G2 fazė: kas vyksta šioje ląstelių ciklo fazėje?

Kai eukariotinės ląstelės dalijasi, joms atliekamas sudėtingas procesas su keturiais pagrindiniais etapais, įskaitant G2 fazę. The ląstelių ciklas apima tokius veiksmus kaip ląstelių augimas, DNR replikacija ir mitozė (kritinė ląstelių biologijos tema).

Nes eukariotinės ląstelės turi branduolį, kuris taip pat turi būti dubliuojamas, bendras procesas yra sudėtingesnis nei dvejetainis dalijimasis, kurį naudoja prokariotinės ląstelės, kuriose nėra branduolio.

The mitozė fazė yra paskutinis ląstelių dalijimosi žingsnis. Dėl to gaunamos dvi naujos dukterinės ląstelės, kurių kiekvienoje yra visas DNR, branduolio ir organelių papildas. Jei ląstelė turi nustoti dalytis, ji išeina iš ląstelės ciklo ir patenka į G0 fazę.

Jei ląstelė vėl dalijasi, ji patenka į tarpfazis tarp dviejų ląstelių dalijimosi. Trys tarpfazės dalys yra G1 fazė (arba 1 spragos etapas), po kurio eina S fazė (arba baltymų ir DNR sintezės fazė) ir galiausiai G2 fazė (arba Gap 2 fazė) prieš kitą mitozės fazę.

Ląstelių dalijimasis per mitozę yra nelytinė ląstelių dauginimosi forma, naudojama gaminant daugiau tos pačios rūšies ląstelių. Aukštesnės gyvūnų ląstelės naudoja mitozę naujoms ląstelėms gaminti, įskaitant greitai nusidėvinčias ląsteles, tokias kaip odos ląstelės. Procesas taip pat naudojamas audinių augimo metu, pavyzdžiui, jauniems gyvūnams ar žalai atstatyti.

Kai kuriuose audiniuose, kai organizmas turi reikiamą tam tikro tipo ląstelių skaičių, naujų ląstelių nereikia, o esamos ląstelės patenka į G0 fazę, kur nebesidaugina. Tai ypač pasakytina apie labai diferencijuotas ląsteles, tokias kaip nervų ląstelės. Kai smegenys ar nugaros smegenys turi reikiamą ląstelių skaičių, nervinės ląstelės nesidalija, kad pagamintų daugiau.

Jei ląstelė vėl turi dalytis, ji pereina į šias fazes:

1. The G1 spragos fazė

Tai yra tarpas tarp ląstelių dalijimosi ir DNR replikacijos. The ląstelė pasiruošia kitam ląstelės ciklo dalijimui arba jis išeina iš ląstelės ciklo ir patenka į G0.

2. The S sintezės fazė

Ląstelė yra įsipareigojusi pradėti kitą ląstelių dalijimąsi ir daro jos DNR kopijų sintetinant papildomus baltymus, reikalingus ląstelių dalijimuisi.

3. G2 spragos etapas

Tai yra skirtumas tarp DNR replikacija ir mitozė. Ląstelė atkuria savo organelės ir įsitikina, kad viskas yra pasirengusi skilimui.

Po ląstelių augimo G1 fazėje ir DNR replikacijos S fazėje ląstelė yra pasirengusi pereiti į G2 fazę. G2 vadinamas tarpo faze, nes daugiau jokios ląstelių dalijimosi pažangos nevyksta. Vietoj to yra didelis pasirengimo lygis ir tikrinimas įsitikinti, kad viskas yra sėkmingos mitozės vietoje.

Prieš prasidedant G2 fazei, kiekviena ląstelės chromosoma turi būti dubliuojama ir baltymai, reikalingi papildomoms ląstelių membranoms ir ląstelių struktūroms.

G2 pradžioje tokie organeliai kaip mitochondrijos ir lizosomos pradėti daugintis. Šie organeliai turi savo DNR ir gali pradėti dalytis savarankiškai, tačiau pati ląstelė turi sukurti papildomas ribosomas, kad patenkintų būsimų dviejų dukterinių ląstelių poreikius.

G2 fazė turi dvi pagrindines funkcijas.

Pirma, ląstelė turi patikrinkite, ar viskas paruošta dėl mitozės, ir ji turi ištaisyti visus trūkumus. Jei ląstelė aptinka didelių problemų, kurių nepavyksta išspręsti nedelsiant, ji gali nutraukti ląstelių ciklą ir sustabdyti dalijimosi procesą. G2 fazė yra ta, kai organizmas įsitikina, kad nėra jokių naujų ląstelių.

