Zanim komórka się podzieli, nici DNA w jądrze muszą zostać skopiowane, sprawdzone pod kątem błędów, a następnie upakowane w zgrabne struktury przypominające palec. Etapy podziału komórki obejmują skomplikowany proces, który obejmuje wiele zmian wewnątrz komórki. Wiele białek rozwija DNA w celu jego skopiowania, co czyni go podatnym na pękanie. Podczas podziału komórki DNA jest ciągnięte tam iz powrotem, co może spowodować jego pęknięcie, jeśli nie zostanie starannie zapakowane.
Cykl komórkowy: etapy syntezy i podziału komórek
Podział komórek, lub mitoza, jest częścią cykl komórkowy. Komórka ma fazę przygotowania zwaną interfazą i fazę podziału zwaną fazą M. Z kolei faza M składa się z mitozy i cytokinezy, podziału komórki na komórki potomne. Cztery klasyczne fazy mitozy to profaza, metafaza, anafaza i telofaza. Razem skutkują one powstaniem identycznych jąder potomnych.
Faza przygotowawcza, interfaza, ma w sobie trzy mniejsze fazy, zwane sol1, S i sol2. G1 (pierwsza przerwa) to faza, w której komórka rośnie, wytwarzając więcej białka. Faza S (synteza) ma miejsce, gdy kopiuje swoje DNA tak, że ma dwie kopie każdej nici, które są nazywane
Kiedy DNA jest kopiowane w fazie S, powstałe identyczne nici nazywane są chromatydami siostrzanymi. U ludzi, po zakończeniu kopiowania, komórka ma dwie pełne kopie wszystkich 46 chromosomów, po 23 od matki i od ojca. Ale w mitozie chromosomy o podobnej numeracji od każdego z rodziców, zwane chromosomami homologicznymi, nie łączą się fizycznie.
Synteza DNA
Przygotowując się do podziału komórki, komórka tworzy replikę całego swojego DNA. Dzieje się tak podczas fazy S, czyli syntezy, cyklu komórkowego. Mitoza to podział jednej komórki na dwie komórki, z których każda ma jądro i taką samą ilość DNA jak oryginalna komórka. Synteza DNA to skomplikowany proces, który sprawia, że DNA jest podatne na pękanie, ponieważ DNA musi zostać rozpakowane i rozwinięte do najprostszej postaci. Faza S również wymaga dużej ilości cząsteczek energii. To tak duże zobowiązanie, że komórka rezerwuje dla niego osobną fazę.
Opakowanie DNA
Nici DNA wewnątrz jądra komórki muszą być upakowane w krótkie, grube, przypominające palce kształty X. DNA nie istnieje samo w sobie, ale jest owinięte wokół białek i białek, tak że tworzy mieszaninę DNA i białka zwaną chromatyną. DNA jest jak długi wąż ogrodowy, który można zwinąć i skręcić w cylindryczny stos, zwany skondensowanym chromosomem.
To ciasne upakowanie sprawia, że DNA jest mocniejsze i bardziej odporne na pękanie. Skondensowane chromosomy mają silne regiony zwane centromerami, które są jak paski, które można ciągnąć, aby przenosić chromosomy z miejsca na miejsce w komórce.
Sprawdzanie przerw
Po wykonaniu kopii wszystkich nici DNA, komórka musi sprawdzić DNA pod kątem pęknięć przed rozpoczęciem mitozy. Dzieje się to podczas G2 faza cyklu komórkowego. Komórka ma maszyny białkowe, które mogą wykrywać pęknięcia DNA. W przypadku wykrycia jakichkolwiek problemów, białka odpowiedzi na uszkodzenia DNA zatrzymują komórkę przed postępem w procesie mitozy, dopóki DNA nie zostanie utrwalone. Aby rozpocząć mitozę, komórka musi przejść tak zwany sol2-M punkt kontrolny. To ostatni raz, kiedy komórka w G2 faza może zatrzymać się w celu naprawy przed rozpoczęciem mitozy.