Фаза G2: что происходит в этой подфазе клеточного цикла?

Когда эукариотические клетки делятся, они проходят сложный процесс с четырьмя основными стадиями, включая фазу G2. В клеточный цикл включает такие этапы, как рост клеток, репликация ДНК и митоз (критическая тема в клеточной биологии).

Так как эукариотические клетки есть ядро, которое также должно быть дублировано, общий процесс более сложен, чем бинарное деление, используемое прокариотическими клетками, у которых отсутствует ядро.

В митоз Фаза - последний этап деления клеток. В результате образуются две новые дочерние клетки, каждая из которых имеет полный набор ДНК, ядра и органелл. Если клетка должна перестать делиться, она выходит из клеточного цикла и переходит в фазу G0.

Если клетка снова должна делиться, она попадает в межфазный между двумя делениями клеток. Три части интерфазы - это Фаза G1 (или фаза разрыва 1), за которой следует Фаза S (или фаза синтеза белка и ДНК) и, наконец, Фаза G2 (или фаза Gap 2), предшествующая следующей фазе митоза.

Деление клеток посредством митоза - это бесполая форма размножения клеток, которая используется для производства большего количества клеток того же типа. Клетки высших животных используют митоз для производства новых клеток, включая клетки, которые быстро изнашиваются, например клетки кожи. Этот процесс также используется во время роста тканей, например, у молодых животных, или для восстановления повреждений.

В некоторых тканях, когда в организме появляется необходимое количество клеток определенного типа, новые клетки не нужны, а существующие клетки переходят в фазу G0, где они больше не размножаются. Это особенно верно для высокодифференцированных клеток, таких как нервные клетки. Как только мозг или спинной мозг имеет нужное количество клеток, нервные клетки не делятся, чтобы производить больше.

Если клетке снова приходится делиться, она переходит в следующие фазы:

1. В G1 Промежуточная фаза

Это разрыв между делением клеток и репликацией ДНК. В ячейка готовится для своего следующего деления в клеточном цикле или он выходит из клеточного цикла и входит в G0.

2. В Фаза синтеза S

Клетка обязуется начать следующее деление клетки и делает копии его ДНК при синтезе дополнительных белков, необходимых для деления клеток.

3. Фаза разрыва G2

Это разрыв между Репликация ДНК и митоз. Клетка воспроизводит свой органеллы и следит за тем, чтобы все было готов к расколу.

После роста клеток во время фазы G1 и репликации ДНК во время фазы S клетка готова перейти в фазу G2. G2 называется фазой перерыва, потому что не происходит дальнейшего специфического для деления клетки прогресса. Вместо этого есть высокий уровень подготовки и проверка чтобы убедиться, что все готово для успешного митоза.

Прежде чем фаза G2 может начаться, каждая хромосома клетки должна быть продублирована, и должны присутствовать белки, необходимые для дополнительных клеточных мембран и клеточных структур.

В начале G2 такие органеллы, как митохондрии и лизосомы начать размножаться. Эти органеллы имеют собственную ДНК и могут начать делиться независимо, но сама клетка должна создавать дополнительные рибосомы, чтобы удовлетворить потребности будущих двух дочерних клеток.

Фаза G2 выполняет две основные функции.

Во-первых, клетка должна проверьте, что все готово для митоза, и он должен исправить любые недостатки. Если клетка обнаруживает серьезные проблемы, которые нельзя исправить немедленно, она может прервать клеточный цикл и остановить процесс деления. Фаза G2 - это когда организм следит за тем, чтобы новые клетки не были дефектными.

Проверки, которые выполняет клетка, включают в себя проверку правильности репликации ДНК и наличия достаточного количества материала для двух клеток. Нити ДНК должны быть целостными, без разрывов, и должно быть правильное количество нитей, вдвое превышающее количество нитей исходной клетки. Если клетка обнаруживает разрыв, цепь ДНК отремонтирован.

Две новые клетки должны быть окружены полноценными мембранами, и каждая из них должна получать достаточно клеточного материала для правильного функционирования. Во время фазы G2 часто синтезируется дополнительный белок, и органеллы размножаются, пока их не хватит для двух клеток.

Другие клеточные материалы, такие как липиды для мембраны также может быть произведено. При всей этой активности клетка часто существенно растет во время G2.

У продвинутых организмов, таких как позвоночные, есть специализированные и дифференцированные клетки, которые координируют свою деятельность и полагаются друг на друга во многих функциях. В результате эти организмы очень чувствительны к распаду клеток и дефектным клеткам.

Чтобы избежать образования клеток, которые не работают должным образом, у многих животных есть контрольная точка деления клеток поздно. фаза G2. Ячейка проверила множество ключевых факторов, и результаты проверяются на контрольно-пропускном пункте.

Если клетка обнаружила какие-то проблемы и смогла их исправить, она пройдет контрольную точку, и будет разрешено деление клетки. Если проблемы не исчезнут, клетка не будет делиться и попытается устранить проблемы, прежде чем продолжить процесс деления клетки.

Конкретные оценки Проводимые на КПП включают:

• Повреждение ДНК: Определенные белки накапливаются на участках разорванной ДНК. Если эти белки присутствуют, клетка не будет делиться.
• Репликация ДНК: Клетка прерывает процесс деления, если не все цепи ДНК были полностью дублированы.
• Оценка состояния клеток: Белки клетки, органеллы и другие структуры должны присутствовать в достаточном количестве.
• Клеточный стресс: Если клетка находится в состоянии стресса, рост клеток остановится. Например, УФ-свет может вызывать стресс в клетках и приводить к активации контрольной точки фазы G2 / M, останавливая клеточный цикл.

После прохождения контрольной точки G2 клетка может подготовиться к митозу. Первая стадия митоза - это профаза, во время которой происходит подготовка к миграции хромосом на противоположные концы клетки. Когда клетка покидает фазу G2, высвобождаются белки, которые способствуют функции митоза.

Клетка начинает процесс деления.

Ключевые функции, выполняемые клеткой, покидающей G2, инициируются белковым комплексом, называемым MPF или фактор, способствующий митозу. Как только первые функции митоза выполняются, MPF нейтрализуется.

В этот момент начали формироваться веретена для митоза, и ядерная оболочка начала разрушаться. Дублированная ДНК имеет форму хроматин, и он конденсируется, чтобы сформировать новые хромосомы.

Хотя фаза G2 является важным фактором контроля роста клеток для продвинутых организмов, она не важна для деления клеток. Некоторые примитивные эукариотические клетки и некоторые раковые клетки могут перейти непосредственно из S-фазы репликации ДНК в митоз.

Отсутствие фазы G2 устраняет контрольную точку, которая может использоваться для контроля роста тканей, и помогает некоторым видам рака быстро распространяться.

Нормальные клетки в тканях продвинутых животных нуждаются в фазе G2 и ее контрольной точке для обеспечения скоординированного роста всех клеток организма и его тканей. Когда ячейка покидает фазу G2 и успешно прошла соответствующую контрольную точку, успешное деление клеток с двумя функциональными дочерними клетками становится гораздо более вероятным.