ÜNİTE 1 - HÜCRE BÖLÜMLERİ
1 KONU - Mitoz ve Eşeysiz Üreme

• Mitoz ve Eşeysiz Üreme
  

Küçük bir filin büyüyerek tonlarca ağırlığa ulaşması, yeni doğan bir çocuğun büyümesi ve tohumdan koca ağaçların oluşmasının temelinde hücre bölünmesi yer almaktadır. Hücre bölünmesi ile hücre sayısı artar ve canlıların büyümesi sağlanır. Canlılar ökaryot ve prokaryot olmak üzere ikiye ayrılır. Prokaryot hücrelerde çekirdek bulunmaz ve DNA stoplazma bölümü içerisinde dağınık halde bulunur. Ökaryot hücrelerde ise DNA çekirdek içerisinde bulunur ve hücre bölünmesi bu organel tarafından kontrol edilir.

1. Canlılarda hücre bölünmesinin gerekliliği
   

Bütün canlıların vücudunda yer alan hücreler başka bir hücrenin bölünmesi sonucunda oluşur. Çok hücreli olan canlılarda büyüme, gelişme, üreme hücrelerinin oluşması ve yaraların iyileşmesi gibi olaylar hücre bölünmesi ile olurken, tek hücreli olan canlılarda üreme olayları hücre bölünmesi sayesinde gerçekleşir. Hücreler yeterli büyüklüğe ulaştığında çekirdek tarafından bölünme emri verilir ve olay gerçekleşir. İnsan vücudunda yer alan bazı hücre çeşitleri zamanla bölünebilme yeteneğini kaybederken, bazı hücreler bölünme yeteneğini asla kaybetmezler.

1. Mitoz bölünme
   

Bölünme çeşitlerinden biri olan mitoz yalnızca ökaryot(çekirdeğe sahip olan) hücrelere gerçekleşir. Çok hücreli canlılarda büyüme ve gelişmeyi sağlarken, tek hücreli canlılarda da üremeyi sağlar. Bir hücrenin bölünmeye başlaması ile diğer hücre bölünmesi olayına kadar geçen süreye hücre döngüsü adı verilir. Bu hücre döngüsü oldukça uzun süren bir interfaz evresi ile bölünme evresinden meydana gelir. Bölünme evresi adı verilen olay ise çekirdek ve sitoplazma bölünmesi olmak üzere ikiye ayrılır.

• İnterfaz: Hücre bölünmesine hazırlık evresi olarak bilinen interfaz sırasında, sitoplazma ve diğer hücre içerikleri artarak hücre bölünmeye hazır hale gelir. DNA bu evrede kendisini eşleyerek yeni oluşacak 2 adet hücre için gerekli olan kalıtsal materyal oluşturulur. Yalnızca hayvan hücrelerinde bulunan sentrozomorganeli de kendini eşler. Protein sentezi, ATP sentezi gibi olayların hızı artarak bölünme sırasından ihtiyaç duyulan enerji üretilmiş olur. Bu evrede en son gerçekleşen olay ise, kromozomların oluşan kopyaları ile birlikte kardeş kromatitleri oluşturmasıdır.
  

SORU : 20 kromozomu olan bir hücrenin kaç kromatiti vardır?
Bir kromozomda 2 kromatit vardır. 20 kromozomu olan bir hücrede 20 x 2 = 40 kromatit bulunur.

• Profaz: Mitoz bölünmenin ilk evresi olan profaz sırasında kardeş kromotitler kısalıp kalınlaşarak kromozom adı verilen organelleri oluşturur. Hayvan hücrelerinde yer alan sentrozomlar farklı kutuplara çekilerek iğ ipliklerini oluşturur. Bitki hücrelerinde ise sitoplazmada yer alan proteinler sayesinde iğ iplikleri oluşur. Bu evrenin sonlarına doğru hücre içerisinde yer alan çekirdekçik, çekirdek zarı ve endoplazmikretikulum gibi organeller erimeye başlar.
  
