Inden en celle deler sig, skal DNA-strengene i kernen kopieres, kontrolleres for fejl og derefter pakkes i pæne fingerlignende strukturer. Celledelingstrinnene omfatter en kompliceret proces, der involverer mange ændringer inde i cellen. Mange proteiner afvikler DNA for at kopiere det, hvilket gør det sårbart over for brud. Under celledeling trækkes DNA frem og tilbage, hvilket kan få det til at bryde, hvis det ikke er omhyggeligt pakket.
Cellecyklussen: Syntese og celledelingstrin
Celledeling, eller mitose, er en del af cellecyklus. Cellen har en forberedelsesfase kaldet interfase og en opdelingsfase kaldet M-fasen. M-fasen består til gengæld af mitose og cytokinese, splittelsen af cellen på datterceller. De fire klassiske mitosefaser er profase, metafase, anafase og telofase. Sammen resulterer disse i dannelsen af identiske datterkerner.
Forberedelsesfasen, interfase, har tre mindre faser indeni, kaldet G1, S og G2. G1 (første hul) fase er, når cellen vokser ved at fremstille mere protein. S (syntese) -fasen er, når den kopierer sit DNA, så den har to kopier af hver streng, som kaldes
kromosomer. G2 (anden afstand) fase er, når cellen laver en kopi af sine organeller og kontrollerer DNA'et for fejl, inden den begynder processen med celledeling.Når DNA'et kopieres i S-fasen kaldes de resulterende identiske tråde søsterkromatider. Efter kopiering er afsluttet, har cellen to mennesker fulde kopier af alle 46 af sine kromosomer, 23 hver fra moderen og fra faderen. Men i mitose forbinder de lignende nummererede kromosomer fra hver forælder, kaldet homologe kromosomer, ikke fysisk.
DNA-syntese
Som forberedelse til celledeling fremstiller cellen en replika af hele dens DNA. Dette sker under S- eller syntese-fasen af cellecyklussen. Mitose er opdelingen af en celle i to celler, der hver har en kerne og den samme mængde DNA som den oprindelige celle. DNA-syntese er en kompliceret proces, der gør DNA'et sårbart over for brud, da DNA skal pakkes ud og vikles op i sin enkleste form. S-fase kræver også en masse energimolekyler. Det er en så stor forpligtelse, at cellen forbeholder sig en separat fase for den.
DNA-emballage
DNA-strengene inde i en cellekerne skal pakkes i korte, tykke, fingerlignende X-former. DNA eksisterer ikke i sig selv, men snarere er det pakket omkring proteiner og af proteiner, så det danner en blanding af DNA og protein kaldet kromatin. DNA er som en lang haveslange, der kan vikles og drejes ind i en cylindrisk stak, kaldet et kondenseret kromosom.
Denne stramme pakning gør DNA stærkere og mere modstandsdygtig over for brud. Kondenserede kromosomer har stærke regioner kaldet centromerer, som er som bælter, der kan trækkes på for at flytte kromosomer fra sted til sted i en celle.
Kontrol for pauser
Efter at have lavet en kopi af alle DNA-tråde, skal cellen kontrollere DNA'et for eventuelle pauser, før mitosering startes. Dette sker under G2 fase af cellecyklussen. Cellen har proteinmaskiner, der kan opdage DNA-brud. Hvis der findes problemer, forhindrer DNA-beskadigelsesresponsproteiner cellen i at bevæge sig fremad i procesmitosen, indtil DNA'et er rettet. For at starte mitose skal cellen passere det, der kaldes G2-M kontrolpunkt. Dette er sidste gang, at en celle i G2 fase kan gå i stå til reparationer, før mitose påbegyndes.