De levensduur van een cel wordt opgedeeld in fasen die we de celcyclus noemen. De celcyclus begint met een groei- en duplicatiefase in drie fasen die "interfase" wordt genoemd. Vervolgens gaat het naar mitose en cytokinese, die beide worden beschouwd als de "delende" fase.
Het centromeer is een cruciaal onderdeel dat mitose mogelijk maakt. Een centromeer is als een riem op chromosomen die kan worden aangetrokken wanneer chromosomen binnen een cel worden verplaatst. Omdat centromeren deel uitmaken van het chromosoom, repliceren ze wanneer de rest van het chromosoom/DNA repliceert. Dit gebeurt tijdens de S (synthese) fase; S-fase is het deel van de interfase waarin DNA-duplicatie plaatsvindt.
Verschillende organismen repliceren hun centromeren op verschillende tijdstippen tijdens de S-fase, sommige aan het begin en andere aan het einde, maar alle centromeren moeten worden gerepliceerd voordat de S-fase voorbij is. In dit bericht bespreken we de S-fasedefinitie, de celcyclus en hoe centromeren in beide passen.
Wat is interfase?
Interfase is de eerste fase van het leven van een cel. Het heeft drie verschillende delen: G1 fase, S fase en G2 fase. G1 en G2 zijn groeifasen en de periode van interfase waarin DNA wordt gerepliceerd is de S-fase.
Het is tijdens de interfase dat de cel groeit, functioneert en zich voorbereidt op eventuele deling.
Centromeer structuur
Centromeren zijn delen van a chromosoom die kan worden aangetrokken wanneer een chromosoom in de cel wordt verplaatst. Dit gebeurt tijdens mitose, of celdeling, wanneer chromosomen uit elkaar worden getrokken in verschillende cellen.
Centromeren bevinden zich niet altijd in het midden van een chromosoom, zoals een riem die om de taille wordt gedragen. Centromeren kunnen zich aan de uiteinden van chromosomen bevinden, in het midden of tussen het midden en het einde. Ze zijn gemaakt van veel eiwitten, waaronder die genaamd cohesines, centromere eiwitten en kinetochoor-eiwitten.
Interfaseproces en S-fasedefinitie
De celcyclus heeft twee algemene fasen. Interfase is de voorbereidingsfase voor celdeling, en mitose de fase waarin de deling plaatsvindt. Zoals we eerder zeiden, kan interfase verder worden onderverdeeld in drie fasen.
G1 fase is voor celgroei. De cel doet zijn werk, groeit, maakt kopieën van organellen en functioneert normaal. S fase is het deel van de interfase waarin DNA-duplicatie plaatsvindt. G2 fase is voor meer celgroei, verdere duplicatie van cytoplasmatische organellen en algemene voorbereiding op mitose.
Aangezien de periode van interfase waarin DNA wordt gerepliceerd de S-fase is, is dit ook de tijd waarin centromeren worden gerepliceerd. Dit is logisch omdat centromeren deel uitmaken van chromosomen en chromosomen zijn S-fase is het deel van de interfase wanneer DNA-duplicatie plaatsvindt.
Zonder nieuwe centromeren voor de nieuwe kopie van DNA die tijdens de S-fase wordt gerepliceerd, zou de cel de gerepliceerde DNA-kopieën niet uit elkaar kunnen trekken.
Menselijke Centromeren
Mensen hebben 46 chromosomen en elk van hen heeft een centromeer. De periode van interfase waarin DNA wordt gerepliceerd, is de S-fase, en dus wanneer alle centromeren repliceren volgens S-fasedefinitie. Maar ze repliceren niet allemaal tegelijkertijd tijdens die fase. Het tijdschrift "Molecular and Cell Biology" meldt dat het X-chromosoom, chromosoom 7 en chromosoom 17 allemaal repliceren in de S-fase, maar op verschillende tijdstippen.
Centromeren bevatten DNA-gebieden die alfa-satellietsequenties worden genoemd. Dit zijn DNA-segmenten die worden herhaald, zoals rijen afdrukken in een boek. Deze regio's zijn duizenden nucleotiden lang -- a nucleotide is een bouwsteen van DNA -- en wordt tijdens de S-fase gerepliceerd om nieuwe centromeren te maken.
Fruitvliegjes en gist
De centromeren op de chromosomen van fruitvliegjes en gist repliceren ook tijdens de S-fase. Bij bepaalde fruitvliegen repliceren centromeren vroeg in de S-fase.
Het tijdschrift "PLOS Genetics" meldt dat in een type ziekteverwekkende gist het DNA in centromeren het eerste DNA-gebied is dat wordt gekopieerd tijdens de S-fase.