مرحلة G2: ماذا يحدث في هذه المرحلة الفرعية من دورة الخلية؟

عندما تنقسم الخلايا حقيقية النواة ، فإنها تخضع لعملية معقدة من أربع مراحل رئيسية ، بما في ذلك مرحلة G2. ال دورة الخلية يتضمن خطوات مثل نمو الخلايا وتكرار الحمض النووي والانقسام (موضوع مهم في بيولوجيا الخلية).

لأن الخلايا حقيقية النواة لها نواة يجب أيضًا تكرارها ، فالعملية الكلية أكثر تعقيدًا من الانشطار الثنائي الذي تستخدمه الخلايا بدائية النواة ، والتي تفتقر إلى النواة.

ال الانقسام المتساوي المرحلة هي الخطوة الأخيرة في انقسام الخلية. ينتج عنه خليتان ابنتيتان جديدتان ، تحتوي كل منهما على مجموعة كاملة من الحمض النووي ، ونواة وعضيات. إذا كانت الخلية ستتوقف عن الانقسام ، فإنها تخرج من دورة الخلية وتدخل مرحلة G0.

إذا كانت الخلية ستقسم مرة أخرى ، فإنها تدخل في الطور البيني بين قسمين من الخلايا. الأجزاء الثلاثة من الطور البيني هي المرحلة G1 (أو مرحلة الفجوة 1) متبوعًا بملحق المرحلة S. (أو مرحلة تخليق البروتين والحمض النووي) وأخيرًا المرحلة G2 (أو مرحلة الفجوة 2) التي تسبق مرحلة الانقسام التالية.

انقسام الخلايا من خلال الانقسام هو شكل لاجنسي من تكاثر الخلايا يستخدم لإنتاج المزيد من نفس النوع من الخلايا. تستخدم الخلايا الحيوانية الأعلى الانقسام الفتيلي لإنتاج خلايا جديدة تشمل الخلايا التي تبلى بسرعة مثل خلايا الجلد. تُستخدم هذه العملية أيضًا أثناء نمو الأنسجة كما هو الحال في الحيوانات الصغيرة أو لإصلاح التلف.

في بعض الأنسجة ، بمجرد أن يكون لدى الكائن الحي العدد المطلوب من الخلايا من نوع معين ، لن تكون هناك حاجة إلى خلايا جديدة ، وتدخل الخلايا الموجودة في مرحلة G0 حيث لم تعد تتكاثر. هذا ينطبق بشكل خاص على الخلايا شديدة التمايز مثل الخلايا العصبية. بمجرد حصول الدماغ أو النخاع الشوكي على العدد الصحيح من الخلايا ، لا تنقسم الخلايا العصبية لإنتاج المزيد.

إذا كان على الخلية أن تنقسم مرة أخرى ، فإنها تدخل في المراحل التالية:

1. ال مرحلة G1 Gap

هذه هي الفجوة بين انقسام الخلايا وتكاثر الحمض النووي. ال خلية جاهزة لتقسيمه التالي في دورة الخلية أو يخرج من دورة الخلية ويدخل G0.

2. ال مرحلة التوليف S.

تلتزم الخلية ببدء الانقسام الخلوي التالي وتكوينه نسخ من حمضه النووي أثناء تصنيع البروتينات الإضافية اللازمة لتقسيم الخلايا.

3. مرحلة G2 Gap

هذه هي الفجوة بين تكرار الحمض النووي والانقسام. تستنسخ الخلية ملف العضيات ويتأكد من كل شيء جاهز للانقسام.

بعد نمو الخلية خلال مرحلة G1 وتكرار الحمض النووي أثناء المرحلة S ، تكون الخلية جاهزة للدخول في مرحلة G2. يُطلق على G2 مرحلة الفجوة نظرًا لعدم حدوث مزيد من التقدم الخاص بتقسيم الخلية. بدلا من ذلك هناك مستويات عالية من التحضير و تدقيق للتأكد من أن كل شيء في مكانه من أجل انقسام ناجح.

قبل أن تبدأ المرحلة G2 ، يجب تكرار كل كروموسوم في الخلية ، ويجب أن تكون البروتينات اللازمة لأغشية الخلايا الإضافية وهياكل الخلايا موجودة.

في بداية G2 ، كانت العضيات مثل الميتوكوندريا و ال الجسيمات المحللة تبدأ في الضرب. تمتلك هذه العضيات الحمض النووي الخاص بها ويمكن أن تبدأ في الانقسام بشكل مستقل ، ولكن على الخلية نفسها أن تخلق ريبوسومات إضافية لتلبية احتياجات الخليتين الوليدين المحتملين.

المرحلة G2 لها وظيفتان رئيسيتان.

أولا ، الخلية يجب أن تأكد من أن كل شيء جاهز للانقسام ، ويجب أن تصحيح أي أوجه قصور. إذا اكتشفت الخلية مشاكل كبيرة لا يمكن إصلاحها على الفور ، فقد تقاطع دورة الخلية وتوقف عملية الانقسام. المرحلة G2 هي المكان الذي يتأكد فيه الكائن الحي من أن أي خلايا جديدة ليست معيبة.