  
• Metafaz: Kromozomların mikroskop üzerinde en net şekilde görüldüğü ve mitozun ikinci evresine metafaz adı verilir. Kromozomlar kardeş kromatitler halinde hücrenin ekvatoru üzerinde iğ iplikleri sayesinde dizilir. Bu evre sırasında kromozomlar net olarak sayılabildiğinden sayısına, boyutuna göre gruplandırılabilir. Bu işleme ise karyotip oluşturma adı verilir. Down Sendromuna sahip olan kişiler bu yöntem sayesinde kolayca belirlenebilmektedir.
  
  
• Anafaz: Genetik materyallerin ikiye ayrıldığı evre olan anafazda, iğ ipliklerine tutulu olan kardeş kromotitler zıt kutuplara ayrılır. Ayrılan kromatitler artık kromozom adını alırlar. Diğer bir deyişle ayrılan kardeş kromatitler yeni oluşacak hücrelerin kromozom yapısını oluştururlar. Bu evre sırasında hücre az miktarda uzamaya başlar. Kromozomların tamamının farklı kutuplara ulaşması ile de bu evre sona erer.
  

SORU : Mitoz geçiren bir hücrenin metafaz evresinde 32 tane kromatit tespit edilmiştir. Buna göre bu hücrenin kromozom sayısı kaçtır?

1 kromozom = 2 kromatit olduğuna göre, 32/2 =16 kromozom bulunur.

• Telofaz: Mitoz bölünmenin dördüncü ve son evresi telofaz evresidir. Farklı kutuplara ulaşmış olan kromozomlar yeni hücre zarı ile çevrilir. Aralarında bulunan iğ iplikleri tamamen kaybolur. Çekirdekçik görünür bir hale ulaşır ve farklı kutuplarda yer alan kromozomlar ilk haldeki gibi kromatit halini alır.
  
  
• Sitoplazma bölünmesi (Sitokinez): Telofaz evresinin başlangıcında çekirdek zarının oluşması ile birlikte sitoplazma bölünmesi de başlamış olur. Bu evrenin sona ermesi ile iki adet hücre oluşur. Sitoplazma bölünmesi bitki ve hayvan hücrelerinde farklı şekilde gerçekleşir. Hayvan hücrelerinin ekvator bölümü içeriye doğru boğumlanır ve hücre bölünmesi tamamlanana kadar devam eder. Bitki hücrelerinde hücre duvarı bulunduğundan orta bölümde orta lamel adı verilen bir yapı oluşarak bölünme gerçekleşir. Mitoz bölünme sonucunda genetik yapı bakımından aynı olan 2 adet hücre oluşur.
  

SORU : 20 kromozomlu bir hücrenin arka arkaya üç kez mitoz geçirmesi sonucu toplam kaç hücre oluşur ve oluşan hücreler kaç kromozomludur?

Mitoz sonucu oluşan hücre sayısını bulmak için 2ⁿ formülünden yararlanılır. “n” ile ifade edilen mitoz bölünme sayısıdır. Mitoz bölünme sayısı soruda 3 olarak verilmiştir. Buna göre; 2ⁿ = 23 = 2.2.2 = 8 hücre oluşur. Mitoz sonucu oluşan hücrelerin kromozom sayısı değişmediği için oluşan hücrelerin kromozom sayısı 20’dir.

• Hücre Bölünmesinin Kontrolü ve Kanserle İlişkisi: Hücre bölünmesi sırasında gerçekleşen tüm olaylar canlı vücudunda bulunan bazı moleküller tarafından kontrol edilir. Bu kontrol sayesinde tüm işlemlerin eş zamanlı olarak gerçekleşmesi sağlanır. Hücre bölünmesi sırasında bu kontrol etkisi ortadan kalkarsa tümör veya kanser hücresi oluşur. Yapılan çalışmalarda kanser hücrelerinin hiç durmadan sürekli olarak bölündüğü gözlenmiştir. Kanser hastalığına yakalanan insanlara kemoterapi ve radyoterapi adı verilen yöntemler uygulanır. Bu yöntemlerle hücre bölünmesi engellenmeye çalışılır.
  

