G2-vaihe: Mitä tapahtuu solusyklin tässä alivaiheessa?

Kun eukaryoottisolut jakautuvat, ne käyvät läpi monimutkaisen prosessin, jossa on neljä päävaihetta, mukaan lukien G2-vaihe. solusykli sisältää vaiheet, kuten solukasvu, DNA-replikaatio ja mitoosi (kriittinen aihe solubiologiassa).

Koska eukaryoottisolut on ydin, joka on myös kopioitava, kokonaisprosessi on monimutkaisempi kuin binäärinen fissio, jota prokaryoottisolut käyttävät, joista puuttuu ydin.

mitoosi vaihe on viimeinen vaihe solujen jakautumisessa. Tuloksena on kaksi uutta tytärsolua, joista jokaisella on täysi komplementti DNA: ta, ydin ja organellit. Jos solun on tarkoitus lopettaa jakautuminen, se poistuu solusyklistä ja siirtyy G0-vaiheeseen.

Jos solun on tarkoitus jakautua uudelleen, se siirtyy soluun välivaihe kahden solunjaon välillä. Interfaasin kolme osaa ovat G1-vaihe (tai aukko 1 -vaihe), jota seuraa S-vaihe (tai proteiini- ja DNA-synteesivaihe) ja lopuksi G2-vaihe (tai aukko 2 -vaihe) edeltää seuraavaa mitoosivaihetta.

Solujen jakautuminen mitoosin kautta on aseksuaalinen solujen lisääntymismuoto, jota käytetään tuottamaan enemmän saman tyyppisiä soluja. Korkeammat eläinsolut käyttävät mitoosia uusien solujen tuottamiseen, mukaan lukien solut, jotka kuluvat nopeasti, kuten ihosolut. Prosessia käytetään myös kudosten kasvun aikana, kuten nuorilla eläimillä, tai vaurioiden korjaamiseen.

Joissakin kudoksissa, kun organismilla on tarvittava määrä tietyntyyppisiä soluja, uusia soluja ei tarvita, ja nykyiset solut siirtyvät G0-vaiheeseen, jossa ne eivät enää lisäänny. Tämä pätee erityisesti hyvin erilaistuneisiin soluihin, kuten hermosoluihin. Kun aivoissa tai selkäytimessä on oikea määrä soluja, hermosolut eivät jakaudu tuottamaan enemmän.

Jos solun on jaettava uudelleen, se siirtyy seuraaviin vaiheisiin:

1. G1-aukkovaihe

Tämä on ero solujen jakautumisen ja DNA-replikaation välillä. solu valmistautuu seuraavaa jakautumistaan ​​varten solusyklissä tai se poistuu solusyklistä ja tulee G0: een.

2. S-synteesivaihe

Solu on sitoutunut aloittamaan seuraavan solunjaon ja tekee kopiot sen DNA: sta syntetisoiden samalla solujen jakautumiseen tarvittavia lisäproteiineja.

3. G2-aukkovaihe

Tämä on ero DNA kopiointi ja mitoosi. Solu toistaa sen organellit ja varmistaa, että kaikki on valmis jakamiseen.

G1-vaiheen aikana tapahtuneen solukasvun ja S-vaiheen aikana tapahtuvan DNA-replikaation jälkeen solu on valmis siirtymään G2-vaiheeseen. G2: ta kutsutaan aukkovaiheeksi, koska solujako-spesifistä etenemistä ei enää tapahdu. Sen sijaan valmistelut ovat korkeat ja tarkistus varmistaa, että kaikki on paikallaan onnistuneen mitoosin saavuttamiseksi.

Ennen kuin G2-vaihe voi alkaa, solun jokaisen kromosomin on oltava monistettu, ja ylimääräisten solukalvojen ja solurakenteiden edellyttämien proteiinien on oltava läsnä.

G2: n alussa organellit, kuten mitokondrioita ja lysosomit alkaa kertoa. Näillä organelleilla on oma DNA ja ne voivat alkaa jakautua itsenäisesti, mutta solun itsensä on luotava ylimääräisiä ribosomeja kahden mahdollisen tytärsolun tarpeiden tyydyttämiseksi.

G2-vaiheella on kaksi päätoimintoa.

Ensinnäkin solun on tarkista, että kaikki on valmis mitoosille, ja sen on korjata mahdolliset puutteet. Jos solu havaitsee suuria ongelmia, joita ei voida korjata välittömästi, se voi keskeyttää solusyklin ja lopettaa jakautumisen. G2-vaihe on paikka, jossa organismi varmistaa, että uudet solut eivät ole viallisia.

