cross over ile gen değişimi olmasıdır. Bu sayede farklı gen dizilişine sahip hücreler oluşur. Ancak cross over her mayoz bölünme sırasında gerçekleşmez. Bu olmazsa bile mayoz sonucunda oluşan hücreler farklı özellikte olur. Bu durumu ise metafaz l de homolog kromozomların farklı şekilde hücrenin ortasında karşılıklı dizilmesi ve anafaz l de farklı homolog kromozomların ayrılması sağlar. Cevap C

Örnek:

Eşeyli Üreme

Çiçekli Bitkilerde Eşeyli Üreme

Konjugasyon (Kavuşma)

Hermafroditlik

Partenogenez

Mayoz bölünmenin daha kolay anlaşılabilmesi için bazı kavramların üzerinde durmak faydalı olacaktır.

Bir canlının vücut hücrelerinde her kromozom tipinden ikişer tane bulunur. Bu kromozom çiftlerinden birisi anneden (yumurta hücresi ile), diğeri babadan (sperm hücresi ile) gelir. Anne ve babadan gelen, şekil ve büyüklükleri aynı olan bu kromozom çiftlerine homolog kromozom denir. Homolog kromozomların karşılıklı bölgelerinde aynı karakterden sorumlu genler bulunur.

Vücut hücreleri (somatik hücreler) homolog kromozomları bulundurduğu için iki takım kromozoma sahiptir. Bu tip hücreler diploit olarak adlandırılır ve 2n ile gösterilir. İnsan için diploit kromozom sayısı 46’dır ve 2n = 46 şeklinde ifade edilir. Gamet olarak adlandırılan üreme hücreleri (sperm ve yumurta) diploit hücrelerin mayoz bölünme geçirmesiyle oluşur. Mayoz geçiren diploit hücrelere “üreme ana hücresi” adı verilir. 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 bir kromozom takımına sahip hücreler haploit (monoploit) olarak adlandırılır ve n ile gösterilir. İnsan için haploit kromozom sayısı 23’tür ve n = 23 şeklinde ifade edilir.

Döllenme sırasında gametlerin birleşmesiyle diploit kromozom takımı yeniden oluşur. Böylece mayoz bölünmeyle bir tür içinde kromozom sayısının nesiller boyu sabit kalması sağlanır. Bu durumu bir örnekle açıklayalım. Bilindiği gibi insanın her bir vücut hücresi 46 kromozoma sahipken, mayoz bölünme sonucu oluşmuş üreme hücreleri 23’er kromozom taşır. Eğer insanlarda gametler mitozla oluşsaydı, vücut hücreleri gibi 46 kromozomlu olacaktı. Bu gametlerin birleşmesiyle meydana gelen döllenmiş yumurta hücresi (zigot) 92 kromozom taşıyacak ve birbirini izleyen her kuşakta kromozom sayısı yeniden iki katına çıkacaktı. Dolayısıyla mayoz bölünme, nesilden nesile genetik devamlılık ve kromozom sayısının sabit kalmasını sağlayan bir hücre bölünmesidir.

Dikkat: Bitkilerde ve hayvanlarda mayoz bölünme sonucu gametler oluşur. Ancak eğrelti otları ve kara yosunları gibi bazı canlılarda mayoz bölünme sonucu spor adı verilen hücreler meydana gelir.

Mayoz bölünmede de mitozda olduğu gibi kromatit çiftlerini oluşturan replikasyon (DNA eşlenmesi) meydana gelir. Ancak buradaki tek bir replikasyonu, mayoz I ve mayoz II adı verilen ve birbiri ardına gerçekleşen iki hücre bölünmesi izler. Mayozun birinci bölümünde homolog kromozomlar birbirinden ayrılır ve kromozom sayısı yarıya iner. İkinci bölümünde ise mitozda olduğu gibi kromatitler birbirinden ayrılır. Mayozda da bölünmeye başlamadan mitozdaki gibi interfaz adı verilen bir hazırlık evresi görülür. Ayrıca hem mayoz I hem de mayoz ll’de profaz, metafaz, anafaz ve telofaz olarak adlandırılan dört evre vardır.

İNTERFAZ

Mitoz bölünmede olduğu gibidir. Organeller çoğaltılır ve genetik materyal (DNA) kendini eşler. Her bir kromozom aynı genetik bilgiyi içeren iki kardeş kromatite sahip olur. Bu kromatitler sentromerlerinden birbirine bağlıdırlar. Mayoz geçiren üreme ana hücresinde solunum, protein sentezi, büyüme gibi metabolik faaliyetlerin hızı yüksektir.

