SITOKINEZ NEDIR VE NASIL ÜRETILIR? - BIYOLOJI - 2025

Sitokinez sonuçlanan bir hücrenin sitoplazmasına bölümleme işlemidir içinde hücre bölünmesi esnasında, iki kız hücrelerde. Hem mitoz hem de mayozda ortaya çıkar ve hayvan hücrelerinde yaygındır.

Bazı bitkiler ve mantarlar söz konusu olduğunda, bu organizmalar sitoplazmalarını asla bölmedikleri için sitokinez gerçekleşmez. Hücre üreme döngüsü, sitokinez süreci boyunca sitoplazmanın bölünmesiyle sonuçlanır.

Tipik bir hayvan hücresinde, sitokinez mitoz süreci sırasında meydana gelir, ancak osteoklastlar gibi sitokinez gerçekleşmeden mitoz sürecinden geçebilen bazı hücre türleri olabilir.

Sitokinez süreci anafaz sırasında başlar ve telofaz sırasında sona erer, bir sonraki arayüzün başladığı anda tamamen gerçekleşir.

Mitozun telofaz ve sitokinez aşaması. Kaynak: Kelvin Song CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0), Wikimedia Commons,

Hayvan hücrelerinde sitokinezdeki ilk gözle görülür değişiklik, hücre yüzeyinde bir bölünme oluğu belirdiğinde belirgin hale gelir. Bu oluk hızla daha belirgin hale gelir ve tamamen ortada ayrılıncaya kadar hücre etrafında genişler.

Hayvan hücrelerinde ve birçok ökaryotik hücrede, sitokinez sürecine eşlik eden yapı, "kasılma halkası", aktin filamentlerinden, miyozin II filamentlerinden ve birçok yapısal ve düzenleyici proteinden oluşan dinamik bir grup olarak bilinir. Hücrenin plazma zarının altına yerleşir ve onu iki kısma bölmek için büzülür.

Sitokinez geçiren siliatlar. Kaynak: The Alpha Wolf CC BY 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0), Wikimedia Commons aracılığıyla

Sitokinez geçiren bir hücrenin karşılaştığı en büyük sorun, bu sürecin doğru zamanda ve yerde gerçekleşmesini sağlamaktır. Çünkü sitokinez, mitoz evresinde erken meydana gelmemelidir veya kromozomların doğru bölünmesini kesintiye uğratabilir.

Mitotik iğler ve hücre bölünmesi

Bitki ve hayvan hücrelerinde sitokinez işleminin karşılaştırılması. Kaynak: Mathilda Brinton CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0), Wikimedia Commons aracılığıyla,

Hayvanların hücrelerindeki mitotik iğler, sadece ortaya çıkan kromozomların ayrılmasından sorumlu değildir, aynı zamanda kasılma halkasının yerini ve dolayısıyla hücre bölünmesinin düzlemini de belirtirler.

Kasılma halkası, metafaz plakasının düzleminde değişmez bir şekle sahiptir. Doğru açıda olduğunda, mitotik milin ekseni boyunca ilerleyerek bölünmenin iki ayrı kromozom seti arasında gerçekleşmesini sağlar.

Mitotik milin bölünme düzlemini belirleyen kısmı hücre tipine bağlı olarak değişebilir. Milin mikrotübülleri ile kasılma halkasının konumu arasındaki ilişki, bilim adamları tarafından kapsamlı bir şekilde incelenmiştir.

Büyüme sürecini kesintiye uğratmadan hücrelerde olukların görünme hızını gözlemlemek için deniz omurgalı hayvanlarının döllenmiş yumurtalarını manipüle ettiler.

Sitoplazma net olduğunda, iş mili daha kolay görülebilir ve erken anafaz durumunda yeni bir konumda bulunduğu gerçek zamanlı an da görülebilir.

Asimetrik bölünme

Çoğu hücrede sitokinez simetrik olarak gerçekleşir. Çoğu hayvanda, örneğin, kasılma halkası ana hücrenin ekvator çizgisi etrafında oluşturulur, böylece ortaya çıkan iki yavru hücre aynı boyuta ve benzer özelliklere sahiptir.

Bu simetri, astral mikrotübüllerin ve onları bir taraftan diğerine çeken proteinlerin yardımıyla sitoplazmaya odaklanma eğiliminde olan mitotik milin konumu sayesinde mümkündür.

Sitokinez süreci içinde, başarılı olması için eşzamanlı olarak çalışması gereken birçok değişken vardır. Bununla birlikte, bu değişkenlerden biri değiştiğinde, hücreler asimetrik olarak bölünerek farklı boyutlarda ve farklı sitoplazmik içerikli iki yavru hücre üretebilir.

Genellikle, iki yavru hücre farklı şekilde gelişmeye mahkumdur. Bunun mümkün olabilmesi için, kök hücrenin hücrenin bir tarafına kaderi belirleyen bazı bileşenleri salması ve ardından bölünme düzlemini konumlandırması gerekir, böylece belirtilen yavru hücre bölünme sırasında bu bileşenleri miras alır.

Bölünmeyi asimetrik olarak konumlandırmak için, mitotik milin bölünmek üzere olan hücre içinde kontrollü bir şekilde hareket ettirilmesi gerekir.

Görünüşe göre, milin bu hareketi, hücre korteksinin bölgesel alanlarındaki değişiklikler ve astral mikrotübüllerin yardımıyla iğ kutuplarından birinin yer değiştirmesine yardımcı olan lokalize proteinler tarafından yönlendiriliyor.

Kasılma halkası

Astral mikrotübüllerin fiziksel tepkileri uzadıkça ve daha az dinamik hale geldikçe, kasılma halkası plazma zarı altında oluşmaya başlar.