Tarkastukset, jotka solu sitoutuu, ovat sen varmistaminen, että DNA on replikoitu oikein ja että läsnä on tarpeeksi materiaalia kahdelle solulle. DNA-säikeiden on oltava täydellisiä, ilman taukoja, ja alkuperäisen solun kaksinkertaisen säikeiden on oltava oikea määrä. Jos solu löytää tauon, DNA-juoste on korjattu.

Kaksi uutta solua on suljettava täydellisillä kalvoilla, ja niiden jokaisen on vastaanotettava riittävästi solumateriaalia toimiakseen kunnolla. G2-vaiheen aikana syntetisoidaan usein ylimääräistä proteiinia, ja organellit lisääntyvät, kunnes niitä on tarpeeksi kahdelle solulle.

Muut solumateriaalit, kuten lipidit kalvoa varten voidaan myös tuottaa. Kaiken tämän toiminnan kanssa solu usein kasvaa merkittävästi G2: n aikana.

Edistyneillä organismeilla, kuten selkärankaisilla, on erikoistuneita ja erilaistuneita soluja, jotka koordinoivat aktiivisuuttaan ja luottavat toisiinsa monissa toiminnoissa. Tämän seurauksena nämä organismit ovat hyvin herkkiä solujen hajoamiselle ja puutteellisille soluille.

Jotta vältetään sellaisten solujen luominen, jotka eivät toimi kunnolla, monilla eläimillä on solujen jakautumisen tarkistuspiste myöhään G2-vaihe. Solu on varmistanut monet avaintekijät, ja tulokset tarkistetaan tarkistuspisteessä.

Jos solu löysi joitain ongelmia ja pystyi korjaamaan ne, se läpäisee tarkistuspisteen ja solujen jakamisen sallitaan edetä. Jos ongelmat jatkuvat, solu ei jakaudu ja yrittää korjata ongelmat ennen solunjakoprosessin jatkamista.

Erityiset arvioinnit Tarkastuspisteessä suoritettaviin toimenpiteisiin

• DNA-vaurio: Spesifiset proteiinit kertyvät rikkoutuneen DNA: n kohtiin. Jos näitä proteiineja on läsnä, solu ei jakaudu.
• DNA kopiointi: Solu keskeyttää jakoprosessin, ellei kaikkia DNA-säikeitä ole täysin kopioitu.
• Solun kunnon arviointi: Soluproteiinien, organellien ja muiden rakenteiden on oltava paikallaan riittävinä määrinä.
• Solun stressi: Jos solu on stressissä, solujen kasvu pysähtyy. Esimerkiksi, UV-valo voi stressiä soluista ja johtaa G2 / M-vaiheen tarkistuspisteen aktivointiin pysäyttäen solusyklin.

Kun G2-tarkistuspiste on ohitettu, solu voi valmistautua mitoosiin. Mitoosin ensimmäinen vaihe on profaasi, jonka aikana valmistellaan kromosomien siirtymistä solun vastakkaisiin päihin. Kun solu lähtee G2-vaiheesta, mitoositoimintoja edistäviä proteiineja vapautuu.

Solu aloittaa jakautumisprosessin.

Avaintoiminnot, jotka suoritetaan, kun solu lähtee G2: sta, käynnistää proteiinikompleksi nimeltä MPF tai mitoosia edistävä tekijä. Kun ensimmäiset mitoositoiminnot ovat käynnissä, MPF neutraloidaan.

Tässä vaiheessa mitoosin karat ovat alkaneet muodostua ja ydinkuori on alkanut hajota. Kopioitu DNA on muodossa kromatiinija se tiivistyy muodostaen uudet kromosomit.

Vaikka G2-vaihe on tärkeä tekijä kehittyneiden organismien solukasvun hallinnassa, se ei ole välttämätöntä solujen jakautumiselle. Jotkut primitiiviset eukaryoottisolut ja jotkut syöpäsolut voivat siirtyä suoraan DNA-replikaation S-vaiheesta mitoosiin.

G2-vaiheen puuttuminen eliminoi tarkistuspisteen, jota voidaan käyttää kontrolloimaan kudosten kasvua, ja auttaa joitain syöpiä leviämään nopeasti.

Kehittyneiden eläinten kudosten normaalit solut tarvitsevat G2-vaiheen ja sen tarkistuspisteen sen varmistamiseksi, että kaikki organismin solut ja sen kudokset kasvavat koordinoidusti. Kun solu lähtee G2-vaiheesta ja on läpäissyt vastaavan tarkistuspisteen, a onnistunut solujen jakautuminen kahdella toiminnallisella tytärsolulla tulee paljon todennäköisemmäksi.