Какво трябва да се случи с нишките на ДНК в ядрото, преди клетката да може да се раздели?

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.

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

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.

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.

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.

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.