Mayoz Bölünme ve Kromozom Sayılarındaki Değişim

Konu Anlatımı

Bu derste ne öğreneceğiz?

Bu derste Mayoz Bölünme ve Kromozom Sayılarındaki Değişim konusunu yapı ve görev mantığıyla ele alacağız. Canlıda neden bu şekilde kurgulandığını sormak, ezberi kalıcı kılar.

Dersten sonra şunları yapabiliyor olmanız gerekiyor:

• Kazanım 1: Mayoz bölünmenin iki aşamasını ve her aşamada gerçekleşen olayları açıklar.
• Kazanım 2: Profaz I'de gerçekleşen crossing-over olayının çeşitliliğe katkısını açıklar.
• Kazanım 3: Bölünme boyunca kromozom ve kromatit sayılarını hesaplar.
• Kazanım 4: Mayoz ile mitozun sonuçlarını karşılaştırır.
• Kazanım 5: Kalıtsal çeşitliliğin oluşmasında mayozun rolünü açıklar.

Ön bilgi: bundan önce gördüğümüz

Bu konunun dayandığı temel Hücre Döngüsü ve Mitoz Bölünmenin Evreleri başlığıdır. Hücre Döngüsü ve Mitoz Bölünmenin Evreleri konusunda kazanılan bilgiyi burada yeniden kullanacağız, bu yüzden o konudaki tanım ve çıkarımları hatırlamak işimizi kolaylaştırır.

• Hücre Döngüsü ve Mitoz Bölünmenin Evreleri — bu derste kullandığımız temel kavram buradan geliyor.
• Hücre Bölünmesine Giriş: Mitoz ve Mayoz – Uygulama ve Değerlendirme — bu derste kullandığımız temel kavram buradan geliyor.

Mayoz Nedir ve Nerede Görülür?

Mayoz, üreme ana hücrelerinde görülen ve iki ardışık bölünmeden oluşan özel bir hücre bölünmesidir. Mayozun temel amacı, kromozom sayısını yarıya indirerek üreme hücreleri olan gametleri oluşturmaktır. Gametler döllenme sırasında birleştiğinde kromozom sayısı yeniden iki katına çıkar ve türün normal sayısı korunur.

Mayozdan önce bir interfaz dönemi geçirilir ve bu dönemde DNA bir kez eşlenir. Eşlenme yalnızca bir kez yapılmasına rağmen mayoz iki bölünme içermesi, oluşan hücrelerin kromozom sayısının yarıya inmesini sağlar.

Mayoz I: İndirgeme Bölünmesi

Mayoz I, homolog kromozomların birbirinden ayrıldığı bölümdür ve bu nedenle indirgeme bölünmesi olarak adlandırılır. Profaz I evresinde kromozomlar görünür hâle gelir ve homolog kromozomlar yan yana dizilir. Bu dizilimde dört kromatitli bir yapı oluşur ve kardeş kromatitler arasında parça alışverişi gerçekleşir.

Metafaz I evresinde homolog kromozom çiftleri ekvator düzlemine dizilir. Anafaz I evresinde homolog kromozomlar birbirinden ayrılarak karşı kutplara çekilir; bu sırada kromozom sayısı yarıya iner, kromatit sayısı ise değişmez. Telofaz I sonunda iki hücre oluşur ve her biri yarıya inmiş kromozom sayısını taşır.

Crossing-Over Olayı

Profaz I evresinde homolog kromozomlar yan yana dizildiğinde, kardeş kromatitler arasında karşılıklı parça alışverişi gerçekleşir. Bu olaya crossing-over (parça alışverişi) denir. Parça alışverişi sonucunda kromozomların taşıdığı gen kombinasyonları değişir ve oluşan kromatitler birbirinden farklı hâle gelir.

Crossing-over yalnızca mayozun profaz I evresinde görülür. Bu olayın temel katkısı, aynı aileden gelen bireylerin birbirinden tamamen aynı olmayan yavrular üretmesini sağlar. Böylece kalıtsal çeşitlilik korunur ve tür içi çeşitlilik artar.

Mayoz II: Eşit Bölünme

Mayoz I ile mayoz II arasındaki kısa döneme interkinez denir ve bu dönemde DNA eşlenmez. Profaz II ve metafaz II evrelerinde kromozomlar yeniden belirginleşip ekvator düzlemine dizilir. Anafaz II evresinde kardeş kromatitler birbirinden ayrılarak kutplara çekilir. Telofaz II sonunda ise dört hücre oluşur.

