ما الذي يجب أن يحدث لسلاسل الحمض النووي في النواة قبل أن تنقسم الخلية؟

قبل انقسام الخلية ، يجب نسخ خيوط الحمض النووي في النواة وفحصها بحثًا عن الأخطاء ثم حزمها في هياكل أنيقة تشبه الإصبع. تشمل مراحل انقسام الخلية عملية معقدة تتضمن العديد من التغييرات داخل الخلية. تقوم العديد من البروتينات بفك الحمض النووي من أجل نسخه ، مما يجعله عرضة للكسر. أثناء انقسام الخلية ، يتم سحب الحمض النووي جيئة وذهابا ، مما قد يؤدي إلى كسره إذا لم يتم تعبئته بعناية.

انقسام الخلية، أو الانقسام ، هو جزء من دورة الخلية. تحتوي الخلية على مرحلة تحضير تسمى الطور البيني ومرحلة الانقسام تسمى المرحلة M. تتكون المرحلة M بدورها من الانقسام والحركة الخلوية ، وانقسام الخلية إلى خلايا ابنة. مراحل الانقسام الأربعة الكلاسيكية هي الطور ، الطور ، الطور و الطور. معًا ، ينتج عن ذلك تكوين نوى ابنة متطابقة.

مرحلة التحضير ، الطور البيني ، لها ثلاث مراحل أصغر داخلها ، تسمى جي₁، س و جي₂. جي₁ المرحلة (الفجوة الأولى) هي عندما تنمو الخلية عن طريق إنتاج المزيد من البروتين. المرحلة S (التوليف) هي عندما تنسخ الحمض النووي الخاص بها بحيث تحتوي على نسختين من كل حبلا ، والتي تسمى

عندما يتم نسخ الحمض النووي في المرحلة S ، فإن الخيوط المتماثلة الناتجة تسمى كروماتيدات شقيقة. عند البشر ، بعد اكتمال النسخ ، يكون للخلية نسختان كاملتان من جميع كروموسوماتها الـ 46 ، 23 من الأم والأب. ولكن في حالة الانقسام الفتيلي ، فإن الكروموسومات المرقمة المتشابهة من كل والد ، والتي تسمى الكروموسومات المتجانسة ، لا ترتبط جسديًا.

استعدادًا لانقسام الخلية ، تقوم الخلية بعمل نسخة طبق الأصل من الحمض النووي بالكامل. يحدث هذا أثناء المرحلة S أو التوليف من دورة الخلية. الانقسام الخيطي هو تقسيم خلية واحدة إلى خليتين لكل منهما نواة ونفس كمية الحمض النووي مثل الخلية الأصلية. تخليق الحمض النووي هو عملية معقدة تجعل الحمض النووي عرضة للكسر لأن الحمض النووي يحتاج إلى التفكيك والتخلص من أبسط أشكاله. تتطلب المرحلة S أيضًا الكثير من جزيئات الطاقة. إنه التزام كبير بحيث تحتفظ الخلية بمرحلة منفصلة لها.

يجب أن يتم حزم خيوط الحمض النووي داخل نواة الخلية في أشكال X قصيرة وسميكة تشبه الإصبع. لا يوجد الحمض النووي من تلقاء نفسه ، بل يتم لفه حول البروتينات والبروتينات بحيث يشكل مزيجًا من الحمض النووي والبروتين يسمى الكروماتين. الحمض النووي يشبه خرطوم الحديقة الطويل الذي يمكن جرحه وتدويره في كومة أسطوانية ، تسمى الكروموسوم المكثف.

يجعل هذا التغليف المحكم الحمض النووي أقوى وأكثر مقاومة للكسر. تحتوي الكروموسومات المكثفة على مناطق قوية تسمى السنتروميرات ، وهي تشبه الأحزمة التي يمكن سحبها لتحريك الكروموسومات من مكان إلى آخر داخل الخلية.

بعد عمل نسخة من جميع خيوط الحمض النووي ، يجب على الخلية فحص الحمض النووي بحثًا عن أي فواصل قبل بدء الانقسام. يحدث هذا خلال G₂ مرحلة دورة الخلية. تحتوي الخلية على آلات بروتينية يمكنها اكتشاف الانكسارات في الحمض النووي. إذا تم العثور على أي مشاكل ، فإن بروتينات الاستجابة لتلف الحمض النووي تمنع الخلية من المضي قدمًا في عملية الانقسام حتى يتم إصلاح الحمض النووي. من أجل بدء الانقسام ، يجب أن تمر الخلية بما يسمى جي₂-M نقطة تفتيش. هذه هي المرة الأخيرة التي تكون فيها خلية في G₂ يمكن أن تتوقف المرحلة للإصلاحات قبل البدء في الانقسام.