Bununla birlikte, sitokinez için hazırlığın çoğu, sitoplazma bölünmeye başlamadan önce, mitoz sürecinde daha erken gerçekleşir.

Arayüz sırasında aktin ve miyozin II filamentleri birleşerek kortikal bir ağ oluşturur ve hatta bazı hücrelerde stres lifleri adı verilen büyük sitoplazmik demetler oluştururlar.

Bir hücre mitoz sürecini başlatırken, bu düzenlemeler parçalanır ve aktinin çoğu yeniden düzenlenir ve miyozin II filamentleri salınır.

Kromatidler anafaz sırasında ayrıldıkça, miyozin II, kasılma halkasını oluşturmak için hızla birikmeye başlar. Bazı hücrelerde, hem mitotik milin hem de kasılma halkasının bileşimini düzenlemek için kinaz ailesinden proteinler kullanmak bile gereklidir.

Kasılma halkası tamamen silahlandığında aktin ve miyozin II dışında birçok protein içerir. Bipolar aktin ve miyozin II filamentlerinin örtüşen matrisleri, düz kas hücreleri tarafından gerçekleştirilene benzer bir işlemle sitoplazmayı iki kısma bölmek için gerekli kuvveti üretir.

Bununla birlikte, kasılma halkasının kasılma şekli hala bir muamma. Görünüşe göre, iskelet kaslarının yapacağı gibi aktin ve miyozin II filamentlerinin üst üste hareket ettiği bir kordon mekanizması adına çalışmıyor.

Halka kasıldığında, işlem boyunca aynı sertliğini korur. Bu, halka kapanırken filaman sayısının azalması anlamına gelir.

Kızı hücrelerde organel dağılımı

Mitoz süreci, yavru hücrelerin her birinin aynı sayıda kromozom almasını sağlamalıdır. Bununla birlikte, bir ökaryotik hücre bölündüğünde, her bir yavru hücre, hücre zarı içinde bulunan organeller de dahil olmak üzere bir dizi temel hücresel bileşeni de miras almalıdır.

Mitokondri ve kloroplast gibi hücresel organeller, tek tek bileşenlerinden kendiliğinden üretilemezler, yalnızca önceden var olan organellerin büyümesi ve bölünmesinden kaynaklanabilirler.

Benzer şekilde, hücre zarında bir parçası olmadığı sürece hücreler yeni bir endoplazmik retikulum yapamazlar.

Mitokondri ve kloroplast gibi bazı organeller, iki yavru hücrenin onları başarılı bir şekilde miras almasını sağlamak için kök hücrede çok sayıda formda bulunur.

Hücresel arayüz periyodu sırasında endoplazmik retikulum, hücre zarı ile sürekli olarak birliktedir ve sitoskeletal mikrotübül tarafından düzenlenir.

Mitoz aşamasına girdikten sonra, mikrotübüllerin yeniden düzenlenmesi, çekirdeğin zarfı da kırıldığı için parçalanan endoplazmik retikulumu serbest bırakır. Golgi aygıtı da muhtemelen parçalanmıştır, ancak bazı hücrelerde retikulum yoluyla dağılmış ve daha sonra telofazda ortaya çıkmış gibi görünse de.

Sitokinez olmadan mitoz

Hücre bölünmesini genellikle sitoplazmanın bölünmesi takip etse de, bazı istisnalar vardır. Bazı hücreler, sitoplazma bozulmadan çeşitli hücre bölünmesi süreçlerinden geçer.

Örneğin, meyve sineği embriyosu, sitoplazmik bölünme gerçekleşmeden önce 13 aşamalı nükleer bölünmeden geçer ve bu da 6.000 çekirdeğe sahip büyük bir hücre ile sonuçlanır.

Hücrelerin sitokinezin içerdiği hücre bölünmesinin tüm aşamalarından geçmesi uzun sürmediğinden, bu düzenleme çoğunlukla erken gelişim sürecini hızlandırmayı amaçlamaktadır.

Bu hızlı nükleer bölünme gerçekleştikten sonra, hücreler, selürizasyon olarak bilinen tek bir sitokinez sürecinde her çekirdeğin etrafında oluşturulur. Hücrelerin yüzeyinde kasılma halkaları oluşur ve plazma zarı içe doğru uzanır ve her bir çekirdeği sarmak için sıkılır.

Sitokinez olmaksızın mitoz süreci, osteoklastlar, trofoblastlar ve bazı hepatositler ve kalp kası hücreleri gibi bazı memeli hücrelerinde de meydana gelir. Bu hücreler, örneğin, bazı mantarlarda veya meyve sineğinde olduğu gibi çok çekirdekli bir şekilde büyür.

Referanslar

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. ve Walter, P. (2002). Hücrenin moleküler biyolojisi. 4. baskı. New York: Garland Bilimi.
2. Biology-Online.org. (12 Mart 2017). Biyoloji Çevrimiçi. Cytokinesis'den alındı: biology-online.org.
3. Brill, JA, Hime, GR, Scharer-Schuksz, M., & Fuller ve. (2000).
4. Eğitim, N. (2014). Doğa Eğitimi. Sitokinesis'den alındı: nature.com.
5. Guertin, DA, Trautmann, S. ve McCollum, D. (Haziran 2002). Ökaryotlarda Sitokinezden alındı: ncbi.nlm.nih.gov.
6. Rappaport, R. (1996). Hayvan Hücrelerinde Sitokinez. New York: Cambridge University Press.
7. Zimmerman, A. (2012). Mitoz / Sitokinez. Akademik Basın.