Sentrozom, Sentriyoller ve Mitotik İğ

Açılış

Bölümün son organeli ve diğerlerinden farklı bir işi var.

Şimdiye kadar gördüğümüz organeller bir şey üretiyor, işliyor, taşıyor ya da parçalıyordu. Bu organel hiçbirini yapmıyor:

Sentrozom hücrenin düzenleyicisi. Hiçbir madde üretmiyor, hiçbir şey parçalamıyor. Yaptığı tek iş, hücre içindeki yolları ve eksenleri kurmak. Ve bu tek iş, hücrenin düzeninin çoğunu belirliyor.

Bu ders aynı zamanda iki bölüme köprü kuruyor: Bölüm 02.4'teki hücre iskeletine ve Bölüm 02.5'teki hücre bölünmesine.

Bu derste ne olacak

Önce sentrozomu tanımlayıp neden "organize edici merkez" olduğunu göreceğiz. Sonra sentriyollerin yapısını ve neden ikili durduklarını ele alacağız. Ardından bölünme sırasında ne olduğunu göreceğiz — mitotik iğin kurulması. Sonra bölünmeyen hücrelerde ne yaptığına bakacağız. Son olarak ikiye katlanma sorununu ve neden bu kadar sıkı denetlendiğini konuşacağız.

Sıfır noktası

Ve baştan bir ayrım gerekiyor çünkü sık karıştırılıyor:

• Sentrozom bir bölge. Zarı yok, kesin bir sınırı yok.
• Sentriyol o bölgenin içindeki bir yapı.

Yani sentriyol sentrozomun parçası, eşiti değil.

Ve dikkat: sentrozomun zarı yok. Ders 02-18'de çekirdekçik için, Ders 02-19'da ribozom için kurduğumuz mantık burada üçüncü kez geçerli — bir arada olmak için zar şart değil.

Mekanizma

Neden bir "organize edici merkez"

Bölüm 02.4'ün konusunu burada ön yükleyelim: hücre iskeletinin bileşenlerinden biri, tüplerden oluşan bir ağ.

Bu tüplerin bir özelliği var: kendiliğinden, rastgele yerlerde kurulmuyorlar. Bir başlangıç noktası gerekiyor.

Sentrozom o başlangıç noktası. Tüpler burada kurulmaya başlıyor ve dışa doğru uzuyor.

Bunun üç sonucu var ve üçü de hücre düzenini belirliyor:

1. Tüplerin yönü belirleniyor. Hepsi merkezden dışa doğru uzuyor. Yani ağın bir yönü var.

2. Hücre içi yollar kuruluyor. Ders 02-25'te taşımanın iskelet üzerinde yapıldığını görmüştük. O yolların düzeni buradan çıkıyor.

3. Bir merkez tanımlanıyor. Hücrenin bir "iç merkezi" oluyor ve organeller buna göre yerleşiyor.

Üçüncü madde, Golgi'nin neden çekirdeğe yakın durduğunu açıklıyor (Ders 02-22): sentrozom oradadır ve Golgi ona göre konumlanır.

Yani sentrozom hiçbir şey üretmeden, konum bilgisi üretiyor.

Ve bu, kursta yeni bir kavram: bazı yapılar madde değil, düzen üretir.

Sentriyoller neden ikili ve dik

Sentrozomun içinde iki sentriyol bulunur ve birbirlerine dik dururlar.

Bu düzen dikkat çekici. Neden ikili? Neden dik?

Dürüst cevap: tam olarak bilinmiyor. Sentriyollerin sentrozomdaki kesin rolü, alanın hâlâ tartıştığı konulardan biri.

Bilinen üç şey var:

1. Sentriyoller silyum yapımında kullanılır. Bir hücre silyum yapacaksa (Ders 02-10), sentriyol o uzantının tabanına gider ve yapının temelini oluşturur.

Bu, iki yapı arasında beklenmedik bir akrabalık: silyumun iç tüp dizilişi ile sentriyolün yapısı aynı aileden.

Ders 02-10'da silyumun içinde düzenli bir tüp dizisi olduğunu söylemiştik. Sentriyol de aynı düzendedir. Yani aynı yapısal çözüm, iki farklı işte kullanılıyor — kursun tekrar eden gözlemi.

2. İkiye katlanmaları sıkı denetlenir. Bir sonraki başlığın konusu.

3. Bazı hücrelerde sentriyol yoktur. Ve o hücreler yine de bölünebilir.

Üçüncü madde önemli: sentriyol, bölünme için zorunlu değil. Bu, "sentriyoller bölünmeyi sağlar" biçimindeki basit açıklamayı çürütüyor.

Yani burada bir bilgi sınırı var ve söylenmesi gerekiyor (Ders 00-22): sentrozomun bölünmedeki rolü kesin; sentriyolün o roldeki payı tartışmalı.

Bölünmede ne oluyor

Hücre bölüneceği zaman sentrozom merkezî bir rol alıyor ve süreç dört adımda kurulabilir.

1. Sentrozom ikiye katlanır. Bölünmeden önce iki sentrozom oluşur.

2. İki sentrozom hücrenin zıt kutuplarına gider. Böylece hücrede iki merkez oluşur.

3. Her merkezden tüpler uzar ve ortada buluşur. Ortaya çıkan yapı mitotik iğ.

4. İğ, genetik malzemeyi iki tarafa ayırır. Tüpler malzemeye tutunur ve kutuplara doğru çeker.

Ve buradaki geometri kritik: iki kutup, bir eksen tanımlıyor.

Bu eksen üç şeyi birden belirliyor:

• Genetik malzemenin hangi yöne ayrılacağını.
• Hücrenin nereden bölüneceğini.
• Yavru hücrelerin nasıl konumlanacağını.

