Apa yang Harus Terjadi pada Untaian DNA di Nukleus Sebelum Sel Dapat Membelah?

Sebelum sel membelah, untaian DNA dalam nukleus harus disalin, diperiksa kesalahannya, dan kemudian dikemas ke dalam struktur seperti jari yang rapi. Tahap pembelahan sel mencakup proses rumit yang melibatkan banyak perubahan di dalam sel. Banyak protein melepaskan DNA untuk menyalinnya, yang membuatnya rentan terhadap kerusakan. Selama pembelahan sel, DNA ditarik ke sana kemari, yang dapat menyebabkannya rusak jika tidak dikemas dengan hati-hati.

Pembelahan sel, atau mitosis, adalah bagian dari siklus sel. Sel memiliki fase persiapan yang disebut interfase dan fase pembelahan yang disebut fase M. Fase M pada gilirannya terdiri dari mitosis dan sitokinesis, pembelahan sel menjadi sel anak. Empat fase mitosis klasik adalah profase, metafase, anafase dan telofase. Bersama-sama, ini menghasilkan pembentukan inti anak yang identik.

Fase persiapan, interfase, memiliki tiga fase yang lebih kecil di dalamnya, yang disebut G₁, S dan G₂. G₁ (celah pertama) fase adalah ketika sel tumbuh dengan membuat lebih banyak protein. Fase S (sintesis) adalah ketika menyalin DNA-nya sehingga memiliki dua salinan dari setiap untai, yang disebut

Ketika DNA disalin dalam fase S, untai identik yang dihasilkan disebut kromatid saudara. Pada manusia, setelah penyalinan selesai, sel memiliki dua salinan penuh dari semua 46 kromosomnya, masing-masing 23 dari ibu dan dari ayah. Tetapi dalam mitosis, kromosom dengan nomor yang sama dari setiap orang tua, yang disebut kromosom homolog, tidak berasosiasi secara fisik.

Dalam persiapan untuk pembelahan sel, sel membuat replika seluruh DNA-nya. Ini terjadi selama fase S, atau sintesis, dari siklus sel. Mitosis adalah pembelahan satu sel menjadi dua sel yang masing-masing memiliki nukleus dan jumlah DNA yang sama dengan sel aslinya. Sintesis DNA adalah proses rumit yang membuat DNA rentan pecah karena DNA perlu dibongkar dan dibuka menjadi bentuk yang paling sederhana. Fase S juga membutuhkan banyak energi molekul. Ini adalah komitmen besar sehingga sel mencadangkan fase terpisah untuknya.

Untaian DNA di dalam inti sel harus dikemas menjadi bentuk X pendek, tebal, seperti jari. DNA tidak ada dengan sendirinya melainkan melilit protein dan oleh protein sehingga membentuk campuran DNA dan protein yang disebut kromatin. DNA seperti selang taman panjang yang dapat dililitkan dan dipilin menjadi tumpukan silinder, yang disebut kromosom terkondensasi.

Pengepakan ketat ini membuat DNA lebih kuat dan lebih tahan terhadap kerusakan. Kromosom padat memiliki daerah kuat yang disebut sentromer, yang seperti sabuk yang dapat ditarik untuk memindahkan kromosom dari satu tempat ke tempat lain di dalam sel.

Setelah membuat salinan semua untai DNA, sel harus memeriksa DNA apakah ada kerusakan sebelum memulai mitosis. Ini terjadi selama G₂ fase siklus sel. Sel memiliki mesin protein yang dapat mendeteksi kerusakan DNA. Jika ada masalah yang ditemukan, protein respon kerusakan DNA menghentikan sel dari bergerak maju dalam proses mitosis sampai DNA diperbaiki. Untuk memulai mitosis, sel harus melewati apa yang disebut G₂-M pos pemeriksaan. Ini adalah terakhir kalinya sebuah sel di G₂ fase dapat terhenti untuk perbaikan sebelum memulai mitosis.