1. Eşeysiz Üreme
   

Canlıların nesillerini devam ettirebilmek için yeni bireyler oluşturmasına üreme adı verilir. Bu özellik tüm canlılar için ortak olarak gerçekleşir. Eşeyli ve eşeysiz olmak üzere iki farklı üreme çeşidi bulunmaktadır. Eşeyli üremenin temeli mayoz bölünmeye dayanırken, eşeysiz üreme ise mitoz bölünme ile gerçekleşir. Eşeysiz üreme sırasında eşey hücreleri olmadığından döllenme gibi olaylar gerçekleşmez. Mitoz bölünme ile ana hücre ile aynı genetik özelliklere sahip olan iki farklı hücre oluşur. Ağaçtan kesilen bir dal parçasının tekrar toprağa dikilerek yeniden büyütülmesi eşeysiz üremeye bir örnektir.
Eşeysiz üreme çeşitleri:
a) Bölünerek üreme,
b) Tomurcuklanma ile üreme,
c) Sporla üreme,
d) Rejenerasyon ile üreme,
e) Partenogenez
f) Bitkilerde vejetatif üreme.

• Bölünerek çoğalma: Tek hücreli canlılarla görülen ve hızlı şekilde gerçekleşen bir üreme çeşididir. Yeteri büyüklüğe oluşan bir hücrenin iki farklı parçaya bölünmesiyle gerçekleşir. Ökaryot canlılardan öglena, amip ve paramesyumlarda görülen üreme çeşidi bakteri ve arke gibi prokaryot hücrelerde de gerçekleşir. Canlıların şekline bağlı olarak farklı yerlerden bölünür. Örnek olarak öglena boyuna, paramesyum enine ve amip her yönden bölünebilir.
  
  
• Tomurcuklanma ile üreme: Ana birey üzerinde meydana gelen bir çıkıntıdan yeni bir hücre meydana gelmesine tomurcuklanma ile üreme adı verilir. Bazı durumlarda ise yeni oluşan hücreler ana hücrenin üzerinde koloniler oluşturarak yaşamını devam ettirir. Bu üreme çeşidi maya mantarı adı verilen tek hücrelilerde gerçekleşebildiği gibi hidra, mercan ve sünger gibi omurgasız canlılarda da meydana gelir. Oluşan canlılar ana hücreden ve birbirinden farklı büyüklüklere sahip olabilir.
  
  
• Sporla Üreme: Elverişsiz koşullara dayanıklı olan ve üzeri sağlam yapılarla örtülü olan hücrelere spor adı verilir. Bu hücreler ana hücreden ayrılarak uygun ortam bulduğunda yeni canlıyı meydana gelir. Suyla, rüzgarla ve diğer aracılar ile taşınabildiğinden her yerde yeni hücreyi oluşturabilir.
  
  
• Rejenerasyon ile üreme: Bir canlının zarar gören kısmının yeniden oluşturulmasına rejenerasyon adı verilirken, aynı canlıdan kopan bir parçanın yeni canlıyı oluşturmasına rejenerasyon ile üreme adı verilir. Bu üreme türü deniz anası, planarya ve deniz yıldızı gibi canlılarda görülebilmektedir.
  
  
• Partenogenez: Henüz döllenmemiş olan bir yumurta hücresinin gelişerek yeni bir bireyi oluşturmasına partenogenez adı verilir. Arılarda, eklem bacaklılarda, karıncalarda, su pirelerinde ve bazı kelebeklerde görülür. Bazı kuş, kurbağa, balık ve sürüngen türlerinde de partenogenez görülebilir.
  
  
• Bitkilerde Vejetatif Üreme: Bazı bitkiler eşeyli üremenin yanı sıra eşeysiz şekilde de üreyebilir. Bu yöntem daha çok yenilenme yöntemine dayanır. Bitkinin kök, gövde ve dal gibi bölümlerinden alınan parçalar tekrardan toprağa dikilerek yeni canlıyı oluşturur. Bu üreme çeşidi mitoz bölünmeye dayanır.
  

