몸이 어떻게 성장하는지 또는 부상을 어떻게 치료하는지 궁금한 적이 있습니까? 짧은 대답은 세포 분열.
이 중요한 세포 생물학 과정이 고도로 규제되어 많은 단계를 포함한다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 이러한 중요한 단계 중 하나는 S 상 세포주기의.
세포주기 란?
그만큼 세포주기 – 때로는 세포 분열주기라고도 함 – 단계는 a 진핵 세포 새로운 세포를 나누고 생산하기 위해서는 완료되어야합니다. 세포가 분열 할 때 과학자들은 원래 세포를 부모 셀 분할에 의해 생성 된 세포는 딸 세포.
유사 분열 과 간기 세포주기를 구성하는 두 가지 기본 부분입니다. 유사 분열 (때때로 M 단계라고도 함)은 실제 세포 분열이 발생하는주기의 부분입니다. 간기 세포가 DNA 성장 및 복제와 같은 분열을 준비하기위한 작업을 수행하는 분열 사이의 시간입니다.
세포주기를 완료하는 데 걸리는 시간은 세포 유형과 조건에 따라 다릅니다. 예를 들어, 대부분의 인간 세포는 분열하는 데 24 시간이 걸리지 만 일부 세포는 빠르게 순환하고 훨씬 더 빠르게 분열합니다.
실험실에서 장에있는 세포를 키우는 과학자들은 때때로 그 세포가 9 ~ 10 시간마다 세포주기를 완료하는 것을 본다!
간기 살펴보기
세포주기의 간기 부분은 유사 분열 부분보다 훨씬 깁니다. 이것은 새로운 세포가 모세포가되어 유사 분열을 통해 분열되기 전에 성장하고 DNA 및 기타 중요한 세포기구를 복제하는 데 필요한 영양소를 흡수해야하기 때문에 의미가 있습니다.
세포주기의 간기 부분에는 다음과 같은 하위 단계가 포함됩니다. 갭 1 (G1 단계), 합성 (S 상) 및 갭 2 (G2 단계).
세포주기는 원이지만 일부 세포는 일시적 또는 영구적으로 세포주기를 종료합니다. Gap 0 (G0) 단계. 이 하위 단계에서 세포는 분열을 준비하거나 분열을 준비하는 대신 세포 유형이 일반적으로 수행하는 모든 작업을 수행하는 데 에너지를 소비합니다.
G1 및 G2 하위 단계 동안 세포는 더 커지고 세포 기관을 복제하고 딸 세포로 분할 할 준비가됩니다. S 상 이다 DNA 합성 단계. 세포주기의이 부분 동안 세포는 전체 DNA 보완 체를 복제합니다.
그것은 또한 형성합니다 중심체, 그것은 결국 세포가 딸 세포 사이에서 나눌 DNA를 분리하는 데 도움이 될 미 세관 조직 센터입니다.
S 단계 진입
S 단계는 세포주기의이 부분 동안 발생하는 일과 그것이 나타내는 것 때문에 중요합니다.
S 단계 (G1 / S 전환 통과)에 들어가는 것은 세포주기의 주요 체크 포인트이며, 제한점. 셀이 멈출 수있는 마지막 기회이기 때문에 셀이 돌아 오지 않는 지점이라고 생각할 수 있습니다. 세포 증식, 또는 세포 분열을 통한 세포 성장. 일단 세포가 S기에 들어가면 어떤 일이 있어도 세포 분열이 완료됩니다.
S 기는 주요 체크 포인트이기 때문에 세포는 단백질과 같은 유전자와 유전자 산물을 사용하여 세포주기의이 부분을 엄격하게 조절해야합니다.
이를 위해 세포는 증식 성 유전자, 세포가 분열하도록 촉구하고, 종양 억제 유전자, 세포 증식을 막는 역할을합니다. 일부 중요한 종양 억제 단백질 (종양 억제 유전자에 의해 암호화 됨)은 다음과 같습니다. p53, p21, Chk1 / 2 및 pRb.
S 단계 및 복제 오리진
세포주기의 S 단계의 주요 작업은 전체를 복제하는 것입니다. DNA 보완. 이를 위해 세포는 복제 전 복합체를 활성화하여 복제 출처. 이들은 단순히 복제가 시작되는 DNA 영역입니다.
