Fáza G2: Čo sa stane v tejto subfáze bunkového cyklu?

Keď sa eukaryotické bunky delia, prechádzajú zložitým procesom so štyrmi hlavnými stupňami vrátane fázy G2. The bunkový cyklus zahŕňa kroky, ako je bunkový rast, replikácia DNA a mitóza (kritická téma v bunkovej biológii).

Pretože eukaryotické bunky majú jadro, ktoré tiež musí byť duplikované, je celkový proces komplikovanejší ako binárne štiepenie používané prokaryotickými bunkami, ktorým chýba jadro.

The mitóza fáza je posledným krokom v delení buniek. Výsledkom sú dve nové dcérske bunky, každá s úplným doplnkom DNA, jadrom a organelami. Ak sa má bunka prestať deliť, opustí bunkový cyklus a vstúpi do fázy G0.

Ak sa má bunka opäť rozdeliť, vstúpi do medzifáza medzi dvoma bunkovými deleniami. Tri časti medzifázy sú: Fáza G1 (alebo medzera 1 fáza), za ktorou nasleduje S fáza (alebo fáza syntézy bielkovín a DNA) a nakoniec Fáza G2 (alebo fáza Gap 2) predchádzajúcej ďalšej fáze mitózy.

Bunkové delenie prostredníctvom mitózy je nepohlavná forma množenia buniek, ktorá sa používa na výrobu väčšieho množstva rovnakého druhu buniek. Vyššie živočíšne bunky používajú mitózu na výrobu nových buniek, zahŕňajú bunky, ktoré sa rýchlo opotrebúvajú, napríklad kožné bunky. Tento proces sa tiež používa počas rastu tkaniva, napríklad u mladých zvierat, alebo na opravu poškodenia.

V niektorých tkanivách, akonáhle má organizmus požadovaný počet buniek konkrétneho typu, nie sú potrebné žiadne nové bunky a existujúce bunky vstupujú do fázy GO, kde sa už nemnožia. To platí najmä pre vysoko diferencované bunky, ako sú nervové bunky. Akonáhle má mozog alebo miecha správny počet buniek, nervové bunky sa nerozdeľujú, aby produkovali viac.

Ak sa bunka musí opäť rozdeliť, vstupuje do nasledujúcich fáz:

1. The Fáza medzery G1

To je rozdiel medzi delením buniek a replikáciou DNA. The bunka sa pripravuje pre svoje ďalšie rozdelenie v bunkovom cykle alebo opustí bunkový cyklus a vstúpi do G0.

2. The Fáza syntézy

Bunka je odhodlaná zahájiť ďalšie delenie a tvorbu buniek kópie jeho DNA zatiaľ čo syntetizuje ďalšie proteíny potrebné na delenie buniek.

3. Fáza G2 medzery

To je rozdiel medzi Replikácia DNA a mitózy. Bunka sa reprodukuje organely a zaisťuje, aby všetko bolo pripravený na rozchod.

Po raste buniek počas fázy G1 a replikácii DNA počas fázy S je bunka pripravená vstúpiť do fázy G2. G2 sa nazýva fáza medzery, pretože už nenastáva ďalší pokrok špecifický pre delenie buniek. Namiesto toho existuje vysoká úroveň prípravy a kontrola aby sa zabezpečilo, že všetko je na svojom mieste pre úspešnú mitózu.

Pred začiatkom fázy G2 musí byť každý chromozóm bunky duplikovaný a musia byť prítomné proteíny potrebné pre ďalšie bunkové membrány a bunkové štruktúry.

Na začiatku G2 boli organely ako mitochondrie a lyzozómy začnite sa množiť. Tieto organely majú svoju vlastnú DNA a môžu sa začať nezávisle deliť, ale samotná bunka musí vytvárať ďalšie ribozómy, aby uspokojila potreby perspektívnych dvoch dcérskych buniek.

Fáza G2 má dve hlavné funkcie.

Najprv musí bunka skontrolujte, či je všetko pripravené na mitózu a musí opraviť prípadné nedostatky. Ak bunka zistí závažné problémy, ktoré sa nedajú okamžite vyriešiť, môže to prerušiť bunkový cyklus a zastaviť proces delenia. Fáza G2 je miesto, kde sa organizmus ubezpečuje, že akékoľvek nové bunky nie sú poškodené.

