Η διάρκεια ζωής ενός κυττάρου χωρίζεται σε στάδια στα οποία αναφέρεται ο κυτταρικός κύκλος. Ο κυτταρικός κύκλος ξεκινά με μια φάση ανάπτυξης και αναπαραγωγής τριών σταδίων που ονομάζεται «ενδιάμεση φάση». Στη συνέχεια, μετακινείται μίτωσις και κυτταροκινησία, και οι δύο θεωρούνται «φάση διαίρεσης».
Το κεντρομερές είναι ένα κρίσιμο συστατικό που επιτρέπει την εμφάνιση μίτωσης. Ένα κεντρομερές είναι σαν ζώνη στα χρωμοσώματα που μπορεί να τραβηχτεί όταν τα χρωμοσώματα μετακινούνται μέσα σε ένα κύτταρο. Δεδομένου ότι τα κεντρομερή είναι μέρος του χρωμοσώματος, αναπαράγονται όταν το υπόλοιπο του χρωμοσώματος / DNA αντιγράφεται. Αυτό συμβαίνει κατά τη φάση S (σύνθεση). Η φάση S είναι το μέρος της ενδιάμεσης φάσης όταν πραγματοποιείται επικάλυψη DNA.
Διαφορετικοί οργανισμοί αναπαράγουν τα κεντρομερή τους σε διαφορετικούς χρόνους κατά τη φάση S, μερικοί στην αρχή και άλλοι στο τέλος, αλλά όλα τα κεντρομερή πρέπει να αναπαραχθούν πριν τελειώσει η φάση S. Σε αυτήν την ανάρτηση, εξετάζουμε τον ορισμό φάσης S, τον κύκλο κυττάρων και τον τρόπο με τον οποίο τα κεντρομερή ταιριάζουν και στα δύο.
Τι είναι το Interphase;
Ενδιάμεση φάση είναι το πρώτο στάδιο της ζωής ενός κυττάρου. Έχει τρία ξεχωριστά μέρη: Φάση G1, Φάση S και Φάση G2. Τα G1 και G2 είναι φάσεις ανάπτυξης, και η περίοδος της ενδιάμεσης φάσης όταν το DNA αντιγράφεται είναι η φάση S.
Κατά τη διάρκεια της ενδιάμεσης φάσης το κελί μεγαλώνει, λειτουργεί και προετοιμάζεται για ενδεχόμενη διαίρεση.
Κεντρική δομή
Τα κεντρομερή είναι μέρη του α χρωμόσωμα που μπορεί να τραβηχτεί όταν ένα χρωμόσωμα κινείται μέσα στο κελί. Αυτό συμβαίνει κατά τη διάρκεια της μίτωσης ή της κυτταρικής διαίρεσης, όταν τα χρωμοσώματα διαχωρίζονται σε διαφορετικά κύτταρα.
Τα κεντρομερή δεν είναι πάντα στη μέση ενός χρωμοσώματος, σαν μια ζώνη που φοριέται στη μέση. Τα κεντρομερή μπορούν να βρίσκονται στα άκρα των χρωμοσωμάτων, στη μέση ή μεταξύ του μέσου και του άκρου. Κατασκευάζονται από πολλές πρωτεΐνες, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που ονομάζονται συνεχείς, πρωτεΐνες κεντρομερών και πρωτεΐνες κινινοχορών.
Διαδικασία Interphase και ορισμός φάσης S
Ο κυτταρικός κύκλος έχει δύο γενικές φάσεις. Ενδιάμεση φάση είναι η φάση προετοιμασίας πριν από την κυτταρική διαίρεση, και μιτώνει τη φάση στην οποία συμβαίνει η διαίρεση. Όπως είπαμε νωρίτερα, η ενδιάμεση φάση μπορεί να χωριστεί περαιτέρω σε τρεις φάσεις.
Φάση G1 είναι για την ανάπτυξη των κυττάρων. Το κύτταρο κάνει τη δουλειά του, μεγαλώνει, δημιουργεί αντίγραφα των οργανίων και λειτουργεί κανονικά. Φάση S είναι το τμήμα της ενδιάμεσης φάσης όταν πραγματοποιείται επικάλυψη DNA. Φάση G2 είναι για περισσότερη κυτταρική ανάπτυξη, περαιτέρω επανάληψη κυτταροπλασματικών οργανίων και γενική προετοιμασία για μίτωση.
Δεδομένου ότι η περίοδος της ενδιάμεσης φάσης κατά την αναπαραγωγή του DNA είναι η φάση S, είναι επίσης ο χρόνος κατά τον οποίο αναπαράγονται τα κεντρομερή. Αυτό έχει νόημα δεδομένου ότι τα κεντρομερή αποτελούν μέρος των χρωμοσωμάτων και τα χρωμοσώματα είναι η φάση S είναι το τμήμα της ενδιάμεσης φάσης όταν πραγματοποιείται επανάληψη του DNA.
Χωρίς νέα κεντρομερή για το νέο αντίγραφο του DNA που αναπαράγεται κατά τη φάση S, το κύτταρο δεν θα μπορούσε να απομακρύνει τα αντιγραφόμενα αντίγραφα DNA.
Ανθρώπινα κεντρομερή
Οι άνθρωποι έχουν 46 χρωμοσώματα και καθένας από αυτούς έχει ένα κεντρομερές. Η περίοδος της ενδιάμεσης φάσης όταν το DNA αναπαράγεται είναι η φάση S, και έτσι είναι όταν όλα τα κεντρομερή αντιγράφονται με τον ορισμό φάσης S. Όμως, δεν αναπαράγονται όλα ταυτόχρονα κατά τη διάρκεια αυτής της φάσης. Το περιοδικό "Molecular and Cell Biology" αναφέρει ότι το Χ χρωμόσωμα, το χρωμόσωμα 7 και το χρωμόσωμα 17 αναπαράγονται όλα στη φάση S, αλλά το κάνουν σε διαφορετικούς χρόνους.
Τα Centromeres περιέχουν περιοχές DNA που ονομάζονται άλφα δορυφορικές αλληλουχίες. Αυτά είναι τμήματα του DNA που επαναλαμβάνονται, όπως σειρές εκτύπωσης σε ένα βιβλίο. Αυτές οι περιοχές έχουν χιλιάδες νουκλεοτίδια μακρύ - α νουκλεοτίδιο είναι ένα δομικό στοιχείο του DNA - και αναπαράγονται κατά τη φάση S για να δημιουργήσουν νέα κεντρομερή.
Μύγες φρούτων και μαγιά
Τα κεντρομερή στα χρωμοσώματα μύγες φρούτων και ζύμης αντιγράφονται επίσης κατά τη φάση S. Σε ορισμένες μύγες φρούτων, τα κεντρομερή αντιγράφονται νωρίς στη φάση S.
Το περιοδικό «PLOS Genetics» αναφέρει ότι σε έναν τύπο ζύμης που προκαλεί ασθένειες, το DNA στα κεντρομερή είναι η πρώτη περιοχή του DNA που αντιγράφεται κατά τη φάση S.