Mitosis ve Eşeysiz Üreme

Konu Anlatımı

Bu Konuda Neler Öğreneceğiz?

Tek bir hücreden başlayarak büyük bir bitki hücresi ya da insan vücudundaki trilyonlarca hücre oluşmuştur. Bu sayı, hücrelerin bölünerek çoğalmasıyla mümkün olmuştur. Bölünmenin en yaygın ve en düzenli biçimi mitozdur. Mitoz sayesinde tek bir hücreden aynı kalıtsal özellikleri taşıyan iki hücre ortaya çıkar; bu nedenle büyüme, yara onarımı ve organların yenilenmesi mitozla gerçekleşir.

Mitozun yanında tek bir ebeveynden kalıtsal olarak aynı yavrular üreten eşeysiz üreme biçimleri de vardır. Tek hücreli canlılarda bu durum sıktır; çok hücrelilerde ise bazı bitki hücreleri ve hayvan gövdelerinin bazı kısımları eşeysiz üreyebilir. Bu konuda önce mitozun evrelerini ve sayısal ilişkilerini, ardından eşeysiz üreme çeşitlerini ve ikisinin ortak özelliğini öğreneceğiz.

Ön Bilgi: Kromozom, Kromatit ve Hücre Döngüsü

Kromozom, DNA ile proteinlerin paketlenmiş hâlidir. Mitozdan hemen önce DNA eşlenir; bu sırada her kromozom iki özdeş kardeş kromatitten oluşur. İki kromatiti bir arada tutan sentromer bölgesi, hücrenin iğ ipliklerinin bağlandığı yerdir. Bu nedenle kromozom sayısı ile kromatit sayısı aynı anda verilemez; hangi evrede sorulduğu bilinmelidir.

Hücreler bölünmeden önce bir hazırlık aşaması geçirir; buna interfaz denir. Bu aşamada DNA eşlenir ve hücre büyür. Bölünme sırasında hücre birbirine eşit olmayan iki yavru hücreye ayrılır. Kromozomların kutplara çekilmesi iğ iplikleriyle sağlanır, sitoplazmanın paylaşılması ise sitokinez adını alır. Bu iki olayın ayrı ayrı düşünülmesi soruların çoğunu kolaylaştırır.

Temel Kurallar

Mitozda kromozom sayısı korunur. Mitoz bölünmenin sonunda oluşan iki hücre, başlangıç hücresiyle aynı sayıda kromozom taşır ve genetik olarak birbirinin aynısıdır.

Kromatit sayısı kromozom sayısının iki katıdır. Ancak anafazda kardeş kromatitler ayrıldıktan sonra her biri bağımsız bir kromozom sayılır; bu nedenle hücrenin tamamında geçici olarak kromozom sayısı iki katına çıkar.

Metafazda kromozomlar ekvator düzleminde çift sıra hâlinde dizilir. Anafazda kardeş kromatitler ayrılıp zıt kutuplara çekilir, telofazda ise çekirdek zarı yeniden oluşur.

Eşeysiz üreme tek ebeveynden, döllenme olmadan gerçekleşir. Bu nedenle yavrular ana bireyle aynı kalıtsal yapıdadır ve tür içi çeşitlilik bu yolla sağlanmaz.

Prokaryotlar mitoz geçirmez. Çekirdeği ve iğ iplikleri olmadığından bölünmeleri eşeyli üreme değildir; buna ikiye bölünme denir.

Kavram Karşılaştırma Tablosu

Mitoz sorularında sayılar ve evreler birbirine karıştırılır. Aşağıdaki tablo kavramları yan yana koyar; sorunun kökü hangi satıra dayanıyorsa o satırı tanımak çözümü kısaltır.

Adım Adım Çözülmüş Örnek

Adım 1 — Sorunun hangi sayıyı istediğini ayır. Kromozom sayısı mı, kromatit sayısı mı, hücre sayısı mı? Bu ayrım kullanılacak bağıntıyı belirler.

Adım 2 — Bağıntıyı yaz. Kromatit sayısı kromozom sayısının iki katıdır; hücre sayısı bölünme sayısının iki ile çarpımıdır; kromozom sayısı çift sayısının iki katıdır.

Adım 3 — Orantıyı uygula. Verilen değeri hangi yerden alıp hangi yere koyacağına karar ver ve işlemi uygula.

Adım 4 — Sonucu birimiyle yaz ve kalıtsal sonucu belirt. Mitozda kromozom sayısının korunduğunu ve yavruların genetik olarak aynı olduğunu gerekçeye ekle.

Sık Yapılan Hatalar

Mitos sayısal sorularındaki hatalar genellikle kromozom ile kromatit sayısının karıştırılmasından kaynaklanır. Aşağıdaki hatalar sınavda en sık tekrarlananlardır.