Mayoz II bölünmesi mitoza benzer biçimde ilerler; ancak başlangıçtaki kromozom sayısı 2n değil n'dir. Bu nedenle mayozun sonunda oluşan gametlerde kromozom sayısı yarıya inmiş olur.

Kromozom Sayılarının Değişimi

Aşağıdaki tablo, 2n = 46 olan bir hücrenin mayoz sırasındaki kromozom ve kromatit sayılarını göstermektedir. Tabloyu incelerken özellikle kromatit sayısının hangi evrede değiştiğine dikkat edilmelidir.

Tabloya göre kromozom sayısı anafaz I evresinde yarıya iner ve bu değer sonraki bölünmelerde korunur. Kromatit sayısı ise anafaz II evresinde yarıya iner. Bu nedenle gametlerde kromozom sayısı ile kromatit sayısı birbirine eşit olur.

Kalıtsal Çeşitliliğin Kaynakları

Mayozun kalıtsal çeşitlilik sağlaması üç temel olaya dayanır. Birincisi, profaz I evresinde gerçekleşen crossing-over olayıdır. İkincisi, homolog kromozomların anafaz I evresinde bağımsız dağılmasıdır. Üçüncüsü ise mayoz sonrasında döllenme sırasında gametlerin rastgele birleşmesidir.

Bu üç olay birlikte düşünüldüğünde, aynı anne ve babadan doğan yavruların bile birbirinden farklı olabildiği anlaşılır. Kalıtsal çeşitlilik, türün devamlılığı ve değişime uyum sağlaması açısından büyük önem taşır.

Özet

Mayoz, üreme ana hücrelerinde görülen iki aşamalı bir bölünmedir. Mayoz I'de homolog kromozomlar ayrıldığı için kromozom sayısı yarıya iner ve profaz I'de crossing-over gerçekleşir. Mayoz II'de kardeş kromatitler ayrılarak gametler oluşur. Toplamda dört hücre oluşur ve gametlerde kromozom ile kromatit sayısı birbirine eşittir.

Sınav Odaklı Notlar

Sınavlarda mayozun iki bölümü, kromozom sayılarının değiştiği evreler ve kalıtsal çeşitliliğin kaynakları sorulur. Şıktaki homolog kromozomlar ifadesi mayoz I'i, kardeş kromatitler ifadesi mayoz II'yi işaret eder. Interkinezde DNA eşlenmediği için kromozom sayısı korunur.

• Kromozom sayısı anafaz I evresinde yarıya iner.
• Kromatit sayısı anafaz II evresinde yarıya iner.
• Gametlerde kromozom sayısı ile kromatit sayısı birbirine eşit olur.

Sık Yapılan Hatalar

Hata 1: Kromozom sayısının profaz I evresinde yarıya indiğinin düşünülmesi. Sayı anafaz I evresinde homolog kromozomlar ayrıldığında yarıya iner.

Hata 2: Mayoz I ile mayoz II'nin karıştırılması. Mayoz I'de homolog kromozomlar, mayoz II'de kardeş kromatitler ayrılır.

Hata 3: Interkinezde DNA eşlendiğinin sanılması. İki bölünme arasındaki kısa dönemde DNA eşlenmez.

Örnek Soru ve Çözümü

Soru: 2n = 32 olan bir hücre mayoz geçirdiğinde mayoz I sonunda ve mayoz II sonunda oluşan hücrelerde kromozom ve kromatit sayıları kaçtır?

Çözüm: Mayoz I sonunda homolog kromozomlar ayrıldığı için iki hücre oluşur ve her birinde kromozom sayısı ana hücrekinin yarısı olan 16 olur. Kardeş kromatitler henüz ayrılmadığı için bu hücrelerde kromatit sayısı 32'dir. Mayoz II sonunda kardeş kromatitler ayrıldığı için dört hücre oluşur ve her birinde 16 kromozom ile 16 kromatit bulunur.