Kontroly, ktoré bunka vykoná, zahŕňajú overenie, či bola DNA replikovaná správne a či je v nich dostatok materiálu pre dve bunky. Vlákna DNA musia byť úplné, bez akýchkoľvek zlomov a musí existovať správny počet dvojnásobkov vlákien pôvodnej bunky. Ak bunka zistí zlom, je to reťazec DNA opravený.

Dve nové bunky musia byť uzavreté úplnými membránami a každá musí dostávať dostatok bunkového materiálu, aby správne fungovala. Počas fázy G2 sa často syntetizuje nadbytočný proteín a organely sa množia, až kým ich nie je dostatok pre dve bunky.

Ostatné bunkové materiály ako napr lipidy môžu byť tiež vyrobené pre membránu. Pri všetkej tejto činnosti bunka často podstatne rastie počas G2.

Pokročilé organizmy, ako sú stavovce, majú špecializované a diferencované bunky, ktoré koordinujú svoju činnosť a pri mnohých funkciách sa spoliehajú jeden na druhého. Výsledkom je, že tieto organizmy sú veľmi citlivé na rozklad buniek a poškodené bunky.

Aby sa zabránilo vytváraniu buniek, ktoré nefungujú správne, má veľa zvierat neskoro kontrolný bod bunkového delenia fázy G2. Bunka overila veľa kľúčových faktorov a výsledky sa kontrolujú na kontrolnom mieste.

Ak bunka našla nejaké problémy a dokázala ich opraviť, prejde kontrolným bodom a bunkové delenie bude môcť pokračovať. Ak problémy pretrvávajú, bunka sa nerozdelí a pred pokračovaním v procese bunkového delenia sa pokúsi problémy vyriešiť.

Osobitné posúdenia vykonávané na kontrolnom stanovišti zahŕňajú:

• Poškodenie DNA: Špecifické proteíny sa hromadia v miestach rozbitej DNA. Ak sú tieto proteíny prítomné, bunka sa nebude deliť.
• Replikácia DNA: Bunka prerušuje proces delenia, ak nie všetky reťazce DNA boli úplne duplikované.
• Posúdenie stavu buniek: Bunkové proteíny, organely a ďalšie štruktúry musia byť zavedené v dostatočnom množstve.
• Stres buniek: Ak je bunka pod stresom, bunkový rast sa zastaví. Napríklad, UV svetlo môže namáhať bunky a viesť k aktivácii kontrolného bodu fázy G2 / M a zastaveniu bunkového cyklu.

Po prechode kontrolným bodom G2 sa bunka môže pripraviť na mitózu. Prvým stupňom mitózy je profáza, počas ktorej prebieha príprava na migráciu chromozómov na opačné konce bunky. Keď bunka opúšťa fázu G2, uvoľňujú sa proteíny, ktoré podporujú funkcie mitózy.

Bunka začína proces delenia.

Kľúčové funkcie vykonávané ako bunkové listy G2 sú iniciované proteínovým komplexom nazývaným MPF alebo faktor podporujúci mitózu. Len čo prebiehajú prvé funkcie mitózy, MPF sa neutralizuje.

V tomto okamihu sa začali formovať vretená mitózy a jadrový obal začal degradovať. Duplikovaná DNA je vo forme chromatína kondenzuje za vzniku nových chromozómov.

Zatiaľ čo fáza G2 je dôležitým faktorom pri regulácii rastu buniek pre pokročilé organizmy, nie je nevyhnutná pre bunkové delenie. Niektoré primitívne eukaryotické bunky a niektoré rakovinové bunky môžu prechádzať priamo z fázy S replikácie DNA do mitózy.

Neprítomnosť fázy G2 eliminuje kontrolný bod, ktorý sa dá použiť na kontrolu rastu tkanív, a pomáha rýchlemu šíreniu niektorých druhov rakoviny.

Normálne bunky v tkanivách pokročilých zvierat potrebujú fázu G2 a jej kontrolný bod, aby sa zabezpečilo, že všetky bunky organizmu a jeho tkanivá rastú koordinovaným spôsobom. Keď bunka opustí fázu G2 a úspešne prešla zodpovedajúcim kontrolným bodom, a úspešné delenie buniek s dvoma funkčnými dcérskymi bunkami je oveľa pravdepodobnejšie.