Kaj se mora zgoditi z verigami DNA v jedru, preden se celica lahko deli?

Preden se celica razdeli, je treba verige DNA v jedru prekopirati, preveriti, ali obstajajo napake, in nato zapakirati v čiste prstne strukture. Faze delitve celic zajemajo zapleten proces, ki vključuje številne spremembe znotraj celice. Številni proteini odvijejo DNA, da bi jo kopirali, zaradi česar je ranljiva za lomljenje. Med delitvijo celic se DNA vleče sem ter tja, zaradi česar se lahko zlomi, če ni skrbno zapakirana.

Delitev celic, ali mitoza, je del celični cikel. Celica ima pripravljalno fazo, imenovano interfaza, in fazo delitve, imenovano M faza. Faza M pa je sestavljena iz mitoze in citokineze, cepitve celice na hčerinske celice. Štiri klasične faze mitoze so profaza, metafaza, anafaza in telofaza. Skupaj nastanejo enaka hčerinska jedra.

Pripravljalna faza, medfazna, ima v sebi tri manjše faze, imenovane G₁, S in G₂. G₁ Faza (prva vrzel) je, ko celica raste tako, da proizvaja več beljakovin. Faza S (sinteza) je, ko kopira svojo DNA, tako da ima dve kopiji vsake verige, ki se imenujeta

Ko se DNA kopira v fazi S, nastale enake verige imenujemo sestrske kromatide. Pri človeku ima celica po končanem kopiranju dve polni kopiji vseh 46 svojih kromosomov, po 23 od matere in očeta. Toda v mitozi se podobni oštevilčeni kromosomi vsakega od staršev, imenovani homologni kromosomi, fizično ne povezujejo.

V pripravah na delitev celic celica naredi repliko celotne DNK. To se zgodi med S ali sintezno fazo celičnega cikla. Mitoza je delitev ene celice na dve celici, ki imata jedro in enako količino DNA kot prvotna celica. Sinteza DNA je zapleten postopek, zaradi katerega je DNK občutljiva na razbijanje, saj jo je treba razpakirati in odviti v najpreprostejšo obliko. S faza zahteva tudi veliko energijskih molekul. To je tako velika zaveza, da si celica zanjo rezervira ločeno fazo.

Prameni DNA znotraj jedra celice morajo biti pakirani v kratke, debele, prstom podobne X-oblike. DNA ne obstaja sama po sebi, temveč je ovita okoli beljakovin in beljakovin, tako da tvori mešanico DNA in beljakovin, imenovano kromatin. DNK je kot dolga vrtna cev, ki jo je mogoče naviti in zaviti v valjast kup, imenovan zgoščeni kromosom.

Zaradi te tesne embalaže je DNA močnejša in bolj odporna na lomljenje. Kondenzirani kromosomi imajo močne regije, imenovane centromere, ki so kot pasovi, ki jih lahko vlečemo za premikanje kromosomov od kraja do kraja znotraj celice.

Po izdelavi kopije vseh verig DNA mora celica pred začetkom mitoze preveriti, ali se DNK zlomi. To se zgodi med G₂ faza celičnega cikla. Celica ima proteinske stroje, ki lahko zaznajo prelome v DNK. Če se odkrijejo kakršne koli težave, proteini z odzivom na poškodbe DNA ustavijo celico, da se v procesu mitoze premakne naprej, dokler se DNA ne določi. Da začne celica mitozo, mora celica prenesti tisto, kar se imenuje G₂-M kontrolna točka. To je zadnjič, da je celica v G₂ faza se lahko ustavi za popravilo pred začetkom mitoze.