تشمل عمليات التحقق من أن الخلية تتعهد التحقق من أن الحمض النووي قد تم نسخه بشكل صحيح وأن هناك مادة كافية لخليتين. يجب أن تكون خيوط الحمض النووي كاملة ، دون أي فواصل ، ويجب أن يكون هناك العدد الصحيح لضعف خيوط الخلية الأصلية. إذا وجدت الخلية كسرًا ، فإن خيط الحمض النووي يكون كذلك تم الاصلاح.

يجب إحاطة الخليتين الجديدتين بأغشية كاملة ، ويجب على كل منهما تلقي ما يكفي من مادة الخلية لتعمل بشكل صحيح. خلال مرحلة G2 ، غالبًا ما يتم تصنيع البروتين الإضافي ، وتتكاثر العضيات حتى يصبح هناك ما يكفي لخليتين.

مواد الخلايا الأخرى مثل الدهون يمكن أيضًا إنتاج الغشاء. مع كل هذا النشاط ، غالبًا ما تكون الخلية ينمو بشكل كبير خلال G2.

تمتلك الكائنات الحية المتقدمة مثل الفقاريات خلايا متخصصة ومتباينة تنسق نشاطها وتعتمد على بعضها البعض في العديد من الوظائف. ونتيجة لذلك ، فإن هذه الكائنات حساسة للغاية لانهيار الخلايا والخلايا المعيبة.

لتجنب تكوين خلايا لا تعمل بشكل صحيح ، يوجد لدى العديد من الحيوانات نقطة تفتيش لانقسام الخلايا في وقت متأخر المرحلة G2. لقد تحققت الخلية من الكثير من العوامل الرئيسية ، وتتم مراجعة النتائج عند نقطة التفتيش.

إذا وجدت الخلية بعض المشكلات وتمكنت من إصلاحها ، فستجتاز نقطة التفتيش ، وسيسمح بتقسيم الخلية. إذا استمرت المشكلات ، فلن تنقسم الخلية وستحاول إصلاح المشكلات قبل متابعة عملية انقسام الخلية.

تقييمات محددة نفذت على الحاجز وتشمل:

• تلف الحمض النووي: بروتينات معينة تتراكم في مواقع الحمض النووي المكسور. إذا كانت هذه البروتينات موجودة ، فلن تنقسم الخلية.
• تكرار الحمض النووي: تُجهض الخلية عملية الانقسام إذا لم يتم تكرار جميع خيوط الحمض النووي بالكامل.
• تقييم حالة الخلية: البروتينات الخلوية والعضيات والهياكل الأخرى يجب أن تكون موجودة بكميات كافية.
• إجهاد الخلية: إذا كانت الخلية تحت الضغط ، فسيتوقف نموها. على سبيل المثال، أشعة فوق البنفسجية يمكن أن يجهد الخلايا وينتج عنه تنشيط نقطة تفتيش طور G2 / M ، مما يوقف دورة الخلية.

بمجرد اجتياز نقطة تفتيش G2 ، يمكن للخلية الاستعداد للانقسام. المرحلة الأولى من الانقسام الفتيلي هي الطور الأولي ، حيث تتم الاستعدادات لهجرة الكروموسومات إلى الأطراف المتقابلة للخلية. عندما تغادر الخلية طور G2 ، يتم إطلاق البروتينات التي تعزز وظائف الانقسام.

تبدأ الخلية عملية الانقسام.

يتم بدء الوظائف الرئيسية التي يتم إجراؤها عندما تغادر الخلية G2 بواسطة مركب بروتيني يسمى MPF أو عامل تعزيز الانقسام. بمجرد بدء وظائف الانقسام الأولى ، يتم تحييد MPF.

في هذه المرحلة ، بدأت محاور الانقسام الفتيلي في التكون ، وبدأ الغلاف النووي في التدهور. الحمض النووي المكرر في شكل الكروماتينية، ويتكثف ليشكل الكروموسومات الجديدة.

بينما تعد مرحلة G2 عاملاً مهمًا في التحكم في نمو الخلايا للكائنات الحية المتقدمة ، إلا أنها ليست ضرورية لانقسام الخلايا. يمكن لبعض الخلايا حقيقية النواة البدائية وبعض الخلايا السرطانية أن تنتقل مباشرة من المرحلة S لتكرار الحمض النووي إلى الانقسام.

يزيل غياب المرحلة G2 نقطة تفتيش يمكن استخدامها للتحكم في نمو الأنسجة وتساعد بعض أنواع السرطان على الانتشار بسرعة.

تحتاج الخلايا الطبيعية في أنسجة الحيوانات المتقدمة إلى المرحلة G2 ونقطة التفتيش الخاصة بها لضمان نمو جميع خلايا الكائن الحي وأنسجته بطريقة منسقة. عندما تغادر الخلية المرحلة G2 وتجتاز بنجاح نقطة التفتيش المقابلة ، أ انقسام الخلايا الناجح مع اثنين من الخلايا الوليدة الوظيفية يصبح أكثر احتمالا.