Patikrinimas, ar ląstelė imasi, apima patikrinimą, ar DNR buvo tinkamai replikuota ir ar yra pakankamai medžiagos dviem ląstelėms. DNR sruogos turi būti visos, be jokių pertraukų, ir turi būti teisingas skaičius, dvigubai didesnis už pradinės ląstelės sruogas. Jei ląstelė randa lūžį, DNR grandinė yra suremontuotas.

Dvi naujos ląstelės turi būti uždarytos pilnomis membranomis, ir kiekviena iš jų turi gauti pakankamai ląstelių medžiagos, kad galėtų tinkamai veikti. G2 fazėje dažnai sintetinami papildomi baltymai, o organeliai dauginasi tol, kol jų pakanka dviem ląstelėms.

Kitos ląstelių medžiagos, tokios kaip lipidai taip pat gali būti gaminama membrana. Atliekant visą šią veiklą, ląstelė dažnai iš esmės auga per G2.

Pažangūs organizmai, pavyzdžiui, stuburiniai, turi specializuotas ir diferencijuotas ląsteles, kurios koordinuoja savo veiklą ir viena nuo kitos priklauso nuo daugelio funkcijų. Todėl šie organizmai yra labai jautrūs ląstelių skaidymui ir ląstelių defektams.

Kad būtų išvengta netinkamai veikiančių ląstelių, daugelis gyvūnų vėlai turi ląstelių dalijimosi kontrolės punktą G2 fazė. Ląstelė patikrino daugybę pagrindinių veiksnių, o rezultatai peržiūrimi kontrolės punkte.

Jei ląstelė rado kokių nors problemų ir sugebėjo jas išspręsti, ji praeis kontrolinį tašką ir bus leista tęsti ląstelių dalijimąsi. Jei problemos išlieka, ląstelė nesidalija ir bandys jas išspręsti prieš tęsdama ląstelių dalijimosi procesą.

Konkretūs vertinimai Patikrinimo punkte atliekamas:

• DNR pažeidimas: Specifiniai baltymai kaupiasi suskaidytos DNR vietose. Jei šių baltymų yra, ląstelė nesidalija.
• DNR replikacija: Ląstelė nutraukia dalijimosi procesą, jei ne visos DNR grandinės buvo visiškai dubliuotos.
• Ląstelių būklės įvertinimasLąstelių baltymai, organeliai ir kitos struktūros turi būti pakankamai dideli.
• Ląstelių stresas: Jei ląstelė patiria stresą, ląstelių augimas sustos. Pavyzdžiui, UV spinduliai gali sukelti stresą ląstelėms ir sukelti G2 / M fazės kontrolinio taško aktyvavimą, sustabdydamas ląstelių ciklą.

Praėjus G2 kontroliniam taškui, ląstelė gali pasirengti mitozei. Pirmasis mitozės etapas yra profazė, kurios metu vyksta pasirengimai chromosomų migracijai į priešingus ląstelės galus. Ląstelei paliekant G2 fazę, išsiskiria mitozės funkcijas skatinantys baltymai.

Ląstelė pradeda dalijimosi procesą.

Pagrindines funkcijas, atliekamas ląstelei paliekant G2, inicijuoja baltymų kompleksas, vadinamas MPF arba mitozę skatinantis faktorius. Vykdant pirmąsias mitozės funkcijas, MPF neutralizuojamas.

Šiuo metu mitozės verpstės pradėjo formuotis, o branduolio apvalkalas pradėjo nykti. Pasikartojanti DNR yra chromatinasir kondensuojasi, kad susidarytų naujos chromosomos.

Nors G2 fazė yra svarbus pažengusių organizmų ląstelių augimo kontrolės veiksnys, jis nėra būtinas ląstelių dalijimuisi. Kai kurios primityvios eukariotinės ląstelės ir kai kurios vėžio ląstelės gali tiesiogiai pereiti nuo DNR replikacijos S fazės iki mitozės.

G2 fazės nebuvimas pašalina kontrolinį tašką, kurį galima naudoti audinių augimui kontroliuoti, ir padeda kai kuriems vėžiams greitai išplisti.

Normalioms pažengusių gyvūnų audinių ląstelėms reikalinga G2 fazė ir jos patikros punktas, kad visos organizmo ląstelės ir jo audiniai augtų koordinuotai. Kai ląstelė palieka G2 fazę ir sėkmingai praeina atitinkamą kontrolinį tašką, a sėkmingas ląstelių dalijimasis su dviem funkcinėmis dukterinėmis ląstelėmis tampa daug labiau tikėtina.