שלב G2: מה קורה בתת-שלב זה של מחזור התא?

כאשר תאים אוקריוטים מתחלקים, הם עוברים תהליך מורכב עם ארבעה שלבים עיקריים, כולל שלב G2. ה מחזור תאים כולל צעדים כמו גידול תאים, שכפול DNA ומיטוזה (נושא קריטי בביולוגיה של תאים).

כי תאים איקריוטיים יש גרעין שיש גם לשכפל אותו, התהליך הכללי מורכב יותר מביקוע הבינארי בו משתמשים תאים פרוקריוטים, אשר חסר גרעין.

ה מיטוזה השלב הוא השלב האחרון בחלוקת התאים. התוצאה היא שני תאי בת חדשים, כל אחד עם השלמה מלאה של DNA, גרעין ואברונים. אם התא צריך להפסיק להתחלק, הוא יוצא ממחזור התא ונכנס לשלב G0.

אם התא צריך להתחלק שוב, הוא נכנס ל- שלב בין שתי חלוקות תאים. שלושת החלקים של שלב זה הם שלב G1 (או שלב פער 1) ואחריו ה- שלב S (או שלב סינתזת חלבון ו- DNA) ולבסוף ה שלב G2 (או שלב 2 פער) שקדם לשלב המיטוזה הבא.

חלוקת תאים באמצעות מיטוזה היא צורה כפולת של הכפלת תאים המשמשת לייצור יותר מאותו סוג של תא. תאים בעלי חיים גבוהים יותר משתמשים במיטוזה כדי לייצר תאים חדשים הכוללים תאים הנשחקים במהירות כמו תאי עור. התהליך משמש גם במהלך גידול רקמות כמו אצל בעלי חיים צעירים או לתיקון נזקים.

ברקמות מסוימות, ברגע שאורגניזם מכיל את המספר הנדרש של תאים מסוג מסוים, אין צורך בתאים חדשים, והתאים הקיימים נכנסים לשלב ה- G0 שם הם כבר לא מתרבים. זה נכון במיוחד לגבי תאים מובחנים מאוד כגון תאי עצב. ברגע שלמוח או חוט השדרה יש את המספר הנכון של תאים, תאי העצב אינם מתחלקים כדי לייצר יותר.

אם התא צריך להתחלק שוב, הוא נכנס לשלבים הבאים:

1. ה שלב פער G1

זהו הפער בין חלוקת תאים לשכפול DNA. ה התא מתכונן לחלוקה הבאה שלה במחזור התא או שהוא יוצא ממחזור התא ונכנס ל- G0.

2. ה שלב סינתזה

התא מחויב להתחיל את חלוקת התאים הבאה ומייצר עותקים של ה- DNA שלו תוך סינתזת חלבונים נוספים הנדרשים לחלוקת תאים.

3. שלב הפער G2

זה הפער בין שכפול הדנ"א ומיטוזה. התא משכפל את שלו אברונים ומוודא שהכל יהיה מוכן לפיצול.

לאחר צמיחת תאים בשלב G1 ושכפול DNA בשלב S, התא מוכן להיכנס לשלב G2. G2 נקרא שלב פער משום שלא מתקיימת התקדמות ספציפית יותר לחלוקת תאים. במקום זאת יש רמות הכנה גבוהות ו בודק כדי לוודא שהכל במקום למיטוזה מוצלחת.

לפני שמתחיל שלב ה- G2, כל כרומוזום של התא חייב להיות משוכפל, והחלבונים הנדרשים עבור קרומי התא הנוספים ומבני התא חייבים להיות נוכחים.

בתחילת G2, אברונים כגון מיטוכונדריה וה ליזוזומים התחל להכפיל. לאברונים אלו DNA משלהם ויכולים להתחיל להתחלק באופן עצמאי, אך התא עצמו צריך ליצור ריבוזומים נוספים בכדי לספק את צרכיהם של שני תאי הבת הפוטנציאליים.

לשלב G2 שתי פונקציות עיקריות.

ראשית, התא צריך לבדוק שהכל מוכן עבור מיטוזה, וזה חייב לתקן את כל הליקויים. אם התא מזהה בעיות גדולות שלא ניתן לתקן באופן מיידי, הוא עלול להפריע למחזור התא ולעצור את תהליך החלוקה. שלב ה- G2 הוא המקום בו האורגניזם מוודא כי כל התאים החדשים אינם פגומים.

