hepnotMitoz: DNA miktarı, kromozom sayısı ve hücre sayısı
Konunun mantığı
Mitoz ökaryot hücrelerde çekirdek bölünmesidir; DNA eşlenmesi ve sitoplazmanın bölünmesiyle aynı olay değildir. Düzenli bir hücre döngüsünde DNA interfazın S evresinde eşlenir, çekirdekteki kopyaların ayrılması mitozda, iki ayrı hücrenin oluşması ise sitokinezle ilişkilidir. Bu olaylar birbiriyle bağlantılı olsa da adlarını birbirinin yerine kullanma. Mitoz tek hücrelilerde üremeye, çok hücrelilerde büyüme ve yenilenmeye katkı sağlayabilir; her hücre sürekli bölünür sonucu çıkmaz.
Bu dersteki sayım modelinde DNA eşlenmeden önce her çekirdek kromozomu bir doğrusal çift sarmallı DNA molekülü taşır; eşlenmiş kromozomun iki kardeş kromatitinde toplam iki DNA molekülü bulunur. Organel DNA’sını bu sayıya katmıyoruz. S evresinde DNA molekülü sayısı ve DNA miktarı iki katına çıkar; kardeşler henüz ayrılmadığından kromozom sayısı aynı kalır. Çift sarmalın iki zincirini iki ayrı DNA molekülü gibi saymak da, eşlenmiş X görünümünün her koluna baştan bağımsız kromozom demek de yanlıştır.
Profazda kromozomlar yoğunlaşır; metafazda kardeş kromatitler birbirinden ayrılmadan dizilir. Anafazda kardeşler ayrılınca her biri ayrı kromozom olarak sayılır. Bu yüzden henüz sitokinez geçirmemiş tek hücrenin tamamındaki kromozom sayısı anafazda geçici olarak iki katına çıkar. Aynı anda her kutba giden sayıyı sorarsan başlangıç sayısını bulursun. “Anafazda kaç kromozom?” sorusunu, bütün hücre mi tek kutup mu sorulduğunu belirtmeden yanıtlamak karışıklık yaratır.
Normal mitoz ve başarılı sitokinez sonunda, bu modelde her yavru hücre başlangıçtaki kromozom sayısını taşır; eşlenmiş DNA kopyaları iki yavruya dağıtılmıştır. Yeni hücrelerin büyüklük, sitoplazma veya organel sayıları zorunlu olarak eşit değildir. Mutasyon ve dağılım hatasının dışlandığı ideal modelde çekirdek genetik bilgisinin korunmasından söz ederiz; gerçek hücrelerde hiçbir hata olamaz iddiası kurmayız. n ile kromozom takımı, DNA miktarıyla kopya miktarı birbirine karıştırılmamalıdır.
Sitokinez çekirdek bölünmesinden ayrı incelenir. Hayvan hücrelerinde zarın boğumlanması, tipik bitki hücrelerinde hücre plağı oluşumu bu süreçle ilişkilidir. Sitokinez tamamlanmadığında iki çekirdek taşıyan tek hücre bulunabilir; iki çekirdek görmek otomatik iki hücre saymak değildir. Soruyu çözmeden evreyi, çekirdek/hücre sınırını ve sayılan yapıyı yaz. Aşağıdaki örnekler sayım modeli alıştırmasıdır; gerçek hücre görüntüsü veya deney ölçümü değildir.
S evresi DNA’yı eşler; kardeşler ayrılana kadar kromozom sayısı artmaz. Anafazda bütün hücre ile tek kutup farklı sayım alanlarıdır. Mitoz çekirdek, sitokinez sitoplazma bölünmesidir; iki çekirdek her zaman iki hücre değildir.
Adım adım bir örnek
Kurmaca modelde G1 evresindeki diploit bir ökaryot hücrenin 2n=12 kromozomu vardır. Her kromozom başlangıçta tek doğrusal çift sarmallı çekirdek DNA molekülü taşır. Organel DNA’sı, mutasyon, DNA kaybı ve kromozom dağılım hatası dışlanıyor. Tek normal döngü ve başarılı sitokinez izlenecek.
Evre tablosuyla say
- G1: 12 kromozom ve 12 çekirdek DNA molekülü. S tamamlanınca G2/metafaz: 12 kromozom, 24 DNA molekülü.
