Hva må skje med DNA-strengene i kjernen før cellen kan dele seg?

Før en celle deler seg, må DNA-strengene i kjernen kopieres, kontrolleres for feil og deretter pakkes i pene fingerlignende strukturer. Celledelingstrinnene omfatter en komplisert prosess som involverer mange endringer inne i cellen. Mange proteiner slapper av DNA for å kopiere det, noe som gjør det sårbart for brudd. Under celledeling trekkes DNA frem og tilbake, noe som kan føre til at det går i stykker hvis det ikke er nøye pakket.

Celledeling, eller mitose, er en del av cellesyklus. Cellen har en forberedelsesfase kalt interfase og en delingsfase kalt M-fasen. M-fasen består i sin tur av mitose og cytokinese, splittelsen av cellen på dattercellene. De fire klassiske mitosefasene er profase, metafase, anafase og telofase. Sammen resulterer disse i dannelsen av identiske datterkjerner.

Forberedelsesfasen, interfase, har tre mindre faser i seg, kalt G₁, S og G₂. G₁ (første gap) fase er når cellen vokser ved å lage mer protein. S (syntese) fasen er når den kopierer DNA sitt slik at den har to kopier av hver streng, som kalles

Når DNA kopieres i S-fasen, blir de resulterende identiske strengene kalt søsterkromatider. Etter at kopieringen er fullført hos mennesker, har cellen to hele kopier av alle 46 av kromosomene, 23 hver fra moren og fra faren. Men i mitose assosieres ikke de like nummererte kromosomene fra hver av foreldrene, kalt homologe kromosomer.

Som forberedelse til celledeling lager cellen en kopi av hele DNA-et. Dette skjer i løpet av S- eller syntese-fasen av cellesyklusen. Mitose er inndelingen av en celle i to celler som hver har en kjerne og samme mengde DNA som den opprinnelige cellen. DNA-syntese er en komplisert prosess som gjør DNA sårbart for brudd siden DNA må pakkes ut og vikles ut i sin enkleste form. S-fase krever også mye energimolekyler. Det er en så stor forpliktelse at cellen reserverer en egen fase for den.

DNA-strengene inne i kjernen til en celle må pakkes i korte, tykke, fingerlignende X-former. DNA eksisterer ikke av seg selv, men er pakket rundt proteiner og proteiner slik at det danner en blanding av DNA og protein som kalles kromatin. DNA er som en lang hageslange som kan vikles og snurres inn i en sylindrisk stabel, kalt et kondensert kromosom.

Denne tette pakningen gjør DNA sterkere og mer motstandsdyktig mot å bryte. Kondenserte kromosomer har sterke regioner som kalles sentromerer, som er som belter som kan trekkes på for å flytte kromosomer fra sted til sted i en celle.

Etter å ha laget en kopi av alle DNA-strengene, må cellen sjekke DNA for eventuelle brudd før mitosering startes. Dette skjer under G₂ fase av cellesyklusen. Cellen har proteinmaskiner som kan oppdage DNA-brudd. Hvis det oppdages noen problemer, hindrer DNA-skade responsproteinene at cellen beveger seg fremover i prosessmitosen til DNA er fikset. For å starte mitose, må cellen passere det som kalles G₂-M sjekkpunkt. Dette er siste gang en celle i G₂ fase kan stoppe for reparasjoner før mitose startes.