Преди да се раздели клетката, нишките на ДНК в ядрото трябва да бъдат копирани, проверени за грешки и след това опаковани в спретнати пръстовидни структури. Етапите на клетъчното делене обхващат сложен процес, който включва много промени вътре в клетката. Много протеини развиват ДНК, за да я копират, което я прави уязвима за счупване. По време на клетъчното делене ДНК се изтегля напред-назад, което може да доведе до счупване, ако не е внимателно опаковано.
Клетъчният цикъл: Етапи на синтез и клетъчно делене
Клетъчно делене, или митоза, е част от клетъчен цикъл. Клетката има фаза на подготовка, наречена интерфаза и фаза на разделяне, наречена М фаза. М фазата от своя страна се състои от митоза и цитокинеза, разделяне на клетката върху дъщерни клетки. Четирите класически фази на митоза са профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Заедно те водят до образуването на еднакви дъщерни ядра.
Подготвителната фаза, междуфазна, има три по-малки фази, наречени G1, С и G2. G1 (първа празнина) фаза е, когато клетката расте, като произвежда повече протеини. Фазата S (синтез) е, когато копира своята ДНК, така че да има две копия от всяка верига, които се наричат
хромозоми. G2 (втора пролука) фаза е, когато клетката прави копие на своите органели и проверява ДНК за грешки, преди да започне процеса на клетъчно делене.Когато ДНК се копира в S фаза, получените идентични нишки се наричат сестрински хроматиди. При хората, след като копирането завърши, клетката има две пълни копия на всичките си 46 хромозоми, по 23 от майката и от бащата. Но при митоза подобни номерирани хромозоми от всеки родител, наречени хомоложни хромозоми, не се свързват физически.
ДНК синтез
В подготовка за клетъчното делене, клетката прави реплика на цялата си ДНК. Това се случва по време на фазата на S или синтеза на клетъчния цикъл. Митозата е разделяне на една клетка на две клетки, всяка от които има ядро и същото количество ДНК като оригиналната клетка. Синтезът на ДНК е сложен процес, който прави ДНК уязвима за разрушаване, тъй като ДНК трябва да бъде разопакована и развита в най-простата си форма. S фазата също изисква много енергийни молекули. Това е толкова голям ангажимент, че клетката запазва отделна фаза за него.
ДНК опаковка
Нишките на ДНК вътре в ядрото на клетката трябва да бъдат опаковани в къси, дебели, подобни на пръсти X форми. ДНК не съществува сама по себе си, а по-скоро е обвита около протеини и от протеини, така че да образува смес от ДНК и протеин, наречена хроматин. ДНК е като дълъг градински маркуч, който може да се навие и завърти в цилиндрична купчина, наречена кондензирана хромозома.
Тази плътна опаковка прави ДНК по-силна и по-устойчива на разрушаване. Кондензираните хромозоми имат силни области, наречени центромери, които приличат на колани, които могат да бъдат изтеглени, за да преместват хромозомите от място на място в клетката.
Проверка за прекъсвания
След като направи копие на всички вериги на ДНК, клетката трябва да провери ДНК за прекъсвания, преди да започне митоза. Това се случва по време на G2 фаза на клетъчния цикъл. Клетката разполага с протеинови машини, които могат да открият счупвания в ДНК. Ако се открият някакви проблеми, протеините с отговор на увреждане на ДНК спират клетката да се движи напред в процеса на митоза, докато ДНК се фиксира. За да започне митоза, клетката трябва да премине това, което се нарича G2-М контролно-пропускателен пункт. Това е последният път, когато клетка в G2 фаза може да спре за ремонт преди започване на митоза.