בדיקות שהתא מתחייב כוללות אימות שה- DNA שוחזר כראוי וכי יש מספיק חומר לשני תאים. גדילי ה- DNA חייבים להיות שלמים, ללא הפסקות, והמספר הנכון צריך להיות כפול מהחוטים של התא המקורי. אם התא מוצא הפסקה, גדיל ה- DNA הוא מְתוּקָן.

שני התאים החדשים צריכים להיות סגורים על ידי קרומים שלמים, וכל אחד מהם צריך לקבל מספיק חומר תאים כדי לתפקד כראוי. במהלך שלב G2, לעתים קרובות מסונתז חלבון נוסף, והאברונים מתרבים עד שיש מספיק לשני תאים.

חומרי תא אחרים כגון שומנים שכן ניתן לייצר גם את הממברנה. עם כל הפעילות הזו, התא לעיתים קרובות גדל באופן מהותי במהלך G2.

אורגניזמים מתקדמים כמו חוליות בעלי תאים מיוחדים ומובחנים המתאמים את פעילותם ונשענים זה על זה לתפקודים רבים. כתוצאה מכך, אורגניזמים אלה רגישים מאוד לפירוק תאים ולתאים פגומים.

כדי להימנע מיצירת תאים שאינם פועלים כראוי, לבעלי חיים רבים יש מחסום חלוקת תאים בשלב מאוחר שלב ה- G2. התא אימת הרבה גורמי מפתח והתוצאות נבדקות במחסום.

אם התא מצא כמה בעיות והצליח לתקן אותן, הוא יעבור את המחסום, וחלוקת התא תורשה להמשיך. אם הבעיות נמשכות, התא לא יתחלק וינסה לפתור את הבעיות לפני שתמשיך בתהליך חלוקת התאים.

הערכות ספציפיות המתבצע במחסום כולל:

• נזק ל- DNA: חלבונים ספציפיים מצטברים באתרי ה- DNA השבור. אם חלבונים אלה קיימים, התא לא מתחלק.
• שכפול הדנ"א: התא מבטל את תהליך החלוקה אם לא כל גדילי ה- DNA שוכפלו לחלוטין.
• הערכת מצב תאים: חלבוני תאים, אברונים ומבנים אחרים צריכים להיות במקום בכמות מספקת.
• מתח תא: אם התא נמצא במתח, צמיחת התאים תיפסק. לדוגמה, אור UV יכול להלחיץ ​​תאים ולהביא להפעלת נקודת ביקורת בשלב G2 / M, ולעצור את מחזור התא.

לאחר שעבר מחסום G2, התא יכול להתכונן למיטוזה. השלב הראשון של המיטוזה הוא הפרופאז, במהלכו מתקיימות ההכנות לנדידת הכרומוזומים לקצוות מנוגדים של התא. כאשר התא עוזב את שלב ה- G2, חלבונים המקדמים את תפקודי המיטוזה משתחררים.

התא מתחיל בתהליך החלוקה.

פונקציות מפתח המבוצעות כאשר התא עוזב את G2 מופעלות על ידי קומפלקס חלבון הנקרא MPF או ה- גורם מקדם מיטוזה. לאחר פעולות המיטוזה הראשונות, MPF מנוטרל.

בשלב זה, הצירים למיטוזה החלו להיווצר, ומעטפת הגרעין החלה להתדרדר. ה- DNA המשוכפל הוא בצורה של כרומטין, והוא מתעבה ליצירת הכרומוזומים החדשים.

בעוד שלב G2 הוא גורם חשוב בבקרת צמיחת תאים לאורגניזמים מתקדמים, הוא אינו חיוני לחלוקת תאים. כמה תאים אוקריוטים פרימיטיביים וכמה תאים סרטניים יכולים לעבור ישירות משלב S של שכפול DNA למיטוזה.

היעדר שלב G2 מבטל נקודת ביקורת שניתן להשתמש בה כדי לשלוט על צמיחת הרקמות ומסייעת לחלק מהסרטן להתפשט במהירות.

תאים נורמליים ברקמות של בעלי חיים מתקדמים זקוקים לשלב ה- G2 ולמחסומו כדי להבטיח שכל תאי האורגניזם ורקמותיו יגדלו בצורה מתואמת. כאשר תא עוזב את שלב G2 ועבר בהצלחה את נקודת הביקורת המתאימה, א חלוקת תאים מוצלחת עם שני תאי בת פונקציונליים הופך להיות הרבה יותר סביר.