Enne raku jagunemist tuleb tuumas olevad DNA ahelad kopeerida, vigade osas kontrollida ja seejärel pakkida korralikesse sõrmetaolistesse struktuuridesse. Rakkude jagunemise etapid hõlmavad keerukat protsessi, mis hõlmab palju muutusi raku sees. Paljud valgud lahutavad DNA selle kopeerimiseks lahti, mis muudab selle purunemise suhtes haavatavaks. Rakkude jagunemise ajal tõmmatakse DNA edasi-tagasi, mis võib põhjustada selle purunemise, kui seda pole hoolikalt pakitud.
Rakutsükkel: sünteesi ja raku jagunemise etapid
Raku poolduminevõi mitoos on osa rakutsükkel. Rakul on ettevalmistusfaas, mida nimetatakse interfaasiks, ja jagunemisfaas, mida nimetatakse M-faasiks. M-faas koosneb omakorda mitoosist ja tsütokineesist, raku jagunemisest tütarrakkudele. Neli klassikalist mitoosi faasi on profaas, metafaas, anafaas ja telofaas. Nende tulemusel moodustuvad koos identsed tütartuumad.
Ettevalmistusetapil, interfaasil, on selles kolm väiksemat faasi, nn G1, S ja G2. G1 (esimene vahe) faas on siis, kui rakk kasvab rohkem valke tehes. S (sünteesi) faas on see, kui ta kopeerib oma DNA nii, et tal on igast ahelast kaks koopiat, mida nimetatakse
kromosoomid. G2 (teine lõhe) faas on see, kui rakk teeb enne rakkude jagunemise protsessi alustamist oma organellidest koopia ja kontrollib DNA vigade olemasolu.Kui DNA kopeeritakse S-faasis, nimetatakse saadud identseid ahelaid sõsarkromatiidideks. Inimestel on rakul pärast kopeerimise lõppu kõigi 46 kromosoomi kaks täiseksemplari, kumbki 23 emalt ja isalt. Kuid mitoosis ei seondu kummagi vanema sarnased nummerdatud kromosoomid, mida nimetatakse homoloogseteks kromosoomideks, füüsiliselt.
DNA süntees
Rakkude jagunemise ettevalmistamiseks teeb rakk kogu oma DNA koopia. See juhtub rakutsükli S ehk sünteesi faasis. Mitoos on ühe raku jagunemine kaheks rakuks, millel kummalgi on tuum ja sama palju DNA-d kui algsel rakul. DNA süntees on keeruline protsess, mis muudab DNA purunemisele haavatavaks, kuna DNA tuleb lahti pakkida ja lahti kerida oma lihtsamas vormis. S-faas nõuab ka palju energia molekule. See on nii suur kohustus, et rakk reserveerib selle jaoks eraldi faasi.
DNA pakendamine
Raku tuumas olevad DNA ahelad tuleb pakkida lühikesteks, paksudeks, sõrmetaolisteks X-kujudeks. DNA ei eksisteeri iseenesest, vaid on ümbritsetud valkude ja valkude ümber, nii et see moodustab DNA ja valgu segu, mida nimetatakse kromatiiniks. DNA on nagu pikk aiavoolik, mida saab kerida ja keerutada silindrilisse virna, mida nimetatakse kondenseerunud kromosoomiks.
See tihe pakkimine muudab DNA tugevamaks ja purunemiskindlamaks. Kondenseerunud kromosoomidel on tugevad piirkonnad, mida nimetatakse tsentromeerideks, mis on nagu vööd, mida saab kromosoomide liikumiseks rakus raku sees üles tõmmata.
Pauside kontrollimine
Pärast kõigi DNA-ahelate koopiate tegemist peab rakk enne mitoosi alustamist kontrollima, kas DNA-s pole katki. See juhtub G ajal2 rakutsükli faas. Rakul on valgusmasinad, mis suudavad tuvastada DNA purunemisi. Kui leitakse mingeid probleeme, peatavad DNA kahjustuse vastuse valgud rakul protsessi mitoosis edasi liikumise, kuni DNA on fikseeritud. Mitoosi alustamiseks peab rakk läbima nn G2-M kontrollpunkt. See on viimane kord, kui G-rakk2 faas võib enne mitoosi alustamist remondiks seiskuda.