Günlük hayattan bir uygulama

Konuyu pekiştirmek için günlük hayattan bir uygulamaya bakmak gerekir. Aşağıdaki görev, Mayoz Bölünme ve Kromozom Sayılarındaki Değişim bilgisini gerçek bir işin içinde kullandırmak için hazırlandı; çözerken hangi adımı nerede kullandığımızı not etmek faydalıdır.

Uygulama sorusu: Mayoz bölünmenin iki aşamasını karşılaştıran bir tablo hazırlayınız; her aşamada hangi yapının ayrıldığını, kromozom ve kromatit sayısının nasıl değiştiğini yazınız.

Bu görev için 20 puan dağıtılmıştır; puanlama anahtarı, cevabın hangi adımlarla gösterilmesi gerektiğini ayrıntılı biçimde söyler. Puanlamada işlem sırasının ve sonuç cümlenin ayrı ayrı sayıldığına dikkat et.

Yararlı ipuçları

• Mayoz I ve mayoz II'yi homolog kromozom ve kardeş kromatit sözcükleriyle ayırt edin.
• Kromozom sayısını anafaz I, kromatit sayısını anafaz II ile eşleştirin.
• 2n ve n değerlerinden yarıya inen sayıyı hesaplayın.
• İnterkinezde DNA eşlenmediğini özellikle hatırlayın.
• Gametlerde kromozom ile kromatit sayısının eşit olduğunu unutmayın.
• Çeşitliliğin üç kaynağını sayı olarak ezberleyin.

Adım adım çözülmüş örnekler

İki örnek üzerinde çalışacağız. İlk örnek kuralın temel kullanımını, ikinci örnek ise kuralın zorlayıcı bir durumunu gösterir. Adımları kendin yazmayı dene; ikinci adımda nerede durduğunu görmek, sınavda zaman kazanır.

Örnek 1: Mayoz Sonu Hesabı

Soru: 2n = 24 olan bir hücre mayoz geçirdiğinde gametlerde kaç kromozom bulunur?

1. Adım 1: Kromozom sayısının anafaz I'de yarıya indiğini hatırlayın.
2. Adım 2: Verilen sayının yarısını hesaplayın.
3. Adım 3: Sonucu gametlerdeki kromozom sayısı olarak yazın.

Cevap: Gametlerde 12 kromozom bulunur.

Bu örnekte adım sayısını not edin: kural her zaman aynı sayıda işlemle değil, kazanılması gereken bilgiye göre çözülür.

Örnek 2: Kromatit Hesabı

Soru: 2n = 18 olan bir hücrede mayoz I sonunda oluşan her hücrede kaç kromatit bulunur?

1. Adım 1: Mayoz I sonunda kardeş kromatitlerin ayrılmadığını hatırlayın.
2. Adım 2: Bu nedenle kromatit sayısının korunduğunu belirleyin.
3. Adım 3: Kromozom sayısının yarıya indiğini not edin.
4. Adım 4: Kromatit sayısını 2n olarak yazın.

Cevap: Her hücrede 9 kromozom ve 18 kromatit bulunur.

Kavram karşılaştırma tablosu

Bu derste geçen terimler birbirine yakın durur ve sınavda karıştırılır. Aşağıdaki tabloda her terimin anlamı ve sık karıştırılan karşılığı yan yana verilmiştir.

Kural, formül ve ölçü tablosu

Aşağıdaki tablo bu konudaki kuralları tek bakışta toplar. Karar verirken önce bu tabloya bakmak, kuralı hatırlamakta işe yarar.

Sık Yapılan Hatalar

Aşağıdaki hatalar bu konuda en sık görülenlerdir. Her biri için önce hatanın kendisi, sonra neden yanlış olduğu ve doğrusu anlatılmıştır.

• Kromozom sayısının profaz I'de yarıya indiğinin düşünülmesi: Profaz I'de homolog kromozomlar yalnızca yan yana dizilir; sayı anafaz I'de yarıya iner.
• Mayoz I ile mayoz II'nin karıştırılması: Mayoz I'de homolog kromozomlar, mayoz II'de kardeş kromatitler ayrılarak kromozom sayısı korunur.
• İnterkinezde DNA eşlendiğinin sanılması: İki bölünme arasındaki kısa dönemde DNA eşlenmez, bu nedenle kromozom sayısı korunur.
• Mayozun mitoz gibi iki hücre verdiğinin sanılması: Mayoz iki bölünme içerdiği için sonunda dört hücre oluşur.
• Gamette kromozom sayısının 2n olduğunun düşünülmesi: Gametlerde kromozom sayısı n'dir ve kromozom ile kromatit sayısı birbirine eşittir.
• Crossing-over'ın mayoz II'de gerçekleştiğinin sanılması: Parça alışverişi yalnızca mayozun profaz I evresinde görülür.