2 KONU - Mayoz ve Eşeysiz Üreme
1) Mayoz ve eşeyli üreme
Eşeyli şekilde üreyen tüm canlılarda anormal bir durum gerçekleşmediği sürece kromozom sayıları sabit kalır. Bu üreme çeşidinde eşey hücreleri oluşarak döllenir ve bu sayede yeni canlılar oluşur. Mayoz bölünme ile oluşan eşey hücrelerinde bulunan kromozom sayıları ana hücrenin yarısı kadardır. Bu sayede yeni oluşacak canlıda ana hücre ile aynı kromozom sayısına sahip olur. Mitoz bölünme ile eşey hücreler oluşsaydı, yeni oluşacak canlının kromozom sayısı ana hücrenin iki katı değere sahip olurdu. Eşeyli üreme sırasında anne ve babadan gelen gametler birleşerek yeni canlıyı oluşturduğundan, canlı genetik yapısında hem anneden hem de babadan etkiler taşır. Tamamen anne ya da babaya benzemez farklı oranlarda özellikleri üzerinde taşır.

1. Mayoz bölünme
   

Bu bölünme çeşidi sayesinde anne ve babadan gelen gamet adı verilen eşey hücreleri oluşur. Mayoz bölünme geçirecek olan hücre uzun süren bir interfaz evresi, Mayoz 1 ve Mayoz 2 adı verilen toplamda üç evre geçirir. Mayoz bölünme tamamlandığında ana hücrelerden farklı özelliklere sahip olan toplam 4 adet hücre oluşur.

• İnterfaz:Mitoz bölünme ile ortak olarak gerçekleşen interfaz evresi mayoz bölünmeye hazırlık evresidir. Bu evrede bölünme geçirecek olan ana hücre büyür, DNA eşlenir, bölünme sırasında gerekli olan proteinler sentezlenir ve RNA, ATP sentezi artış gösterir. Bu evreden sonra hücre bölünmeye hazır hale gelir ve ardından Mayoz1, Mayoz2 evreleri gerçekleşir.
  

Mayoz 1 Evreleri:
İnterfaz evresinin tamamlanmasının ardından tamamına Mayoz1 adı verilen aşamalar gerçekleşir. Bu aşamalar sırasıyla Profaz1, Metafaz1, Anafaz1 ve Telofaz1 evreleridir.

• Profaz1 Evresi: Bu evre sırasında homolog kromozomlar bir araya gelir ve kardeş olmayan kromotitler arasında bir parça değişimi meydana gelir. Bu olaya cross-over adı verilir ve bu sayede genetik çeşitlilik sağlanır. Bu evrenin sonunda çekirdekçik yol olur ve çekirdek zarı parçalanır. Sentrozomlar sayesinde iğ iplikleri oluşarak kromozomlar bu ipliklere tutunur.
  
  
• Metafaz1 Evresi: Mitoz bölünmeden olduğu gibi bu aşamada kromozomlar hücre ekvatorunda iki sıra halinde dizilirler. Bu evre kromozomların net olarak görüntülenebildiği tek evredir.
  
  
• Anafaz1 Evresi: Bu evrede homolog kromozomlar birbirinden farklı olan kutuplara çekilir. Bu sayede yeni oluşacak tüm hücrelerde kromozom sayısı yarıya inmiş olur. Homolog olan kromozomların hangi kutba gideceği belli olmadığından bir genetik çeşitlilik de bu evrede oluşur.
  
  
• Telafaz2 Evresi: Birbirinden ayrılarak farklı kutuplara çekilen kromozomlar etrafında yeni bir çekirdek zarı oluşur. Bu evre sırasında sitoplazma bölünmesi de gerçekleşerek ana hücrenin yarısı kadar kromozoma sahip 2 adet hücre oluşur.
  

Oluşan bu 2 hücre tekrardan mitoz bölünme geçirerek toplamda 4 adet hücre oluşur. Bu aşamaya Mayoz2 adı verilir ve tüm evreleri mitoz bölünmenin aynısıdır. Tek farklılık ise tekrardan interfaz evresinin bulunmamasıdır.

