G2 faas: mis juhtub selles rakutsükli alamfaasis?

Eukarüootsete rakkude jagunemisel läbivad nad keeruka protsessi, millel on neli peamist etappi, sealhulgas G2 faas. The rakutsükkel hõlmab selliseid etappe nagu rakkude kasv, DNA replikatsioon ja mitoos (rakubioloogia kriitiline teema).

Sest eukarüootsed rakud kui neil on ka tuum, mida tuleb ka dubleerida, on kogu protsess keerulisem kui binaarne lõhustumine, mida kasutavad prokarüootsed rakud, millel puudub tuum.

The mitoos faas on rakkude jagunemise viimane etapp. Selle tulemuseks on kaks uut tütrerakku, millel mõlemal on täielik DNA, tuuma ja organellide komplement. Kui rakk peaks jagamise lõpetama, väljub see rakutsüklist ja siseneb G0 faasi.

Kui lahter peaks uuesti jagunema, siseneb see lahtrisse interfaas kahe rakujaotuse vahel. Interfaasi kolm osa on G1 faas (või Gap 1 faas), millele järgneb S faas (või valgu ja DNA sünteesi faas) ja lõpuks G2 faas (või Gap 2 faas), mis eelneb järgmisele mitoosi faasile.

Rakkude jagunemine mitoosi kaudu on rakkude paljunemise mittesuguline vorm, mida kasutatakse rohkem sama tüüpi rakkude tootmiseks. Kõrgemad loomarakud kasutavad mitoosi uute rakkude tootmiseks, sealhulgas rakud, mis kuluvad kiiresti, näiteks naharakud. Protsessi kasutatakse ka kudede kasvu ajal, näiteks noortel loomadel, või kahjustuste parandamiseks.

Mõnes koes, kui organismil on vajalik arv teatud tüüpi rakke, pole uusi rakke vaja ja olemasolevad rakud sisenevad G0 faasi, kus nad enam ei paljune. See kehtib eriti tugevalt diferentseerunud rakkude, näiteks närvirakkude kohta. Kui ajus või seljaajus on õige arv rakke, ei jagune närvirakud, et rohkem toota.

Kui rakk peab uuesti jagunema, läheb see järgmistesse faasidesse:

1. The G1 lünkfaas

See on lõhe rakkude jagunemise ja DNA replikatsiooni vahel. The lahter saab valmis järgmise jaotuse jaoks rakutsüklis või väljub rakutsüklist ja siseneb G0-sse.

2. The S sünteesifaas

Rakk on pühendunud järgmise rakujagamise alustamisele ja teeb selle DNA koopiad sünteesides rakkude jagunemiseks vajalikke valke.

3. G2 lünkfaas

See on vahe DNA replikatsioon ja mitoos. Rakk reprodutseerib oma organellid ja veendub, et kõik on jagunemiseks valmis.

Pärast raku kasvu G1 faasis ja DNA replikatsiooni S faasis on rakk valmis sisenema G2 faasi. G2 nimetatakse tühiku faasiks, kuna raku jagunemise spetsiifilist edasiminekut ei toimu. Selle asemel on ettevalmistamise kõrge tase ja kontrollimine veendumaks, et edukaks mitoosiks on kõik paigas.

Enne G2 faasi algust peavad kõik raku kromosoomid olema dubleeritud ning lisarakkude membraanide ja rakustruktuuride jaoks vajalikud valgud peavad olema olemas.

G2 alguses olid sellised organellid nagu mitokondrid ja lüsosoomid hakka korrutama. Nendel organellidel on oma DNA ja nad saavad hakata iseseisvalt jagunema, kuid rakk ise peab looma täiendavad ribosoomid, et rahuldada kahe tulevase tütreraku vajadusi.

G2 faasil on kaks peamist funktsiooni.

Esiteks peab rakk seda tegema kontrollige, kas kõik on valmis mitoosi korral ja peabki parandage puudused. Kui rakk tuvastab suuri probleeme, mida ei saa kohe lahendada, võib see rakutsükli katkestada ja jagunemisprotsessi peatada. G2 faas on see, kus organism tagab, et kõik uued rakud ei oleks defektid.

