Die Lebensdauer einer Zelle ist in Phasen unterteilt, die wir als Zellzyklus bezeichnen. Der Zellzyklus beginnt mit einer dreistufigen Wachstums- und Verdopplungsphase, die "Interphase" genannt wird. Als nächstes bewegt es sich in Mitose und Zytokinese, die beide als die "Teilungsphase" betrachtet werden.
Das Zentromer ist eine entscheidende Komponente, die die Mitose ermöglicht. Ein Zentromer ist wie ein Gürtel auf Chromosomen, an dem gezogen werden kann, wenn Chromosomen innerhalb einer Zelle bewegt werden. Da Zentromere Teil des Chromosoms sind, replizieren sie sich, wenn der Rest des Chromosoms/der DNA repliziert. Dies geschieht während der S-Phase (Synthese); Die S-Phase ist der Teil der Interphase, in dem die DNA-Duplikation stattfindet.
Verschiedene Organismen replizieren ihre Zentromere zu unterschiedlichen Zeiten während der S-Phase, einige am Anfang und andere am Ende, aber alle Zentromere müssen repliziert werden, bevor die S-Phase vorbei ist. In diesem Beitrag gehen wir auf die S-Phasendefinition, den Zellzyklus und wie Zentromere in beide passen.
Was ist Interphase?
Zwischenphase ist die erste Phase im Leben einer Zelle. Es hat drei verschiedene Teile: G1-Phase, S-Phase und G2-Phase. G1 und G2 sind Wachstumsphasen, und die Phase der Interphase bei der DNA-Replikation ist die S-Phase.
Während der Interphase wächst die Zelle, funktioniert und bereitet sich auf die eventuelle Teilung vor.
Zentromer-Struktur
Zentromere sind Teile von a Chromosom an denen gezogen werden kann, wenn ein Chromosom in die Zelle bewegt wird. Dies geschieht während der Mitose oder Zellteilung, wenn Chromosomen in verschiedene Zellen auseinandergezogen werden.
Zentromere befinden sich nicht immer in der Mitte eines Chromosoms, wie ein Gürtel, der an der Taille getragen wird. Zentromere können sich an den Enden der Chromosomen, in der Mitte oder zwischen der Mitte und dem Ende befinden. Sie bestehen aus vielen Proteinen, darunter Cohesine, Centromerproteine und Kinetochorproteine.
Interphasenprozess und S-Phasendefinition
Der Zellzyklus hat zwei allgemeine Phasen. Zwischenphase ist die Vorbereitungsphase vor der Zellteilung und die Mitose die Phase, in der die Teilung stattfindet. Wie bereits erwähnt, kann die Interphase weiter in drei Phasen unterteilt werden.
G1-Phase ist für das Zellwachstum. Die Zelle erledigt ihre Arbeit, wächst, macht Kopien von Organellen und funktioniert wie gewohnt. S-Phase ist der Teil der Interphase, wenn die DNA-Duplikation stattfindet. G2-Phase ist für mehr Zellwachstum, eine weitere Verdoppelung der zytoplasmatischen Organellen und eine allgemeine Vorbereitung auf die Mitose.
Da die Interphase-Periode bei der DNA-Replikation die S-Phase ist, ist es auch die Zeit, während der Zentromere repliziert werden. Dies ist sinnvoll, da Zentromere Teil der Chromosomen sind und Chromosomen sind die S-Phase der Teil der Interphase, wenn die DNA-Duplikation stattfindet.
Ohne neue Zentromere für die neue DNA-Kopie, die während der S-Phase repliziert wird, wäre die Zelle nicht in der Lage, die replizierten DNA-Kopien auseinander zu ziehen.
Menschliche Zentromere
Der Mensch hat 46 Chromosomen und jedes von ihnen hat ein Zentromer. Die Interphase-Periode, in der DNA repliziert wird, ist die S-Phase, und ist somit die Zeit, in der alle Zentromere nach S-Phasen-Definition replizieren. Aber nicht alle replizieren sich während dieser Phase gleichzeitig. Die Zeitschrift „Molecular and Cell Biology“ berichtet, dass sich das X-Chromosom, Chromosom 7 und Chromosom 17 alle in der S-Phase replizieren, dies jedoch zu unterschiedlichen Zeiten.
Zentromere enthalten DNA-Regionen, die als Alpha-Satellitensequenzen bezeichnet werden. Dies sind DNA-Abschnitte, die sich wiederholen, wie Druckreihen in einem Buch. Diese Regionen sind Tausende von Nukleotiden lang – a Nukleotid ist ein Baustein der DNA – und wird während der S-Phase repliziert, um neue Zentromere herzustellen.
Fruchtfliegen und Hefe
Auch die Zentromere auf den Chromosomen von Fruchtfliegen und Hefen replizieren sich während der S-Phase. In bestimmten Fruchtfliegen replizieren sich Zentromere früh in der S-Phase.
Die Zeitschrift „PLOS Genetics“ berichtet, dass in einer Art krankheitserregender Hefe die DNA in Zentromeren die erste DNA-Region ist, die während der S-Phase kopiert wird.