- Anafazda henüz bölünmemiş hücrenin tamamı: 24 kromozom ve 24 DNA molekülü; her kutba 12 kromozom gider.
- Sitokinez sonunda her yavru: 12 kromozom ve 12 DNA molekülü. İki yavrunun toplamıyla tek yavruyu ayır.
Sınır: Yalnız belirtilen normal döngü ve çekirdek DNA modeli için sayım yapılır; DNA kütlesi ile molekül sayısı ayrıca farklı niceliklerdir.
Kopya etiketlerini izle
- Başlangıçtaki 12 kromozoma etiket ver; S evresinde her etiketin iki kardeş kopyası oluşsun.
- Metafazda etiket başına kardeş çift birlikte sayılır; anafazda ayrılan her kardeş bağımsız kromozomdur.
- Kardeşlerden biri bir yavruya, diğeri ötekine gider; her yavru bütün 12 başlangıç etiketini alır.
Sınır: Etiket yöntemi kromozomların aynı boyda olduğunu veya yavruların organellerinin eşit olduğunu varsaymaz.
G2’de DNA molekülü sayısı artarken kromozom sayısının aynı kalması hangi sayım ayrımına dayanır?
Hatayı bul
Öğrenci “DNA S evresinde iki katına çıktı; öyleyse G2’de kromozom da iki katına çıktı. İki çekirdek oluştuğunda sitokinez olmasa da iki hücre sayarım” diyor.
İlk hatayı göster
İlk hata: DNA molekülü artışını kardeşlerin ayrılmasıyla karıştırıyor; ardından çekirdek ile hücre sınırını eşitliyor.
G2’de kardeşler birlikte olduğundan kromozom sayısı korunur. Anafazda ayrılan kardeşler ayrı kromozom sayılır. İki yeni çekirdeğin iki hücre olması için sitokinez durumunu ayrıca kontrol et.
Sitokinez gerçekleşmeyen 2n=8 örneğinde daha sonra sitokinez başarıyla tamamlanırsa, yeni DNA eşlenmesi olmadan hücre ve çekirdek başına sayım nasıl olur?
İki ayrı hücre oluşur; her biri tek çekirdekte 8 kromozom taşır. Toplam çekirdek genetik materyali bu ayrılmada yeniden eşlenmez; hücre sayısı değişir, çekirdek başına kromozom sayısı 8 kalır.
Dersin soruları
1G1’de 2n=10 kromozom taşıyan kurmaca bir hücre normal S evresini tamamlayıp G2’ye ulaşmıştır; kardeş kromatitler ayrılmamıştır. Her kromatitte tek doğrusal çift sarmallı DNA molekülü bulunur. Yalnız çekirdek DNA’sı sayılacak; kayıp ve hata yoktur. G2’de bu hücrede kromozom / DNA molekülü sayıları sırasıyla hangisidir?
Bu soruda hata mı var?2G1’de 2n=6 olan bir hücre normal DNA eşlenmesinden sonra anafazdadır. Kardeşler ayrılmış, sitokinez henüz gerçekleşmemiştir. Dağılım hatası yoktur; tek kutba giden kromozomlarla hücrenin tamamı ayrı sayılacaktır. Henüz bölünmemiş bütün hücrede / tek kutba giden grupta kromozom sayısı hangisidir?
Bu soruda hata mı var?3G1’de 2n=8 olan bir hücre bir kez normal DNA eşlenmesi ve çekirdek bölünmesi geçiriyor; fakat sitokinez gerçekleşmiyor. İki yeni çekirdek oluşmuş ve sonraki S evresi başlamamıştır. DNA kaybı ve kromozom dağılım hatası yoktur. Bu aşamadaki hücre ve çekirdek sayımı için hangi açıklama uygundur?
Bu soruda hata mı var?Kendini dene
Tüm soruları cevapla. Bitirince puanını ve zorlandığın noktaları göreceksin.
1Kurmaca bir hücrede G1’de 2n=18 ve her kromozom başlangıçta tek doğrusal çift sarmallı çekirdek DNA molekülüdür. S evresi tamamlanmış, hücre G2’dedir; mikroskopta X biçiminde 18 yapı görülüyor. Kayıp ve hata yoktur, bölünme başlamamıştır. Kromozom sayısı / çekirdek DNA molekülü sayısı / çekirdek DNA polinükleotit zinciri sayısı sırasıyla hangisidir?
