G2 fāze: kas notiek šajā šūnu cikla apakšfāzē?

Kad eikariotu šūnas dalās, tās iziet sarežģītu procesu ar četriem galvenajiem posmiem, ieskaitot G2 fāzi. The šūnu cikls ietver tādas darbības kā šūnu augšana, DNS replikācija un mitoze (kritiska tēma šūnu bioloģijā).

Tā kā eikariotu šūnas ir kodols, kas arī ir jādublē, kopējais process ir sarežģītāks nekā binārā dalīšanās, ko izmanto prokariotu šūnas, kurām nav kodola.

The mitoze fāze ir pēdējais šūnu dalīšanās solis. Tā rezultātā rodas divas jaunas meitas šūnas, no kurām katrai ir pilns DNS, kodola un organoīdu papildinājums. Ja šūnai jāpārtrauc dalīšanās, tā iziet no šūnu cikla un nonāk G0 fāzē.

Ja šūna atkal jāsadala, tā nonāk starpfāze starp diviem šūnu dalījumiem. Trīs starpfāzes daļas ir G1 fāze (vai Gap 1 fāze), kam seko S fāze (vai olbaltumvielu un DNS sintēzes fāze) un visbeidzot G2 fāze (vai Gap 2 fāze) pirms nākamās mitozes fāzes.

Šūnu dalīšanās ar mitozi ir bezdzimuma šūnu pavairošanas forma, ko izmanto, lai iegūtu vairāk tāda paša veida šūnu. Augstākas dzīvnieku šūnas izmanto mitozi, lai iegūtu jaunas šūnas, tostarp šūnas, kas ātri nolietojas, piemēram, ādas šūnas. Procesu izmanto arī audu augšanas laikā, piemēram, jauniem dzīvniekiem vai bojājumu novēršanai.

Dažos audos, kad organismam ir nepieciešamais skaits noteikta veida šūnu, jaunas šūnas nav vajadzīgas, un esošās šūnas nonāk G0 fāzē, kur tās vairs nepavairo. Tas jo īpaši attiecas uz ļoti diferencētām šūnām, piemēram, nervu šūnām. Kad smadzenēs vai muguras smadzenēs ir pareizs šūnu skaits, nervu šūnas nedalās, lai iegūtu vairāk.

Ja šūna atkal jāsadala, tā nonāk šādās fāzēs:

1. The G1 nepilnības fāze

Šī ir plaisa starp šūnu dalīšanos un DNS replikāciju. The šūna kļūst gatava nākamajam dalījumam šūnu ciklā vai arī tas iziet no šūnu cikla un nonāk G0.

2. The S sintēzes fāze

Šūna ir apņēmusies sākt nākamo šūnu dalīšanu un veido tā DNS kopijas vienlaikus sintezējot papildu olbaltumvielas, kas nepieciešamas šūnu dalīšanai.

3. G2 nepilnību fāze

Šī ir plaisa starp DNS replikācija un mitoze. Šūna atveido savu organellas un pārliecinās, ka viss ir gatavs sadalīšanai.

Pēc šūnu augšanas G1 fāzē un DNS replikācijas S fāzē šūna ir gatava iekļūt G2 fāzē. G2 sauc par spraugas fāzi, jo turpmāks šūnu dalījumam raksturīgs progress nenotiek. Tā vietā ir augsts sagatavošanās līmenis un pārbaudot lai pārliecinātos, ka veiksmīgai mitozei ir viss.

Lai sāktu G2 fāzi, katrai šūnas hromosomai jābūt dublētai un jābūt klāt olbaltumvielām, kas nepieciešamas papildu šūnu membrānām un šūnu struktūrām.

G2 sākumā tādi organoļi kā mitohondrijos un lizosomas sākt vairoties. Šiem organoīdiem ir sava DNS un tie var sākt dalīties neatkarīgi, bet pašai šūnai ir jāizveido papildu ribosomas, lai apmierinātu topošo divu meitas šūnu vajadzības.

G2 fāzei ir divas galvenās funkcijas.

Pirmkārt, šūnai ir pārbaudiet, vai viss ir gatavs par mitozi, un tas ir jādara novērš visus trūkumus. Ja šūna atklāj lielas problēmas, kuras nevar uzreiz novērst, tā var pārtraukt šūnu ciklu un apturēt dalīšanās procesu. G2 fāze ir vieta, kur organisms pārliecinās, vai jaunām šūnām nav defektu.