• Kromatitle kromozomu aynı saymak: DNA eşlenmiş bir hücrede her kromozom iki kardeş kromatitten oluşur. Bu yüzden kromatit sayısı kromozom sayısının iki katıdır.
• Mitozda kromozom sayısının yarıya indiğini sanmak: Yarıya inme mayozun özelliğidir. Mitoz bölünmede oluşan yavru hücreler, ana hücreyle aynı kromozom sayısını taşır.
• Anafazdaki iki kat artışı kalıcı saymak: Anafazda kromatitler ayrıldığı için hücrede geçici olarak kromozom sayısı iki katına çıkar. Bölünme tamamlandığında bu durum ortadan kalkar.
• Dizilme evresini profaz sanmak: Kromozomların ekvator düzleminde çift sıra hâlinde dizilmesi metafaz olayıdır. Profazda kromozomlar ilk kez görünür hâle gelir ve kısalır.
• Eşeysiz üremede döllenme aramak: Eşeysiz üreme tek bir ebeveynden gerçekleşir; döllenme ve gamet birleşimi yoktur. Bu nedenle yavrular ana bireyle aynı kalıtsal yapıdadır.
• Bakterilerin mitoz geçirdiğini düşünmek: Bakterilerde çekirdek ve iğ iplikleri bulunmaz. Bu nedenle mitoz geçmezler; ikiye bölünerek çoğalırlar.

Özet

Mitoz sayıyı koruyan, eşeysiz üreme çeşitliliği sağlamayan bir bölünmedir. Mitoz; profaz, metafaz, anafaz ve telofaz evrelerinden oluşur. Profazda kromozomlar görünür hâle gelir ve çekirdek zarı kaybolur. Anafazda kardeş kromatitler ayrılıp zıt kutuplara çekilir. Telofazda çekirdek zarı yeniden oluşur ve sitokinez gerçekleşir. Mitozda kromozom sayısı korunur, yavrular genetik olarak birbirinin aynısıdır. Eşeysiz üreme tek ebeveynden, döllenme olmadan gerçekleşir ve tür içi çeşitlilik sağlamaz. Prokaryotlar mitoz geçirmez; ikiye bölünürler.

Kendi kendine dene: Bir bahçıvan, gül fidanından aldığı bir sürgünü toprağa diktiği hâlde fidanın büyüyerek çoğaldığını görmüştür. Bu durumu açıklayınız ve hangi üreme biçiminin gerçekleştiğini gerekçesiyle belirtiniz. Ardından bir canlı hücresinin kromozom sayısını ölçen bir öğrenci, mitoz sırasında kromozomlar ayrıldığı anda sayım yaptığında sonucun başlangıç tutanın iki katı çıktığını görüyorsa, bu gözlemi açıklayınız ve bölünme bittiğinde sayının neden başlangıç değerine döneceğini yazınız. Son olarak bir bakteri kültüründe mikroskopla baktığınızda çekirdek görülmediğini ve buna rağmen bakterilerin çoğaldığını belirtin; bu iki olay arasındaki bağı kurunuz.

Ne Öğreneceğiz

Mitozun evrelerini, kromozom ve kromatit sayısı değişimlerini, eşeysiz üreme çeşitlerini ve bu üreme biçiminin kalıtsal sonuçlarını tanıma; verilen kromozom sayısı ya da bölünme sayısından istenen değeri hesaplama. Bu konuda ögrenme çıktıları:

• Mitozun profaz, metafaz, anafaz ve telofaz evrelerindeki olayları sırayla açıklar.
• Kromozom, kromatit, sentromer ve iğ iplikleri kavramlarını birbirinden ayırır.
• Mitozun kromozom sayısını koruduğunu ve yavruların genetik olarak aynı olduğunu gösterir.
• Eşeysiz üreme çeşitlerini örnekleriyle birlikte sıralar.
• Hücre sayısı, kromatit sayısı ve kromozom çifti sayısı arasındaki ilişkiyi hesaplar.
• Bitki hücresi ile hayvan hücresindeki sitokinez farkını açıklar.

Basit Örnek ve Günlük Yaşam

Günlük yaşamda ve mesleki bağlamda bir uygulama:

Soru: 2n = 20 olan bir hücre mitoz geçirirse yavru hücrelerde kaç kromozom bulunur?

1. Mitozda kromozom sayısı korunur.
2. Kardeş kromatitler ayrılır ve iki yavru hücre oluşur.
3. Her yavru hücre bir tam kromozom takımı alır.

Sonuç/cevap: 20 kromozom

İleri Örnek

Daha ileri bir uygulama:

Soru: Mitozla oluşan yavruların genetik yapısı nasıldır?

1. Mitozda homolog kromozomlar birbirinden ayrılmaz.
2. Kardeş kromatitler aynı bilgiyi taşır.
3. Yavrular ana bireyle aynı kalıtsal yapıdadır.

Sonuç/cevap: Ana bireyle aynıdır; tür içi çeşitlilik oluşmaz

Kendini Dene

Soru: Bir bahçıvan, gül fidanından aldığı çubukları toprağa dikerek yeni fidanlar elde etmiştir. Bu yöntemin hangi üreme biçimi olduğunu, bu yöntemde yavru fidanların genetik yapısının ebeveyne göre nasıl olacağını ve bu yöntemin tür içi çeşitlilik açısından ne anlama geldiğini açıklayınız.

Örnek cevap: Puanlama anahtarı: Yöntemin çelikleme adı verilen eşeysiz üreme biçimi olduğu belirtilir (5 puan). Eşeysiz üremede tek ebeveyn bulunduğu ve döllenme gerçekleşmediği yazılır (5 puan). Mitozun yavruların genetik yapısını koruması nedeniyle yavru fidanların ebeveynle aynı kalıtsal yapıda olduğu açıklanır (5 puan). Bu nedenle tür içi çeşitlilik sağlanmadığı, çeşitliliğin başka yollarla oluştuğu belirtilir (5 puan).