Mielőtt egy sejt megoszlik, a magban lévő DNS-szálakat át kell másolni, ellenőrizni kell a hibákat, majd tiszta ujjszerű szerkezetekbe kell csomagolni. A sejtosztódási szakaszok egy bonyolult folyamatot ölelnek fel, amely sok változást tartalmaz a sejt belsejében. Sok fehérje letekeri a DNS-t annak lemásolása érdekében, ami sebezhetővé teszi a törést. A sejtosztódás során a DNS ide-oda húzódik, ami megszakadáshoz vezethet, ha nincs gondosan csomagolva.
A sejtciklus: szintézis és sejtosztódási szakaszok
Sejtosztódás, vagy mitózis, része a sejtciklus. A sejt előkészítő fázissal rendelkezik, amelyet interfázisnak neveznek, és osztódási fázisának nevezik az M fázist. Az M fázis viszont mitózisból és citokinezisből áll, a sejt hasításából leánysejtekre. A négy klasszikus mitózisfázis az profáz, metafázis, anafázis és telofázis. Ezek együttesen azonos leánymagok képződését eredményezik.
Az előkészítési szakasznak, az interfázisnak három kisebb fázisa van, ún G1, S és G2. A G1 (első rés) fázis, amikor a sejt több fehérje előállításával növekszik. Az S (szintézis) fázis az, amikor másolja a DNS-ét, így mindkét szálból két példánya van, amelyeket ún
kromoszómák. G2 (második rés) fázis, amikor a sejt másolatot készít organelláiról, és a sejtosztódási folyamat megkezdése előtt ellenőrzi a DNS hibáit.Amikor a DNS-t S-fázisban másoljuk, a kapott azonos szálakat testvérkromatidáknak nevezzük. Emberben, miután a másolás befejeződött, a sejtnek mind a 46 kromoszómájából két teljes másolat van, mindegyik 23 az anyától és az apától. De mitózis esetén az egyes szülők hasonló számozott kromoszómái, az úgynevezett homológ kromoszómák, nem társulnak fizikailag.
DNS-szintézis
A sejtosztódás előkészítéseként a sejt elkészíti teljes DNS-jének másolatát. Ez a sejtciklus S vagy szintézis fázisában történik. A mitózis egy sejt felosztása két sejtre, amelyek mindegyikének van egy magja és ugyanolyan mennyiségű DNS-je van, mint az eredeti sejtnek. A DNS-szintézis egy bonyolult folyamat, amely sebezhetővé teszi a DNS-t a törés szempontjából, mivel a DNS-t ki kell csomagolni és a legegyszerűbb formában kell kibontani. Az S fázis sok energiamolekulát is igényel. Olyan nagy elkötelezettség, hogy a sejt külön fázist tart fenn számára.
DNS-csomagolás
A sejtmagban lévő DNS-szálakat rövid, vastag, ujjszerű X alakzatokba kell csomagolni. A DNS önmagában nem létezik, inkább a fehérjék és a fehérjék köré van tekerve, így a DNS és a fehérje keverékét képezi, amelyet kromatinnak neveznek. A DNS olyan, mint egy hosszú kerti tömlő, amelyet feltekerhetünk és henger alakú verembe tekerhetünk, amelyet kondenzált kromoszómának nevezünk.
Ez a szoros csomagolás erősebbé és ellenállóbbá teszi a DNS-t a töréssel szemben. A kondenzált kromoszómáknak olyan erős régiói vannak, amelyeket centromereknek neveznek, amelyek olyan övek, amelyek felhúzhatók ahhoz, hogy a kromoszómákat egy sejten belül helyről-helyre mozgassák.
Szünetek ellenőrzése
Miután elkészítette az összes DNS-szál másolatát, a sejtnek meg kell vizsgálnia a DNS-t az esetleges törések előtt a mitózis megkezdése előtt. Ez a G alatt történik2 a sejtciklus fázisa. A sejt olyan fehérjegépekkel rendelkezik, amelyek képesek kimutatni a DNS töréseit. Ha bármilyen problémát találnak, a DNS-károsító válaszfehérjék megakadályozzák a sejt továbblépését a folyamat mitózisában, amíg a DNS meg nem rögzül. A mitózis megkezdéséhez a sejtnek át kell haladnia az úgynevezett G2-M ellenőrzőpont. Ez az utolsó alkalom, amikor egy sejt a G-ben2 fázis megtorpanhat a javítások előtt a mitózis megkezdése előtt.