Pārbaudes, ko šūna veic, ietver pārbaudi, vai DNS ir pareizi replikēts un vai ir pietiekami daudz materiālu divām šūnām. DNS daļām jābūt pilnām, bez pārtraukumiem, un jābūt pareizam skaitam, kas divreiz pārsniedz sākotnējās šūnas virknes. Ja šūna atrod pārrāvumu, DNS virkne ir salabots.

Divām jaunajām šūnām jābūt norobežotām ar pilnām membrānām, un katrai no tām ir jāsaņem pietiekami daudz šūnu materiāla, lai tās darbotos pareizi. G2 fāzes laikā bieži tiek sintezēti papildu proteīni, un organoļi vairojas, līdz to ir pietiekami divām šūnām.

Citi šūnu materiāli, piemēram, lipīdi var ražot arī membrānu. Veicot visu šo darbību, šūna bieži ievērojami pieaug G2 laikā.

Uzlabotiem organismiem, piemēram, mugurkaulniekiem, ir specializētas un diferencētas šūnas, kas koordinē savu darbību un paļaujas uz daudzām funkcijām. Rezultātā šie organismi ir ļoti jutīgi pret šūnu sadalīšanos un bojātām šūnām.

Lai izvairītos no tādu šūnu izveidošanas, kas nedarbojas pareizi, daudziem dzīvniekiem vēlīnā laikā ir šūnu dalīšanās kontrolpunkts fāze G2. Šūna ir pārbaudījusi daudzus galvenos faktorus, un rezultāti tiek pārskatīti kontrolpunktā.

Ja šūna atrada dažas problēmas un spēja tās novērst, tā izturēs kontrolpunktu, un šūnas dalīšanās būs atļauta. Ja problēmas joprojām pastāv, šūna nedalīsies un mēģinās novērst problēmas pirms šūnu dalīšanās procesa turpināšanas.

Īpaši novērtējumi Kontroles punktā veic:

• DNS bojājumi: Speciālie proteīni uzkrājas salauztās DNS vietās. Ja šie proteīni ir klāt, šūna nedalīsies.
• DNS replikācija: Šūna pārtrauc dalīšanās procesu, ja visas DNS virknes nav pilnībā dublētas.
• Šūnu stāvokļa novērtējumsŠūnu olbaltumvielām, organoīdiem un citām struktūrām jābūt izvietotām pietiekamā daudzumā.
• Šūnu stress: Ja šūna ir stresa stāvoklī, šūnu augšana apstāsies. Piemēram, UV gaisma var izraisīt stresa šūnas un izraisīt G2 / M fāzes kontrolpunkta aktivizēšanu, apturot šūnu ciklu.

Kad G2 kontrolpunkts ir izturēts, šūna var sagatavoties mitozei. Pirmais mitozes posms ir profāze, kuras laikā notiek sagatavošanās hromosomu migrācijai uz šūnas pretējiem galiem. Šūnai izejot no G2 fāzes, tiek atbrīvoti proteīni, kas veicina mitozes funkcijas.

Šūna sāk dalīšanās procesu.

Galvenās funkcijas, ko veic, kad šūna atstāj G2, sāk olbaltumvielu komplekss, ko sauc par MPF vai mitozi veicinošs faktors. Kad pirmās mitozes funkcijas ir sākušās, MPF tiek neitralizēts.

Šajā brīdī mitozes vārpstas ir sākušas veidoties, un kodola apvalks ir sācis degradēties. DNS dublikāts ir hromatīns, un tas kondensējas, veidojot jaunās hromosomas.

Kaut arī G2 fāze ir svarīgs faktors šūnu augšanas kontrolē progresīviem organismiem, tas nav būtisks šūnu dalīšanai. Dažas primitīvas eikariotu šūnas un dažas vēža šūnas var pāriet tieši no DNS replikācijas S fāzes uz mitozi.

G2 fāzes neesamība novērš kontrolpunktu, ko var izmantot audu augšanas kontrolei, un palīdz dažiem vēža veidiem ātri izplatīties.

Normālām šūnām progresējošu dzīvnieku audos nepieciešama G2 fāze un tās kontrolpunkts, lai nodrošinātu, ka visas organisma šūnas un tā audi aug saskaņoti. Kad šūna atstāj G2 fāzi un ir veiksmīgi izturējusi atbilstošo kontrolpunktu, a veiksmīga šūnu dalīšanās ar divām funkcionālām meitas šūnām kļūst daudz ticamāka.