2Kurmaca bir türde anafazdaki, sitokinezi henüz yapmamış bir hücrenin tek kutbuna giden grupta 14 kromozom sayılmıştır. Dağılım hatası ve kayıp yoktur; sayım yalnız çekirdek kromozomlarıyla yapılıyor. Bu hücrenin tamamındaki kromozom sayısı ve türün G1’deki kromozom sayısı sırasıyla hangisidir?
3Kurmaca bir doku görüntüsünde, normal mitoz geçirmiş bir hücreden oluşan iki çekirdek yan yana görülüyor; çekirdeklerin her biri 14 kromozom taşıyor (G1’de 2n=14). Öğrenci “iki ayrı hücre oluşmuştur” diyor. Bu iddiayı hangi gözlem destekler?
4Kurmaca bir ökaryotta G1’de 2n=12 olan bir hücre tek bir normal mitoz ve başarılı sitokinez geçiriyor. Oluşan iki yavru hücreden biri diğerinden belirgin biçimde büyük ve daha çok organel içeriyor. Bu gözleme göre hangi çıkarım uygundur?
5Bir hücrenin G1’de başlayan tek bir döngüsünde kurmaca bir kayıtta üç olay karışık sırayla verilmiştir: (I) kardeş kromatitler zıt kutuplara çekilir, (II) DNA molekülü sayısı iki katına çıkar, (III) sitoplazma iki ayrı hücreye ayrılır. Normal döngüdeki sıra nasıl olmalıdır?
6Çok hücreli bir canlının dokusundan alınan kurmaca bir kesitte hücrelerin çoğu interfazda, yalnız küçük bir bölümü mitozun çeşitli evrelerinde bulunuyor. Bu görüntüden hangi çıkarım yapılabilir?
7Kurmaca tek hücreli A türü ile çok hücreli B türünde 2n=6’dır; ikisi de normal mitoz geçirebilir ve sitokinez başarılıdır. Mitozun bu iki canlıdaki sonuçları için hangi açıklama uygundur?
8Kurmaca bir türde G1’de 2n=14 kromozom vardır; her kromozom başlangıçta tek çift sarmallı çekirdek DNA molekülü taşır. Tek bir hücre normal mitoz geçirmektedir ve sitokinez henüz olmamıştır; kayıp ve hata yoktur. Hangi karşılaştırma doğrudur?
9G1’de 2n=16 olan kurmaca bir hücre tek bir normal mitoz ve başarılı sitokinez geçiriyor; sonraki S evresi başlamamıştır. Her kromozom başlangıçta tek doğrusal çift sarmallı çekirdek DNA molekülü taşır; kayıp yoktur. Oluşan iki yavru hücrenin birlikte taşıdığı toplam kromozom ve toplam çekirdek DNA molekülü sayısı sırasıyla hangisidir?
10G1’de 2n=30 olan kurmaca bir hücrede her kromozom başlangıçta tek çift sarmallı çekirdek DNA molekülü taşır. Normal mitozda sitokinez henüz olmamıştır; kayıp ve hata yoktur. Çekirdek DNA molekülü sayısının kromozom sayısına oranı G1’de, G2’de ve anafazda (bütün hücre) sırasıyla hangisidir?
Aklında kaldı mı?
G2’de DNA miktarı iki katına çıktığında kromozom sayısı neden aynı kalır?
Eşlenmiş kromozomun kardeş kromatitleri henüz ayrılmamıştır; DNA kopyası ve bağımsız kromozom aynı sayım değildir.
Anafazda bütün hücre ve tek kutup sayıları neden farklıdır?
Bütün hücre iki kutba giden ayrılmış kromozomların toplamını, tek kutup yalnız bir grubu kapsar.
Kaynak ve kontrol durumu
Bu ders Hepnot için hazırlandı; üçüncü taraf soru kitabından soru veya görsel aktarılmadı. Bu, başka içerikle benzerlik olmadığının garantisi değildir.
Branş editörü incelemesi ve müfredat eşleştirmesi sürüyor; bu nedenle ders taslak olarak işaretlidir.
Müfredat için başvurulacak kaynak: MEB öğretim programları.