Kontrollib, kas rakk võtab enda kanda, kontrollitakse, kas DNA on korrektselt replikeeritud ja kas kahe raku jaoks on piisavalt materjali. DNA ahelad peavad olema täielikud, ilma katkestusteta ja algse raku kaks korda suuremate ahelate arv peab olema õige. Kui rakk leiab murdumise, siis DNA ahel on parandatud.

Kaks uut rakku peavad olema ümbritsetud tervete membraanidega ja mõlemad peavad saama korralikuks toimimiseks piisavalt rakumaterjali. G2 faasis sünteesitakse sageli lisavalk ja organellid paljunevad seni, kuni kahe raku jaoks jätkub.

Muud rakumaterjalid, näiteks lipiidid membraani jaoks. Kogu selle tegevuse juures on rakk sageli kasvab oluliselt G2 ajal.

Arenenud organismidel, näiteks selgroogsetel, on spetsiaalsed ja diferentseeritud rakud, mis koordineerivad oma tegevust ja toetuvad üksteisele paljude funktsioonide jaoks. Seetõttu on need organismid rakkude lagunemise ja defektsete rakkude suhtes väga tundlikud.

Korralikult mittetöötavate rakkude loomise vältimiseks on paljudel loomadel hilja rakkude jagunemise kontrollpunkt faas G2. Lahter on kontrollinud paljusid võtmetegureid ja tulemused vaadatakse kontrollpunktis üle.

Kui lahter leidis mõned probleemid ja suutis need lahendada, läbib ta kontrollpunkti ja rakkude jagunemisel lubatakse jätkata. Kui probleemid püsivad, ei lahter lahku ja proovib probleemid enne rakujagamisprotsessi jätkamist lahendada.

Konkreetsed hinnangud Kontrollpunktis läbi viidud uuringud hõlmavad järgmist:

• DNA kahjustus: Spetsiifilised valgud kogunevad purustatud DNA kohtadesse. Nende valkude olemasolu korral rakk ei jagune.
• DNA replikatsioon: Rakk katkestab jagunemisprotsessi, kui kõiki DNA ahelaid pole täielikult dubleeritud.
• Rakkude seisundi hindamine: Rakuvalgud, organellid ja muud struktuurid peavad olema paigas piisavas koguses.
• Rakkude stress: Kui rakk on stressis, peatub rakkude kasv. Näiteks, UV-valgus võib stressirakke põhjustada G2 / M faasi kontrollpunkti aktiveerimise, peatades rakutsükli.

Kui G2 kontrollpunkt on läbitud, saab rakk valmistuda mitoosiks. Mitoosi esimene etapp on profaas, mille käigus toimuvad ettevalmistused kromosoomide migratsiooniks raku vastassuundadesse. Kui rakk lahkub G2 faasist, vabanevad mitoosi funktsioone soodustavad valgud.

Lahter alustab jagunemisprotsessi.

Põhifunktsioonid, mis viiakse läbi siis, kui rakk lahkub G2-st, käivitatakse valgu kompleksiga, mida nimetatakse MPF või mitoosi soodustav tegur. Kui esimesed mitoosi funktsioonid on käimas, neutraliseeritakse MPF.

Sel hetkel on mitoosi spindlid hakanud moodustuma ja tuumaümbris on hakanud lagunema. DNA dubleeritud vorm on kromatiinja see kondenseerub uute kromosoomide moodustamiseks.

Kuigi G2 faas on arenenud organismide jaoks oluline rakkude kasvu kontrollimise tegur, ei ole see rakkude jagunemiseks hädavajalik. Mõned primitiivsed eukarüootsed rakud ja mõned vähirakud võivad minna DNA replikatsiooni S-faasist otse mitoosi.

G2 faasi puudumine välistab kontrollpunkti, mida saab kasutada koe kasvu kontrollimiseks, ja aitab mõnel vähil kiiresti levida.

Kaugelearenenud loomade kudede normaalsed rakud vajavad G2 faasi ja selle kontrollpunkti, et tagada organismi kõigi rakkude ja kudede kooskõlastatud kasv. Kui lahter lahkub G2 faasist ja on vastava kontrollpunkti edukalt läbinud, a edukas rakkude jagunemine kahe funktsionaalse tütarrakuga muutub palju tõenäolisemaks.