Anafaz A - İ.Ü. Cerrahpaşa Tıp Fakültesi

HÜCRE SİKLUSU
Hücrenin bir bölünme sonundan diğer ikinci bölünme
sonuna kadar geçen devrine hücre siklusu adı verilir.
Mitoz (M), G1 (= 1. Aralık), Sentez (S) ve G2 olmak
üzere birbirini izleyen dört evreden oluşur.
Hücre siklusunun süresi farklı hücrelerde değişir.
Hızla çoğalan bir insan hücresinin toplam hücre
siklusu 24 saatdir.
G1 (1.Aralık) ve G2 (2. Aralık) =} RNA ve protein sentezi
S =} DNA, RNA ve protein sentezi
Genellikle hücreler esas hücre boyutuna eriştikten
sonra bölünmeye giderler. Fakat zigotun ilk
bölünmelerinde hücre siklusu çok kısadır. Oluşan
blastomerler esas hücre boyutlarına erişmeden
yeniden bölünürler.
Blastomerlerin siklusunda G1 ve G2 evreleri yoktur.
G1 evresi
Mitoz ile DNA replikasyonu arasında yer alır. G1
evresinde hücre sürekli büyür fakat DNA 2n dir.
En uzun evredir, ökaryotik hücrelerde yaklaşık
11 saat sürer.
Hücre bölünmeye gitmeyecekse bu evrede bekler.
DNA sentezi için gerekli hazırlıklar yapılır.
G1 evresinin belirli bir noktasında hücreler büyüme
faktörleri yokluğunda G0 evresine geçerler.
G0 evresinde hücrelerin mitoz bölünmeye mi
devam edecekleri yoksa sürekli G0 evresinde mi
kalacaklarına karar verilir.
Kanser hücrelerinde hücre siklusunun G1 kontrol
noktasında bekleme süresi 17. kromozomun kısa
kolunda yer alan p53 genin ürünü olan protein ile
düzenlenir.
Artan p53 proteini hasarlı DNA nın onarılması için
siklusun G1 de durmasına neden olur.
S evresi
Sentez evresi ökaryotik hücrelerde genellikle 8 saat sürer.
RNA sentezi G1 deki gibi devam eder, protein sentezi ise en
yüksek seviyededir. DNA replikasyonu ile DNA miktarı iki
katına çıkar (2n  4n).
Sentez evresinde her kromozom kendine özgü zamanda
DNA sentezi yapar.
Mitokondrial DNA, sentezi mitoz hariç tüm siklus boyunca
gerçekleşir.
Hücre kültürlerinde radyoaktif işaretli timidin (3Htimidin) kullanılarak veya bromodeoksiüridin (BrdU)
ile hücreler işaretlenerek interfazın sentez evresinde
DNA nın iki katına çıktığı gözlenir.
Sentez evresinde kardeş kromatidler kohesinler ile
birarada tutulurlar.
G2 evresi
Dört saat kadar sürer. RNA ve protein sentezi
devam eder.
G2 evresinde mitoz bölünme için hazırlıklar yani
nukleus membranının parçalanması, nukleolusun
kaybolması, kromatinin yoğunlaşması ve
kromozomlara değişimi için gerekli olan yeni
proteinlerin sentezlenmesi sürer.
İNTERFAZ
NUKLEUS
NUKLEOLUSS
İnterfaz evresindeki hücreler soğan (allium cepa) kök
ucunda görülmekte. Boya: H+E.
MİTOZ BÖLÜNME
Hücre bölünmesi nukleus bölünmesini
(mitoz) takiben sitoplazma bölünmesini
(sitokinez) içeren M evresinde gerçekleşir.
Mitoz bölünme ökaryotlarda yaklaşık bir
saat sürer. Mitoz olayları 6 evreye ayrılır.
Profaz, prometafaz, metafaz, anafaz,
telofaz ve sitokinez.
Mitoz bölünme hem büyüme hem de
yenilenme için gereklidir.
1-PROFAZ
İnterfaz esnasında duplike olan sentriyoller
nukleusun her iki yanına doğru taşınırlar.
Profaz esnasında hücre iskeletinin çoğu yeniden
düzenlenir.
Çeşitli nukleolus proteinlerinin fosforilasyonu ile
nukleolus kaybolur.
Kondensinler replike olan kromozomlara
bağlanır ve onları yoğunlaştırırlar.
Kondensin beş alt üniteli kompleks bir protein
yapısındadır.
Kromozom yoğunlaşmasının başlangıcı
Aurora-B protein kinaz tarafından H3 ve
Cdk1-siklin B-p9 tarafından H1 histonların
fosforilasyonu ile gerçekleşir. Keza DNA
topoizomeraz II yoğunlaşma için gereklidir.
PROFAZ
Profaz evresindeki hücre soğan kök ucunda görülmekte. Boya: H+E
2-PROMETAFAZ
Prometafaz
kinetokorların
her
bir
mikrotubullerle bağlanması ve nukleus
kutuptaki
zarının
parçalanması ile başlar.