MAYOZ I

Profaz I: Mayozun en uzun evresidir. Bu evrede kromatin iplikler kısalıp kalınlaşmaya başlar. Her biri iki kardeş kromatitten oluşmuş olan homolog kromozomlar uzunlukları boyunca fiziksel olarak birbirine bağlanır ve çift oluştururlar. Bu durum sinapsis olarak isimlendirilir. Her bir kromozom çifti dört kromatit demeti şeklinde görülmeye başlar. Bu dörtlü gruplara tetrat adı verilir. Tetratların sayısı haploit kromozom sayısına eşittir. Sinapsis sırasında homolog kromozomların kardeş olmayan kromatitleri parça değiş tokuşu yaparlar. Bu olaya krossing over denir. Parça değiş tokuşu, kardeş olmayan kromatitlerin çapraz olarak üst üste bindiği yerler olan kiyazma bölgelerinde gerçekleşir. Kiyazmalar, anafaz I evresine kadar homolog kromozom çiftlerini bir arada tutar.

Dikkat: Mayoz bölünmenin çok önemli bir özelliği olan krossing over, yeni geri kombinasyonlarına ve dolayısıyla da aynı türün bireyleri arasında farklı özelliklerin ortaya çıkmasına neden olur.

Profaz I evresinde ayrıca hayvan hücrelerinde daha önce eşlenmiş olan sentriyoller birbirinden uzaklaşır ve aralarında iğ iplikleri oluşur. Çekirdek zarı parçalanır ve çekirdekçik kaybolur. Evrenin sonunda birer mikrotübül olan iğ iplikleri homolog kromozomların zıt kutuplara gitmesini sağlayacak biçimde tetratların kinetokorlarından tutunur.

Metafaz I: Her biri iki kromatitten oluşan ve homolog çiftler halinde bulunan kromozomlar (tetratlar) hücrenin ekvator düzleminde sıralanırlar (Mitozda homolog kromozomlar çift oluşturmazlar. Bu nedenle iki kromatitten oluşan her kromozom bağımsız olarak ekvator düzleminde sıralanmıştır).

Anafaz I: Profaz evresinde birbirine tutunmuş olan homolog kromozomlar ayrılır ve iğ ipliklerinin kısalmasıyla zıt kutuplara doğru hareket ederler (Mitozda, her kromozomun kardeş kromatitleri birbirinden ayrılır). Burada homolog kromozomların hangisinin hangi kutba gideceği şansa bağlı olarak gerçekleşir.

Telofaz I ve sitokinez: Kutuplara çekilen kromozomlar uzayıp incelmeye başlar. Çekirdek zarı ve çekirdekçik yeniden oluşur (Bazı türlerde bu olaylar gerçekleşmeden mayoz ll’ye geçilir). Sitoplazma bölünmesi (sitokinez) genellikle telofaz I ile aynı zamanda gerçekleşir. Hayvan hücreleri boğumlanarak, bitki hücreleri ise hücre plağı (ara lamel) oluşumuyla ikiye ayrılır. Böylece homolog kromozom çiftlerinden yalnız birini taşıyan haploit (n) iki hücre meydana gelir. Bu hücrelerdeki her bir homolog kromozom iki kromatit içermektedir.

Dikkat: Mayozun ikinci b mesirıe girmeden önce DNA eşlenmesi gerçekleşmez. Bu durum gametlerde kromozom sayısının yarıya düşmesinin Temel sebebidir.

MAYOZ II

Profaz II: Çekirdek zarı oluşmuşsa parçalanır. lğ iplikleri meydana gelir ve kromatitlerin kinetokorlarına bağlanır.
Metafaz II: Kromozomlar mitozda olduğu gibi düzgün bir şekilde ekvator düzlemine yerleşirler.
Anafaz II: Kardeş kromatitler birbirinden ayrılır ve hücrenin zıt kutuplarına doğru hareket eder. Bu kromatitlere bundan sonra kromozom denir.
Telofaz II ve Sitokinez: Kutuplara çekilen kromozomların etrafında çekirdek zarı oluşur ve sitokinez gerçekleşir. Sitoplazma bölündüğünde her biri haploit (n) sayıda kromozom içeren dört hücre meydana gelir.

Özet olarak mayoz l’de homolog kromozomlar birbirinden ayrılır ve iki kromatitli kromozomlar içeren haploit iki hücre meydana gelir. Bu hücrelerin her biri mayoz ll’de yeniden bölünür. Mayoz ll’de kromatitlerin birbirinden ayrılması sonucu haploit kromozomlu dört hücre oluşur.