Prieš ląstelei dalijantis, reikia nukopijuoti branduolyje esančias DNR sruogas, patikrinti, ar nėra klaidų, ir tada supakuoti į tvarkingas pirštu panašias struktūras. Ląstelių dalijimosi etapai apima sudėtingą procesą, apimantį daug pokyčių ląstelės viduje. Daugelis baltymų išskleidžia DNR, norėdami ją nukopijuoti, todėl ji pažeidžiama. Ląstelių dalijimosi metu DNR traukiama pirmyn ir atgal, todėl ji gali sulūžti, jei nėra kruopščiai supakuota.
Ląstelių ciklas: sintezės ir ląstelių dalijimosi etapai
Ląstelių dalijimasis, arba mitozė, yra dalis ląstelių ciklas. Ląstelėje yra paruošiamoji fazė, vadinama interfaze, ir dalijimosi fazė, vadinama M faze. M fazė savo ruožtu susideda iš mitozės ir citokinezės, ląstelės padalijimo į dukterines ląsteles. Keturios klasikinės mitozės fazės yra profazė, metafazė, anafazė ir telofazė. Kartu dėl to susidaro vienodi dukteriniai branduoliai.
Parengimo fazė, interfazė, turi tris mažesnes fazes, vadinamas G1, S ir G2. G1 (pirmoji spraga) fazė yra tada, kai ląstelė auga gamindama daugiau baltymų. S (sintezės) fazė yra tada, kai ji nukopijuoja savo DNR taip, kad turi dvi kiekvienos grandinės kopijas, kurios yra vadinamos
chromosomos. G2 (antroji spraga) fazė yra tada, kai ląstelė, prieš pradėdama ląstelių dalijimosi procesą, padaro savo organelių kopiją ir patikrina, ar DNR nėra klaidų.Kai DNR nukopijuojama S fazėje, gautos tapačios sruogos vadinamos seserinėmis chromatidėmis. Žmonėms pasibaigus kopijavimui, ląstelė turi dvi visas 46 jos chromosomų kopijas, po 23 iš motinos ir tėvo. Tačiau mitozės atveju panašios kiekvieno tėvo chromosomos, vadinamos homologinėmis, nėra fiziškai susijusios.
DNR sintezė
Ruošiantis ląstelių dalijimuisi, ląstelė pasidaro visos savo DNR kopiją. Tai atsitinka ląstelių ciklo S arba sintezės fazės metu. Mitozė yra vienos ląstelės padalijimas į dvi ląsteles, kurių kiekviena turi branduolį ir tą patį DNR kiekį, kaip ir pradinė ląstelė. DNR sintezė yra sudėtingas procesas, dėl kurio DNR tampa pažeidžiama, nes DNR reikia išpakuoti ir išvynioti į paprasčiausią formą. S fazei taip pat reikia daug energijos molekulių. Tai yra toks didelis įsipareigojimas, kad ląstelė tam rezervuoja atskirą fazę.
DNR pakuotės
DNR sruogos ląstelės branduolyje turi būti supakuotos į trumpas, storas, panašias į pirštus X formas. DNR savaime neegzistuoja, ji yra apgaubta baltymų ir baltymų, todėl sudaro DNR ir baltymų mišinį, vadinamą chromatinu. DNR yra tarsi ilga sodo žarna, kurią galima suvynioti ir sukti į cilindrinę kaminą, vadinamą kondensuota chromosoma.
Dėl šios sandarios pakuotės DNR tampa stipresnė ir atsparesnė skilimui. Sutirštėjusios chromosomos turi stiprius regionus, vadinamus centromeromis, kurios yra tarsi diržai, kuriuos galima užsitraukti, norint perkelti chromosomas iš vienos vietos į kitą ląstelėje.
Tikrinama, ar nėra pertraukų
Padarius visų DNR grandinių kopiją, ląstelė prieš pradėdama mitozę turi patikrinti, ar nėra DNR pertraukų. Tai atsitinka per G2 ląstelių ciklo fazė. Ląstelė turi baltymų mašinas, kurios gali aptikti DNR lūžius. Jei randama kokių nors problemų, DNR pažeidimo atsako baltymai sustabdo ląstelės judėjimą į priekį mitozės procese, kol DNR bus fiksuota. Norint pradėti mitozę, ląstelė turi praeiti tai, kas vadinama G2-M kontrolinis punktas. Tai paskutinis kartas, kai ląstelė G2 fazė gali užstrigti remontui prieš pradedant mitozę.