Когато еукариотните клетки се делят, те се подлагат на сложен процес с четири основни етапа, включително G2 фаза. The клетъчен цикъл включва стъпки като клетъчен растеж, репликация на ДНК и митоза (критична тема в клетъчната биология).
Защото еукариотни клетки имат ядро, което също трябва да се дублира, цялостният процес е по-сложен от бинарното делене, използвано от прокариотни клетки, които нямат ядро.
The митоза фазата е последната стъпка в клетъчното делене. В резултат се получават две нови дъщерни клетки, всяка с пълен комплект ДНК, ядро и органели. Ако клетката трябва да спре да се дели, тя излиза от клетъчния цикъл и навлиза във фаза G0.
Ако клетката трябва да се раздели отново, тя влиза в междуфазна между две клетъчни деления. Трите части на интерфазата са G1 фаза (или фаза Gap 1), последвано от S фаза (или фаза на синтез на протеин и ДНК) и накрая G2 фаза (или фаза Gap 2), предхождаща следващата фаза на митоза.
Кога клетките навлизат в различните фази?
Клетъчното делене чрез митоза е безполова форма на клетъчно умножение, която се използва за производството на повече от същия вид клетки. Висшите животински клетки използват митоза, за да произвеждат нови клетки, включват клетки, които се износват бързо, като кожни клетки. Процесът се използва и по време на растежа на тъканите, като при млади животни или за възстановяване на щети.
В някои тъкани, след като един организъм има необходимия брой клетки от определен тип, не са необходими нови клетки и съществуващите клетки навлизат във фаза G0, където вече не се размножават. Това важи особено за силно диференцираните клетки като нервните клетки. След като мозъкът или гръбначният мозък имат правилния брой клетки, нервните клетки не се делят, за да произведат повече.
Ако клетката трябва да се раздели отново, тя влиза в следните фази:
Стъпките на клетъчния цикъл
1. The Фаза G1 Gap
Това е разликата между клетъчното делене и репликацията на ДНК. The клетка се приготвя за следващото си разделяне в клетъчния цикъл или излиза от клетъчния цикъл и влиза в G0.
2. The S Фаза на синтез
Клетката се ангажира да започне следващото клетъчно делене и прави копия на неговата ДНК докато синтезира допълнителни протеини, необходими за клетъчното делене.
3. Фазата на G2 Gap
Това е разликата между ДНК репликация и митоза. Клетката възпроизвежда своята органели и се уверява, че всичко е така готов за раздялата.
Влизане във фаза G2
След клетъчен растеж по време на фаза G1 и репликация на ДНК по време на фаза S, клетката е готова да влезе в фаза G2. G2 се нарича фаза на процепа, тъй като не се осъществява по-нататъшен специфичен прогрес на клетъчното делене. Вместо това има високи нива на подготовка и проверка за да сте сигурни, че всичко е на мястото си за успешна митоза.
Преди да започне фазата G2, всяка хромозома на клетката трябва да е дублирана и трябва да присъстват протеините, необходими за допълнителните клетъчни мембрани и клетъчни структури.
В началото на G2 органелите като митохондрии и лизозоми започнете да умножавате. Тези органели имат собствена ДНК и могат да започнат да се делят независимо, но самата клетка трябва да създаде допълнителни рибозоми, за да задоволи нуждите на бъдещите две дъщерни клетки.
Какво се случва във фаза G2?
Фазата G2 има две основни функции.
Първо, клетката трябва проверете дали всичко е готово за митоза и трябва коригирайте всички недостатъци. Ако клетката открие големи проблеми, които не могат да бъдат отстранени незабавно, това може да прекъсне клетъчния цикъл и да спре процеса на делене. Фазата G2 е мястото, където организмът се уверява, че новите клетки не са дефектни.
Проверките, които предприема клетката, включват проверка дали ДНК е репликирана правилно и дали има достатъчно материал за две клетки. Нишките на ДНК трябва да бъдат пълни, без никакви прекъсвания и трябва да има точния брой два пъти нишките на оригиналната клетка. Ако клетката намери пробив, ДНК веригата е ремонтирани.
Двете нови клетки трябва да бъдат затворени от пълни мембрани и всяка от тях трябва да получи достатъчно клетъчен материал, за да функционира правилно. По време на фаза G2 често се синтезират допълнителни протеини и органелите се размножават, докато има достатъчно за две клетки.
Други клетъчни материали като липиди тъй като мембраната също може да бъде произведена. С цялата тази активност клетката често нараства значително по време на G2.
Пропускателен пункт за фаза G2 / M
Напредналите организми като гръбначните имат специализирани и диференцирани клетки, които координират своята дейност и разчитат един на друг за много функции. В резултат на това тези организми са много чувствителни към разграждането на клетките и дефектните клетки.
За да се избегне създаването на клетки, които не работят правилно, много животни имат контролно-пропускателен пункт за клетъчно делене късно фазата G2. Клетката е проверила много ключови фактори и резултатите се преглеждат на контролно-пропускателния пункт.
Ако клетката намери някои проблеми и успее да ги отстрани, тя ще премине контролната точка и ще може да продължи клетъчното делене. Ако проблемите продължават, клетката няма да се дели и ще се опита да отстрани проблемите, преди да продължи процеса на клетъчно делене.
Специфични оценки извършвани на пункта включват:
- ДНК увреждане: Специфични протеини се натрупват в местата на счупена ДНК. Ако тези протеини присъстват, клетката няма да се дели.
- ДНК репликация: Клетката прекъсва процеса на разделяне, ако не всички ДНК вериги са напълно дублирани.
- Оценка на клетъчното състояние: Клетъчните протеини, органели и други структури трябва да са налични в достатъчни количества.
- Клетъчен стрес: Ако клетката е под стрес, растежът на клетките ще спре. Например, UV светлина може да стресира клетките и да доведе до активиране на контролна точка на фаза G2 / M, спиране на клетъчния цикъл.
Напускане на фаза G2
След преминаване на контролния пункт G2, клетката може да се подготви за митоза. Първият етап на митоза е профазата, по време на която протича подготовката за миграцията на хромозомите към противоположните краища на клетката. Когато клетката напусне фазата G2, се освобождават протеини, които подпомагат функциите на митоза.
Клетката стартира процеса на делене.
Ключовите функции, изпълнявани, когато клетъчните листове G2 се инициират от протеинов комплекс, наречен MPF или фактор, стимулиращ митозата. След като първите функции за митоза са в ход, MPF се неутрализира.
В този момент вретената за митоза започнаха да се образуват и ядрената обвивка започна да се разгражда. Дублираната ДНК е под формата на хроматини се кондензира, за да образува новите хромозоми.
Въпреки че фазата G2 е важен фактор за контрол на растежа на клетките за напреднали организми, тя не е от съществено значение за клетъчното делене. Някои примитивни еукариотни клетки и някои ракови клетки могат да преминат директно от S фазата на репликация на ДНК в митоза.
Липсата на фаза G2 елиминира контролно-пропускателен пункт, който може да се използва за контрол на растежа на тъканите и помага на някои видове рак да се разпространяват бързо.
Нормалните клетки в тъканите на напреднали животни се нуждаят от фазата G2 и нейната контролна точка, за да се гарантира, че всички клетки на организма и неговите тъкани растат координирано. Когато клетката напусне фазата G2 и е преминала успешно съответната контролна точка, a успешно клетъчно делене с две функционални дъщерни клетки става много по-вероятно.
