Antes de uma célula se dividir, os filamentos de DNA no núcleo devem ser copiados, verificados quanto a erros e então empacotados em estruturas semelhantes a dedos. Os estágios de divisão celular envolvem um processo complicado que envolve muitas mudanças dentro da célula. Muitas proteínas desenrolam o DNA para copiá-lo, o que o torna vulnerável à quebra. Durante a divisão celular, o DNA é puxado para frente e para trás, o que pode causar sua quebra se não for cuidadosamente embalado.
O ciclo celular: estágios de síntese e divisão celular
Divisão celular, ou mitose, faz parte do ciclo de célula. A célula tem uma fase de preparação denominada interfase e uma fase de divisão denominada fase M. A fase M, por sua vez, consiste em mitose e citocinese, a divisão da célula em células-filhas. As quatro fases clássicas da mitose são prófase, metáfase, anáfase e telófase. Juntos, eles resultam na formação de núcleos filhos idênticos.
A fase de preparação, interfase, tem três fases menores dentro dela, chamadas
G1, S e G2. O G1 (primeira lacuna) fase é quando a célula cresce produzindo mais proteína. A fase S (síntese) é quando ele copia seu DNA para que tenha duas cópias de cada fita, que são chamadas de cromossomos. G2 (segunda lacuna) fase é quando a célula faz uma cópia de suas organelas e verifica se há erros no DNA antes de iniciar o processo de divisão celular.Quando o DNA é copiado na fase S, as fitas idênticas resultantes são chamadas de cromátides irmãs. Em humanos, após a conclusão da cópia, a célula tem duas cópias completas de todos os 46 de seus cromossomos, 23 cada da mãe e do pai. Mas na mitose, os cromossomos numerados semelhantes de cada pai, chamados de cromossomos homólogos, não se associam fisicamente.
Síntese de DNA
Em preparação para a divisão celular, a célula faz uma réplica de todo o seu DNA. Isso acontece durante a fase S, ou síntese, do ciclo celular. Mitose é a divisão de uma célula em duas células, cada uma com um núcleo e a mesma quantidade de DNA da célula original. A síntese de DNA é um processo complicado que torna o DNA vulnerável à quebra, uma vez que o DNA precisa ser desempacotado e desenrolado em sua forma mais simples. A fase S também requer muitas moléculas de energia. É um compromisso tão grande que a célula reserva uma fase separada para ele.
Embalagem de DNA
Os filamentos de DNA dentro do núcleo de uma célula devem ser empacotados em formas de X curtas, grossas e semelhantes a dedos. O DNA não existe por si mesmo, mas é envolvido por proteínas e por proteínas, de modo que forma uma mistura de DNA e proteína chamada cromatina. O DNA é como uma longa mangueira de jardim que pode ser enrolada e enrolada em uma pilha cilíndrica, chamada de cromossomo condensado.
Essa embalagem compacta torna o DNA mais forte e mais resistente à quebra. Os cromossomos condensados têm regiões fortes chamadas centrômeros, que são como cintos que podem ser puxados para mover os cromossomos de um lugar para outro dentro de uma célula.
Verificando se há quebras
Depois de fazer uma cópia de todas as fitas de DNA, a célula deve verificar se há alguma quebra no DNA antes de iniciar a mitose. Isso acontece durante o G2 fase do ciclo celular. A célula possui máquinas de proteínas que podem detectar quebras no DNA. Se algum problema for encontrado, as proteínas de resposta ao dano ao DNA impedem a célula de avançar no processo de mitose até que o DNA seja fixado. Para iniciar a mitose, a célula deve passar o que é chamado de G2-M checkpoint. Esta é a última vez que uma célula do G2 fase pode parar para reparos antes de iniciar a mitose.