Özet

Kısaca: Mayoz, üreme ana hücrelerinde görülen iki aşamalı bir bölünmedir. Mayoz I'de homolog kromozomlar ayrıldığı için kromozom sayısı yarıya iner ve profaz I evresinde crossing-over gerçekleşir.

Derste gördüğümüz ana fikirler şunlar:

• Mayoz üreme ana hücrelerinde görülür ve gamet oluşturur.
• Mayoz iki ardışık bölünmeden oluşur.
• Mayoz I'de homolog kromozomlar, mayoz II'de kardeş kromatitler ayrılır.
• Crossing-over yalnızca profaz I evresinde gerçekleşir.
• İnterkinezde DNA eşlenmez.
• Kromozom sayısı anafaz I evresinde yarıya iner.
• Gametlerde kromozom ile kromatit sayısı birbirine eşittir.
• Mayoz sonucunda dört hücre oluşur.

Kendini dene

Aşağıdaki sorular konunun farklı yönlerini yoklar. Önce kendin çöz, sonra cevap anahtarına bak; eğer bir soruyu yanlış yaptıysan yukarıdaki ilgili bölüme geri dön.

1. 2n = 16 olan bir hücrede mayoz I sonunda oluşan her hücrede kaç kromatit bulunur? (Şıklar: 8 · 16 · 32 · 4)
2. Mayozun hangi bölümüne indirgeme bölünmesi denir? (Şıklar: Mayoz II · Anafaz II · Telofaz II · Mayoz I)
3. Mayoz bölünme hangi hücrelerde gerçekleşir? (9. sınıf) (Şıklar: Vücut hücrelerinde · Üreme ana hücrelerinde · Bitki hücrelerinde · Bakteri hücrelerinde)

Cevap anahtarı: 1) 16 — Mayoz I sonunda hücre başına 8 kromozom bulunur ve kromatitler henüz ayrılmadığı için kromatit sayısı 16 olarak korunur.

2) Mayoz I — Mayoz I'de homolog kromozomlar ayrıldığı için kromozom sayısı yarıya iner; bu nedenle bu bölüme indirgeme bölünmesi denir.

3) Üreme ana hücrelerinde — Mayoz, üreme ana hücrelerinde görülür ve gamet oluşturur; vücut hücreleri ise mitoz geçirir.

İlgili konular

Bu konuyu öğrenmek şu başlıkları da kolaylaştırır. Aynı üniteden ve sonraki üniteden ikişer konu seçtik:

• Hücre Bölünmeleri ile Üreme ve Kalıtım Arasındaki İkişki — aynı ünitede, bir sonraki adım.

Kaynak notu

Bu derste Mayoz Bölünme ve Kromozom Sayılarındaki Değişim konusu için kullanılan sayısal değerlerin tamamı adım adım gösterilerek hesaplandı; yaklaşık değer gereken yerde yaklaşık ifadesi açıkça yazıldı. Bu anlatım başka bir kitaptan cümle aktarmadan, konunun tanım ve kural düzeni yeniden yazılarak hazırlandı.

Ayrıca derste şu açık uçlu görevler yer alıyor; her biri puanlıdır ve kendi cevabını yazmanı ister:

• Mayoz bölünmenin iki aşamasını karşılaştıran bir tablo hazırlayınız; her aşamada hangi yapının ayrıldığını, kromozom ve kromatit sayısının nasıl değiştiğini yazınız. (20 puan)
• 2n = 24 olan bir hücrenin mayoz sırasındaki kromozom ve kromatit sayılarını mayoz öncesi, mayoz I sonu ve mayoz II sonu için yazınız; hangi evrede hangi sayının değiştiğini açıklayınız. (20 puan)
• Mayoz bölünmenin kalıtsal çeşitlilik sağlamasındaki üç temel olayı açıklayınız; bu olaylar olmasa nesiller boyunca ne tür bir sonuç ortaya çıkardı? (10 puan)