1. Eşeyli Üreme
   

Bu üreme çeşidi eşeysiz üremeden tamamen farklıdır. Eşey ana hücrelerine sahip olan dişi ve erkek bireyler mayoz bölünme gerçekleştirerek birbirinden farklı kalıtsal yapılara sahip olan eşey hücrelerini oluşturur. Mayozun haricinde eşeyli üreme sırasında döllenme kavramı da çok önemlidir. Dişi ve erkek canlılardan gelen eşey hücreleri döllenme olayı ile zigot hücresini oluşturur. Bu zigot gelişip büyüyerek yeni canlı bireyi meydana getirir. Oluşan bu birey hem anneden hem de babadan gelen farklı kalıtsal özelliklere sahiptir. Bu üreme çeşidi ile oluşan bireylerde tür içi çeşitlilik mevcuttur ve bu sayede çevre koşullarına daha kolay uyum sağlarlar.

ÜNİTE 2 - KALITIMIN GENEL İLKELERİ
1 KONU - Kalıtım ve biyolojik çeşitlilik
Mayozbölünme sayesinde gerçekleşen eşeyli üremede kalıtsal farklılıklar meydana gelmektedir. Bu kalıtsal materyalleri incelemek isteyen bilim insanları tarih boyunca çalışmalar gerçekleştirmiştir. Genetik özelliklerin bir nesilden diğer nesile nasıl aktarıldığını inceleyen bilim dalına kalıtım bilimi (genetik) adı verilir. Bu bilimle ilgili ilk çalışmayı Mendeleyev bezelyeler üzerinde yapmış ancak gerçekler ölümünden seneler sonra anlaşılmıştır.

1. Kalıtım ve biyolojik çeşitlilik
   

Bir bölgede bulunan hayvan, bitki ve mikroorganizmaların oluşturduğu türlerin tamamı o bölgede yer alan biyolojik çeşitliliği oluşturur. Bu türlerin sahip olduğu genetik özelliklerin daha sonraki nesillere aktarılmasına ise kalıtım adı verilir. Kendinizi örnek alacak olursanız, annenizden ya da babanızdan aldığınız tüm özellikler kalıtım yardımı ile size aktarılmıştır. Genetik özellikler eşey kromozomları ile aktarılır ve insanlarda X ve Y olmak üzere iki farklı eşey kromozumu bulunur. XX olması durumunda dişi birey, XY olması durumunda ise erkek birey oluşur.

1. Kontrol çaprazlaması
   

Fenotipi çekinik olan bireylerin genotiplerini direk olarak söylemek mümkündür. Çekinik olarak kendini gösterebilmesi için her iki genotipinin de çekinik olması gerekir (Örnek olarak: bb çekinik genotiptir). Ancak baskın fenotipe sahip olan bireylerin asıl genotipini söylemek direk olarak mümkün değildir (Baskın olanlar BB olabileceği gibi Bb şeklinde de olabilir.) Bunu bulmak için kullanılan yönteme kontrol çaprazlama adı verilir.

1. Eş baskınlık
   

Genlerin fenotipe etki etme baskınlıklarının eşit olduğu durumlara eş baskınlık adı verilir. Bu durumlarda her iki gen de fenotipe eşit miktarda etki eder. İnsanlarda kan grubunu belirleyen alel genler eşit baskınlığa sahiptir.

• Çok Alellilik
  

Mendel yapmış olduğu çalışmalarda tüm kalıtsal özelliklerin yalnızca 2 adet alel gen ile taşındığını öne sürmüştür. Ondan sonra yapılan çalışmalarda ikiden fazla gen ile de taşınabildiği keşfedilmiştir. Bir kalıtsal özelliğin ikiden fazla gen ile taşındığı durumlara çok alellilik adı verilir.

1. Eşeye bağlı kalıtım
   

İnsanlarda cinsiyeti belirleyen kromozomlara eşey kromozom adı verilir. X ve Y olmak üzere iki çeşit olan kromozomlarda XY olması durumunda erkek, XX olması durumunda ise dişi birey oluşur. Bu kromozomlar cinsiyeti belirlemek dışında bazı kalıtsal özelliklerin aktarılmasında da görev almaktadır. Bu kalıtsal özelliklere eşeye bağlı kalıtım adı verilir ve X ya da Y kromozomu yardımıyla taşınır.

