Mitotik Evre (M)
Hücrenin bölünme evresidir. Mitotik evre; mitoz (çekirdek bölünmesi) ve sitokinez (sitoplazma bölünmesi) olarak iki evreden oluşur. Hücre bölünmesi esnasında genetik bilgiler yavru hücrelere aktarılır. Genetik bilgiler DNA’da saklıdır. Prokaryot hücre tipindeki bakterilerde halkasal DNA bulunur ve yapısında protein bulunmaz, arkebakterilerin DNA yapısında ise protein bulunur. Ökaryot hücrelerde, her kromozomda bir tane doğrusal DNA molekülü bulunur. Kromozomların yapısında DNA ile birlikte bulunan çeşitli proteinler hem kromozom yapısının korunmasını hem de gen aktivitelerinin kontrolünü sağlar. Hücreler bölünmeye hazırlanırken kromatinler kısalıp kalınlaşmaya başlar. Böylece kromozomların oluşması sağlanırken bu kromozomların, birbirine dolanmadan hareket etmeleri de kolaylaşır. Eşlenmiş her kromozomda iki kardeş kromatit bulunur. Mitoz, hücre döngüsünün sadece bir kısmını kapsar ve bu sırada hücre içeriğinin hemen hemen tümü yeniden düzenlenir. Mitoz çoğunlukla sitokinezle sonlanır. Ancak bazı hücrelerde mitozun sonunda sitokinez gerçekleşmeyebilir. Örneğin, memelilerin çizgili kas hücrelerinde çekirdek bölünmesi tamamlanırken sitokinez görülmez. Bu durum çizgili kas hücrelerinin birden fazla çekirdekli görünmesini sağlar.
a. Mitoz (Çekirdek bölünmesi)
Bu evrede, yoğunlaşan kromatinlerin oluşturduğu kromozomlar daha da belirginleşir. Bir kromozomu oluşturan iki kardeş kromatit, ayrılarak hücrenin zıt kutuplarına doğru çekilir. Bu süreçte gerçekleşen olaylar dört evreye ayrılır. Bunlar profaz, metafaz, anafaz ve telofaz evreleridir.
Profaz: Mitozun ilk evresidir. Bu evrede eşlenmiş olan kromatinler yoğunlaşarak kardeş kromatitli kromozomları oluşturur. Kardeş kromatitler sentromer bölgesinde bir arada tutulur. Sentromer bölgesinde her bir kromatit için kinetokor adı verilen protein yapı bulunur. İnterfaz evresinde iki tane olan sentrozom profaz evresinde iğ ipliklerinin (mikrotübüllerin) oluşmasını sağlar. Bu evrede sentrozomlar birbirlerinden uzaklaşmaya ve hücrenin kutuplarına doğru hareket etmeye başlar. Oluşan iğ ipliklerinin bir kısmı kinetokorlara bağlanır. Profaz evresinde ayrıca çekirdekçik kaybolur, çekirdek zarı da parçalanmaya başlar.
Metafaz: Mitozun ikinci evresidir. Çekirdek zarı iyice parçalanır ve kinetokorlarından iğ ipliklerine tutunmuş kromozomlar hücrenin ekvator
düzlemine dizilir. Kromozomların mikroskopta en belirgin görüldüğü evredir. Bu evredeki hücrenin kromozomları tek tek sayılabilir. Kromozomlar uzunluk, bant özellikleri, sentromer konumu gibi özelliklere göre gruplandırılarak dizilip karyotip oluşturulabilir. Karyotip hazırlanarak kromozom anormallikleri tespit edilebilir.
Anafaz: Her bir kromozomun sentromeri belirgin olarak ikiye ayrılır ve kromatitler tam olarak birbirinden kopar. İğ ipliklerinin boylarının kısalmasıyla kardeş kromatitler birbirlerinden uzaklaşarak zıt kutuplara doğru çekilir. Kardeş kromatitler artık kromozom olarak adlandırılır. Kinetokora bağlı olmayan iğ iplikleri kutuplara itilerek hücrenin boyca uzaması sağlanırken kromozom hareketine de katkıda bulunmuş olur. Anafazın sonunda, hücrenin her iki kutbu eşit sayıda tam bir kromozom takımına sahip olur. Kromozomların kutuplara ulaşmasıyla anafaz sona erer.
Telofaz: Telofaz evresinde, kromozomlar kutuplara ulaşır ve iğ iplikleri kaybolur. Kromozomlar uzayıp incelmeye başlar ve tekrar kromatinlere dönüşürler. Çekirdek zarı yeniden oluşur ve nükleolus (çekirdekçik) tekrar görünür hâle gelir.
b. Sitokinez (Sitoplazma bölünmesi)
Mitoz sonunda iki yeni hücrenin oluşumunu sağlayan sitoplazma bölünmesi gerçekleşir. Bitki ve hayvan hücrelerinde sitokinezin gerçekleşmesi ortaktır. Ancak bitki ve hayvan hücrelerinde sitokinezin gerçekleşme şekli farklıdır Hayvan hücrelerinde sitoplazma hücrenin ortasında karşılıklı olarak iki taraftan dıştan içe doğru boğumlanmaya başlar. Bu boğumlanmayı, hücre zarının altındaki aktin ve miyozin ipliklerinden oluşan bir halkanın kasılarak daralması sağlar. Boğumlanma iki hücre oluşuncaya kadar devam eder. Sonuçta ana hücre ile kromozom sayısı, DNA miktarı ve genetik yapısı aynı olan iki yeni hücre oluşur.
Bitki hücrelerinde hücre çeperi bulunduğundan hayvan hücreleri gibi boğumlanma gözlenmez. Bitki hücreleri telofaz sırasında, Golgi cisimciğinden kopan keseciklerin ekvatora birikmesiyle oluşan orta lamel sayesinde ikiye ayrılır. Lamel oluşumu, hücrenin ortasından başlar ve hücre zarına değinceye kadar devam eder. Sonuç olarak iki yavru hücre oluşur. Bitki ve hayvan hücrelerinin bölünme farklılıklarından biri de iğ ipliği oluşturma şeklidir. Hayvan hücrelerinde iğ ipliklerini sentrozom oluşturur.
Ancak bitki hücrelerinde sentrozom bulunmadığı için sitoplazmik proteinler iğ ipliklerini oluşturur.
Mitoz, peş peşe gerçekleşebilen bir bölünme şeklidir. Dolayısıyla mitoz sonucu oluşan hücrelerin sayıları geometrik olarak artar ve 2n formülünden (n = mitoz bölünme sayısı) yararlanılarak oluşan hücre sayısı hesaplanır. Örneğin, kromozom sayısı 2n = 12 olan bir hücre arka arkaya 4 mitoz bölünme geçirirse toplam kaç hücre oluşacağını hesaplayalım. 2n formülünden yararlanarak toplam hücre sayısı hesaplanabilir. n = mitoz bölünme sayısı olduğuna göre bu örnekte n yerine 4 getirilmelidir.
Her biri 2n = 12 kromozomlu toplam 24 = 2 . 2 . 2 . 2 = 16 hücre oluşur.