단세포 원생 생물과 같은 단순한 유기체는 단일 복제 기원을 가질 수 있지만 더 복잡한 유기체는 더 많은 것을 가지고 있습니다. 예를 들어, 효모 유기체는 최대 400 개의 복제 기원을 가질 수있는 반면 인간 세포는 60,000 개의 복제 기원을 가질 수 있습니다.
인간의 DNA는 너무 길기 때문에 인간 세포에는 이렇게 엄청난 수의 복제 기원이 필요합니다. 과학자들은 DNA 복제 기계는 초당 약 20 ~ 100 개의 염기 만 복사 할 수 있습니다. 즉, 단일 복제 원점을 사용하여 단일 염색체를 복제하는 데 약 2,000 시간이 소요됩니다.
60,000 개의 복제 기점으로의 업그레이드 덕분에 인간 세포는 대신 S 단계를 완료 할 수 있습니다 약 8 시간.
S 단계 동안 DNA 합성
복제 원점에서 DNA 복제는 다음과 같은 효소에 의존합니다. 헬리 케이스. 이 효소는 이중 가닥 DNA 나선을 풀어줍니다. 마치 지퍼를 여는 것과 같습니다. 풀리면 두 가닥 각각은 딸 세포로 향하는 새로운 가닥을 합성하는 주형이 될 것입니다.
복제 된 DNA의 새로운 가닥을 실제로 구축하려면 다른 효소가 필요합니다. DNA 중합 효소. 기지 (또는 뉴클레오타이드) DNA 가닥을 구성하는 것은 보완적인 기본 페어링 규칙. 이를 위해서는 아데닌과 티민, 시토신과 구아닌 등 항상 특정한 방식으로 결합해야합니다. 이 패턴을 사용하여 효소는 템플릿과 완벽하게 짝을 이루는 새로운 가닥을 만듭니다.
원래의 DNA 나선과 마찬가지로 새로 합성 된 DNA는 매우 길며 핵에 맞추려면 신중한 포장이 필요합니다. 이를 위해 세포는 히스톤. 이 히스톤은 스핀들의 실처럼 DNA가 감싸는 스풀처럼 작동합니다. 함께 DNA와 히스톤은 다음과 같은 복합체를 형성합니다. 뉴 클레오 솜.
S 단계 동안의 DNA 교정
물론 새로 합성 된 DNA가 템플릿과 완벽하게 일치하여 원본과 동일한 이중 가닥 DNA 나선을 생성하는 것이 중요합니다. 에세이를 쓰거나 수학 문제를 풀 때와 마찬가지로 셀은 오류를 피하기 위해 작업을 확인해야합니다.
이것은 DNA가 결국 단백질과 다른 중요한 생체 분자. 하나의 삭제되거나 변경된 뉴클레오타이드조차도 유전자 산물 작동하지 않는 것. 이 DNA 손상은 많은 인간 질병의 원인 중 하나입니다.
새로 복제 된 DNA를 교정하기위한 세 가지 주요 체크 포인트가 있습니다. 첫 번째는 복제시 복제 체크 포인트입니다. 포크. 이 포크는 단순히 DNA가 풀리고 DNA 중합 효소가 새로운 가닥을 만드는 곳입니다.
새로운 염기를 추가하는 동안 효소는 가닥 아래로 이동하면서 작용을 확인합니다. 그만큼 엑소 뉴 클레아 제 활성 부위 효소는 실수로 가닥에 추가 된 모든 뉴클레오티드를 편집하여 DNA 합성 과정에서 실시간으로 실수를 방지 할 수 있습니다.
다른 체크 포인트는 S-M 체크 포인트 그리고 Intra-S 단계 체크 포인트 – 세포가 새로 합성 된 DNA에서 DNA 복제 중에 발생한 오류를 검토 할 수 있도록합니다. 오류가 발견되면 세포주기가 일시 중지됩니다. 키나아제 효소는 오류를 복구하기 위해 사이트로 이동합니다.
Failsafe 교정
세포주기 체크 포인트는 건강하고 기능적인 세포를 생산하는 데 중요합니다. 수정되지 않은 오류나 손상은 암을 포함한 인간의 질병을 유발할 수 있습니다. 오류 또는 손상이 심각하거나 수리 할 수없는 경우 셀은 세포 사멸, 또는 프로그램 된 세포 사멸. 이것은 신체에 심각한 문제를 일으키기 전에 본질적으로 세포를 죽입니다.