1. Hemofili (Kanın Pıhtılaşmaması)
   

Hemofili adı verilen hastalık yaralanma gibi durumlarda kanın pıhtılaşmasını sağlayan proteinin eksik olduğu kişilerde görülmektedir. Bu hastalığa sahip olan kişilerde kanama meydana geldiğinde ya pıhtılaşma hiç olmaz ya da oldukça yavaş gerçekleşir. Bu kişilere pıhtılaşma için gerekli olan madde dışarıdan enjekte edilir. Bu hastalık eşeye bağlı olarak nesilden nesile aktarıldığından, anne veya babada görüldüğünde çocuklarda görülme ihtimali de vardır.

1. Kısmi renk körlüğü
   

Hemofili hastalığında olduğu gibi eşey kromozomları ile çekinik olarak taşınan diğer bir hastalık kısmi renk körlüğüdür. Bu hastalığa sahip olan kişiler kırmızı ve yeşil rengi ayırt edemezler. Kalıtsal bir hastalık olduğundan tedavisi mümkün değildir. Ancak bazı gözlük ve lensler yardımı ile anlık olarak düzeltilebilir.

• Soyağacı
  

Kalıtsal yollarla taşınan hastalık ya da özelliklerin nesilden nesil aktarımını gösteren tabloya soyağacı adı verilir. Bu ağaç yardımıyla bireylerin homozigot ya da heterezigot özelliğe sahip olduğu kolaylıkla bulunabilir. Soyağacında erkek bireyler kare ile dişi bireyler ise daire ile gösterilmektedir.

• Akraba evliliği ve sakıncaları
  

Aralarında kan bağı bulunan kişilerin yapmış olduğu evliliklere akraba evliliği adı verilir. Bu tür kişilerde çekinik özelliklere sahip olan hastalıkların bir sonraki nesillere aktarılma ihtimali, akraba olmayan evliliklere göre daha yüksektir. Akraba evlilikleri yapmak doğacak olan yeni nesillerin sağlığını ciddi şekilde tehdit etmektedir. En çok ortaya çıkan hastalık ise Akdeniz anemisidir.

1. Genetik Varyasyonların Biyolojik Çeşitliliğe Etkisi
   

Varvasyon kelime anlamı olarak çeşitlilik anlamına gelmiştir. Bir türde yer alan gen havuzunda yer alan genetik çeşitlilik arttıkça birbirinden farklı özelliklere sahip bireyler oluşur. Canlıların genotiplerinde yer alan farklılıklar farklı fenotip oluşmasında oldukça etkilidir. Genetik varvasyonlara neden olan olaylar ise mutasyon, krossingover ve kromozomların bağımsız dağılımıdır.

• Mutasyon: Bir organizmanın gen dizilimlerinde meydana gelen değişimlere mutasyon adı verilir. Mutasyon tür içerisindeki genetik varvasyonlara neden olur. Vücut hücrelerinde meydana gelen mutasyonlar yalnızca bireyi etkilerken, eşey hücrelerinde meydana gelen mutasyonlar gelecek nesli de etkilemektedir.
  
  
• KrossingOver: Mayoz bölünme sırasında homolog kromozomların kardeş olmayan kollarında parça değişimi olmaktadır. Bu olay sayesinde farklı olan kromozomlara gen aktarımı gerçekleştirilir. Bu olay yeni nesillere de aktarıldığı için genetik varvasyonlara neden olmaktadır.
  
  
• Kromozomların bağımsız dağılımı: Mayoz bölünme esnasında homolog kromozomları oluşturan kromozomların birbirinden bağımsız şekilde yeni oluşan hücrelere geçmesi olayına bağımsız dağılım adı verilir. Bu olay bölünme sonrasında oluşan 4 hücrenin birbirinden farklı genetik yapıya sahip olmasını sağlar. Bu madde de genetik varvasyonların oluşumunda oldukça etkili bir faktördür.