Długość życia komórki dzieli się na etapy, które nazywamy cyklem komórkowym. Cykl komórkowy rozpoczyna się od trójetapowej fazy wzrostu i powielania zwanej „interfazą”. Następnie przenosi się do mitoza i cytokineza, z których obie uważa się za fazę „dzielenia”.
Centromer jest kluczowym składnikiem, który pozwala na zajście mitozy. Centromer jest jak pasek na chromosomach, który można ciągnąć, gdy chromosomy są przemieszczane w komórce. Ponieważ centromery są częścią chromosomu, replikują się, gdy reszta chromosomu/DNA się replikuje. Dzieje się tak podczas fazy S (syntezy); Faza S jest częścią interfazy, w której zachodzi duplikacja DNA.
Różne organizmy replikują swoje centromery w różnym czasie podczas fazy S, niektóre na początku, a inne na końcu, ale wszystkie centromery muszą być replikowane przed zakończeniem fazy S. W tym poście omówimy definicję fazy S, cykl komórkowy i sposób, w jaki centromery pasują do obu.
Co to jest interfaza?
Międzyfaza to pierwszy etap życia komórki. Składa się z trzech odrębnych części:
Faza G1, Faza S i Faza G2. G1 i G2 to fazy wzrostu, a okres interfazy replikacji DNA to faza S.To właśnie podczas interfazy komórka rośnie, funkcjonuje i przygotowuje się do ewentualnego podziału.
Struktura centromeru
Centromery są częścią chromosom które można pociągnąć, gdy chromosom zostanie przesunięty do wnętrza komórki. Dzieje się tak podczas mitozy lub podziału komórki, kiedy chromosomy są rozrywane na różne komórki.
Centromery nie zawsze znajdują się w środku chromosomu, jak pasek noszony na talii. Centromery mogą znajdować się na końcach chromosomów, pośrodku lub między środkiem a końcem. Zbudowane są z wielu białek, w tym białek zwanych kohezynami, białkami centromerowymi i białkami kinetochorowymi.
Proces międzyfazowy i definicja fazy S
Cykl komórkowy składa się z dwóch ogólnych faz. Międzyfaza to faza przygotowania przed podziałem komórki, a mitoza to faza, w której następuje podział. Jak powiedzieliśmy wcześniej, interfazę można dalej podzielić na trzy fazy.
Faza G1 służy do wzrostu komórek. Komórka wykonuje swoją pracę, rośnie, tworzy kopie organelli i funkcjonuje normalnie. Faza S jest częścią interfazy, w której zachodzi duplikacja DNA. Faza G2 jest dla większego wzrostu komórek, dalszego powielania organelli cytoplazmatycznych i ogólnego przygotowania do mitozy.
Ponieważ okres interfazy replikacji DNA jest fazą S, jest to również czas replikacji centromerów. Ma to sens, ponieważ centromery są częścią chromosomów, a chromosomy są. Faza S jest częścią interfazy, w której zachodzi duplikacja DNA.
Bez nowych centromerów dla nowej kopii DNA, która jest replikowana w fazie S, komórka nie byłaby w stanie rozdzielić replikowanych kopii DNA.
Ludzkie centromery
Ludzie mają 46 chromosomów, a każdy z nich ma centromer. Okres interfazy, kiedy DNA ulega replikacji, jest fazą S, a zatem jest to okres, w którym wszystkie centromery replikują się zgodnie z definicją fazy S. Ale nie wszystkie z nich replikują się w tym samym czasie podczas tej fazy. Czasopismo „Molecular and Cell Biology” donosi, że chromosom X, chromosom 7 i chromosom 17 replikują się w fazie S, ale robią to w różnym czasie.
Centromery zawierają regiony DNA zwane sekwencjami satelitów alfa. Są to fragmenty DNA, które się powtarzają, jak rzędy druku w książce. Regiony te mają długość tysięcy nukleotydów -- a nukleotyd jest elementem budulcowym DNA -- i są replikowane podczas fazy S w celu wytworzenia nowych centromerów.
Muchy owocowe i drożdże
Centromery na chromosomach muszek owocowych i drożdży również replikują się podczas fazy S. U niektórych muszek owocowych centromery replikują na początku fazy S.
Czasopismo „PLOS Genetics” donosi, że u drożdży wywołujących chorobę, DNA w centromerach jest pierwszym regionem DNA, który jest kopiowany podczas fazy S.