Nukleus zarı yıkımı tam olarak bilinmese de
nuklear laminlerin fosforilasyonu ile tetiklendiği
düşünülmektedir. Nukleus zarı küçük parçaları
endoplazmik retikulum içine alınır.
Prometafazda mitoz mekik yapısı tamamlanır.
İğ yapısı en azından 7 farklı tip kinesin ve
sitoplazmik dynein ile oluşur.
Kromozomlar daha kısalır ve rastgele dizilirler.
PROMETAFAZ
Prometafaz evresindeki hücre soğan kök ucunda görülmekte. Boya: H+E
Kromozomal
mikrotubuller
Mitoz mekiğinde 4 çeşit mikrotubul vardır: Aster,
kinetokor, polar (=kutup) ve kromozomal
mikrotubuller
3-METAFAZ
Mitoz bölünmenin en uzun evresi metafazdır.
Metafazda
kromozomlar
iki
kutup
arasında
ekvatoriyal plakda düzgün şekilde sıralanırlar.
Metafaz esnasında kromozomlar bir kutupdan
diğerine küçük hareketler yaparlar.
Hem motor proteinler hem de kinetokor
mikrotubullerin uzunluğundaki değişiklikler
kromozom hareketlerine neden olur.
METAFAZ
Metafaz evresindeki hücre soğan kök ucunda görülmekte. Boya: H+E
4-ANAFAZ
Anafaz evresi kardeş kromatidleri birarada tutan
kohesin bağlantıların proteolitik ayrılması ile
başlar.
Bu bağlantının kopması ile iki kardeş kromatid
birbirinden ayrılarak zıt kutuplara doğru çekilir
(Anafaz A ).
Aynı zamanda iki iğ kutbu da ayrılır (Anafaz B).
Anafaz A, kardeş kromatidlerin her iki kutba
doğru çekilmesinde kinetokor mikrotubullerinin
depolimerizasyonu ile birlikte motor proteinler rol
oynar.
Anafaz B, hem polar mikrotubullerin kayma ve
uzaması hemde aster mikrotubulleri tarafından
uygulanan dış çekme kuvvetleri ile iki kutup
ayrılır.
ANAFAZ A
Anafaz A evresindeki hücre soğan kök ucunda görülmekte. Boya: H+E
ANAFAZ B
Anafaz B evresindeki hücre soğan kök ucunda görülmekte. Boya: H+E
5-TELOFAZ
Telofaz evresinde kromozomlar çözülür ve
yeniden interfazdaki durumunu alır.
Anafaz esnasında yeniden oluşmaya başlayan
nukleus zarı telofaz evresinde tamamlanır.
Nuklear laminayı yeniden oluşturmak için
defosforile laminler ile nukleus por
kompleksleride zarla birleşirler.
Nukleus zarı tekrar endoplazmik retikulumun
yoğun membran keseleriyle birlikte sarılır.
Nukleolus tekrar belirir.
TELOFAZ
Telofaz evresindeki hücre soğan kök ucunda görülmekte. Boya: H+E
6-SİTOKİNEZ
Tipik bir hücrede her mitoz bölünmeyi sitokinez
takip etmesine rağmen bazı hücrelerde örneğin;
Drosophila embriyoları ve omurgalı osteoklast
hücreleri sitokinez olmadan mitoz bölünme
geçirdiklerinden çok nukleuslu olurlar.
Hayvansal hücrelerde kontraktil halka (Aktin,
Miyozin II ve çeşitli proteinler) oluşur.
Bitki hücrelerinde fragmoplast (=orta lamel)
mikrotubuller, aktin filamentleri, Golgi ve
endoplazmik retikulumdan kökenlenen
keseciklerden oluşur.
KAYNAKLAR
1-Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P. :
Molecular Biology of The Cell. Fourth edition Garland Science
Taylor & Francis Group New York 2008.
2-Pollard T.D. and Earnshaw W.C.: Cell Biology. Elsevier Science
USA 2008.
3- Cooper G.M. and Hausman R.E.: The Cell: A molecular Approach
5th ed. ASM Press Sinauer Associates Inc. USA 2009.
4- Lodish H, Berk A, Kaiser C A, Krieger M, Scott M P, Bretscher A,
Ploegh H, Matsudaira P. : Molecular Cell Biology. Sixth Edition.
W.H. Freeman and Company New York 2008.
5-Lewis R. Human Genetics. Concepts and Applications. Fifth Editon
McGraw-Hill New York 2003.
6-Klug W.S., Clummings M.R., Öner C. (Çeviri Editörü) : Genetik.
Altıncı Baskı Palme Yayıncılık 2002.
7-Temel Genetik Ders Kitabı, Cerrahpaşa Tıp Fakültesi Yayın
No:265, 2009.