Üçüncü madde doku düzeni için önemli: bölünme ekseni, yeni hücrelerin dokuda nereye yerleşeceğini belirler.

Bir hücre katmanında bölünme ekseni katmana paralelse, iki yavru hücre yan yana durur ve katman genişler. Dikse, biri üstte biri altta kalır ve katman kalınlaşır.

Yani sentrozomun konumu, doku düzeyinde bir sonuç üretiyor.

Bu, Ders 02-03'teki basamak mantığının güzel bir örneği: hücre içindeki bir yapının konumu, doku mimarisini belirliyor.

Bölünmeyen hücrelerde

Bölünme dışında sentrozom ne yapıyor? Üç iş.

1. İskeleti düzenler. Tüplerin merkezden dışa uzanması, hücreye bir iç düzen veriyor.

2. Taşıma yollarını kurar. Ders 02-25'teki vezikül trafiği bu yollar üzerinde yürüyor.

Ve bir ayrıntı: tüplerin yönlü olması, taşımanın da yönlü olmasını sağlıyor. Motorlar bu yönü okuyup "merkeze doğru" ya da "dışa doğru" hareket ediyor (Ders 02-31).

3. Silyum tabanını oluşturur. Yukarıda değinmiştik.

Üçüncü işin bir sonucu var ve öğretici: bir hücre aynı anda hem bölünüp hem silyum taşıyamaz. Çünkü sentriyol iki işte birden kullanılamaz.

Bir hücre silyum yapacaksa sentriyolünü oraya gönderir; bölünecekse geri çeker.

Bu, bir kaynak paylaşımı sorunu ve Kurs 01'deki takas mantığının bir örneği daha (Ders 01-65): aynı kaynak iki işte kullanılamıyorsa, biri diğerini dışlar.

İkiye katlanma neden sıkı denetleniyor

Kapanış ve dersin en önemli mantık zinciri.

Sentrozom bölünmeden önce tam olarak bir kez ikiye katlanmalı. Ne eksik ne fazla.

Neden bu kadar kritik?

Çünkü kutup sayısı, ayrılma sayısını belirliyor:

• İki kutup → genetik malzeme ikiye ayrılır. Doğru.
• Üç ya da daha fazla kutup → malzeme üçe ya da daha fazlaya bölünür. Yavru hücreler eksik ya da fazla malzeme alır.
• Tek kutup → ayrılma gerçekleşmez.

Yani sentrozom sayısındaki bir hata, doğrudan genetik malzemenin yanlış dağılmasına yol açıyor.

Ve bu, kursun ana ilkelerinden birinin son örneği: yapı, işlevi doğrudan taşıyor. Burada sayı bile bir yapısal özellik ve işlevi belirliyor.

Bu yüzden hücrede, sentrozomun tam bir kez katlandığını denetleyen mekanizmalar bulunuyor.

Ve genel bir ilke: bir sistemde sayı kritikse, o sayıyı denetleyen bir mekanizma vardır.

Bu ilkeyi bir tahmin aracı olarak kullanabilirsin — Ders 02-24'te "tehlikeli işlem gördüğünde sınırlayıcı ara" demiştik; burada benzeri: kritik bir sayı gördüğünde, onu koruyan bir denetim ara.

Kendin dene

Toparlayalım

• Sentrozom hiçbir madde üretmez, parçalamaz ya da taşımaz — hücre içindeki yolları ve eksenleri kurar.
• BAZI YAPILAR MADDE DEĞİL, DÜZEN ÜRETİR.
• Sentrozom bir BÖLGE, sentriyol o bölgedeki bir YAPI; ikisi eşit değil.
• Sentrozomun zarı yoktur — "bir arada olmak için zar şart değil" ilkesinin kursta üçüncü örneği.
• İskelet tüpleri rastgele yerlerde kurulmaz; sentrozom başlangıç noktasıdır.
• Üç sonuç: tüplerin yönü belirlenir, hücre içi taşıma yolları kurulur, bir iç merkez tanımlanır.
• Golgi'nin çekirdeğe yakın durmasının sebebi budur.
• Sentriyollerin sentrozomdaki kesin rolü TARTIŞMALIDIR; bazı hücrelerde sentriyol yoktur ve yine de bölünürler.
• Sentriyolün yapısı, silyumun iç tüp dizilişiyle aynı ailedendir — aynı çözüm, iki farklı işte.
• Bölünmede dört adım: sentrozom ikiye katlanır, kutuplara gider, tüpler uzayıp iğ oluşturur, malzeme ayrılır.
• İki kutup BİR EKSEN tanımlar; bu eksen ayrılma yönünü, bölünme yerini ve yavru hücrelerin konumunu belirler.
• Bölünme ekseni doku düzeyinde sonuç üretir: katman genişler ya da kalınlaşır.
• Bölünmeyen hücrede sentrozom iskeleti düzenler, taşıma yollarını kurar ve silyum tabanını oluşturur.
• Bir hücre aynı anda hem bölünüp hem silyum taşıyamaz — aynı kaynak iki işte kullanılamaz.
• Sentrozom TAM BİR KEZ katlanmalıdır: kutup sayısı, ayrılma sayısını belirler.
• Sayı bile yapısal bir özelliktir ve işlevi doğrudan belirler.
• TAHMİN ARACI: kritik bir sayı gördüğünde, onu koruyan bir denetim mekanizması ara.

Bölüm 02.3 burada bitiyor. On derste hücrenin iç düzeni kuruldu: neden bölmelere ayrıldığı, her bölmenin ne yaptığı, ürünlerin nasıl adreslendiği ve bütün sistemin nasıl bir ağ olarak çalıştığı.

Bir sonraki bölümde bütün bunları ayakta tutan ve taşıyan yapıya geçiyoruz: hücre iskeleti.