Г2 фаза: Шта се дешава у овој подфази ћелијског циклуса?

Када се еукариотске ћелије поделе, оне пролазе кроз сложен процес са четири главне фазе, укључујући Г2 фазу. Тхе ћелијски циклус укључује кораке као што су раст ћелија, репликација ДНК и митоза (критична тема у ћелијској биологији).

Јер еукариотске ћелије имају језгро које такође мора да се дуплира, целокупан процес је сложенији од бинарне фисије коју користе прокарионтске ћелије, којима недостаје језгро.

Тхе митоза фаза је завршни корак у подели ћелија. Резултат су две нове ћерке ћелије, од којих свака има комплетан ДНК, језгро и органеле. Ако ћелија треба да престане да се дели, она излази из ћелијског циклуса и улази у Г0 фазу.

Ако ћелија треба поново да се дели, она улази у интерфазна између две ћелијске дивизије. Три дела међуфазе су Г1 фаза (или фаза Гап 1) након чега следи С фаза (или фаза синтезе протеина и ДНК) и на крају Г2 фаза (или Гап 2 фаза) која претходи следећој фази митозе.

Подјела ћелија митозом је асексуални облик множења ћелија који се користи за производњу више исте врсте ћелија. Ћелије виших животиња користе митозу за производњу нових ћелија, укључујући ћелије које се брзо троше, попут ћелија коже. Процес се такође користи током раста ткива, на пример код младих животиња, или за поправљање оштећења.

У неким ткивима, када организам има потребан број ћелија одређеног типа, нове ћелије нису потребне, а постојеће ћелије улазе у Г0 фазу где се више не множе. Ово се посебно односи на високо диференциране ћелије као што су нервне ћелије. Једном када мозак или кичмена мождина имају прави број ћелија, нервне ћелије се не деле да би произвеле више.

Ако ћелија мора поново да се подели, улази у следеће фазе:

1. Тхе Г1 фаза празнине

Ово је јаз између деобе ћелија и репликације ДНК. Тхе ћелија се спрема за своју следећу поделу у ћелијском циклусу или излази из ћелијског циклуса и улази у Г0.

2. Тхе С Фаза синтезе

Ћелија је посвећена започињању следеће деобе ћелија и прави копије своје ДНК док синтетише додатне протеине потребне за поделу ћелија.

3. Фаза празнине Г2

Ово је јаз између ДНК репликација и митоза. Ћелија репродукује своје органеле и уверава се да је све спремна за поделу.

Након раста ћелија током Г1 фазе и репликације ДНК током С фазе, ћелија је спремна за улазак у Г2 фазу. Г2 се назива фазом јаза, јер се не дешава даљи напредак специфичан за ћелијску деобу. Уместо тога постоје високи нивои припреме и проверавање како би били сигурни да је све на месту за успешну митозу.

Пре него што Г2 фаза започне, сваки хромозом ћелије мора бити дуплиран и морају бити присутни протеини потребни за додатне ћелијске мембране и ћелијске структуре.

Почетком Г2 органеле попут митохондрије и лизосоми почните да се множите. Ове органеле имају своју ДНК и могу да почну да се деле независно, али ћелија сама мора да створи додатне рибозоме како би задовољила потребе будућих две ћерке ћелије.

Г2 фаза има две главне функције.

Прво, ћелија мора проверите да ли је све спремно за митозу, и мора исправити све недостатке. Ако ћелија открије велике проблеме који се не могу одмах решити, то може прекинути ћелијски циклус и зауставити процес деобе. Г2 фаза је место где организам осигурава да нове ћелије нису оштећене.

Провере које ћелија предузима укључују проверу да ли је ДНК правилно репликована и да ли има довољно материјала за две ћелије. Ланци ДНК морају бити комплетни, без икаквих прекида, и мора постојати тачан број двоструких ланаца изворне ћелије. Ако ћелија пронађе прекид, ДНК ланац је поправљен.

Две нове ћелије морају бити затворене потпуним мембранама и свака мора добити довољно ћелијског материјала да би правилно функционисала. Током Г2 фазе често се синтетише додатни протеин, а органеле се множе док нема довољно за две ћелије.

Остали ћелијски материјали као што су липиди јер се мембрана такође може произвести. Уз сву ову активност, ћелија често знатно расте током Г2.

Напредни организми попут кичмењака имају специјализоване и диференциране ћелије које координирају своју активност и ослањају се једни на друге у многим функцијама. Као резултат, ови организми су веома осетљиви на распад ћелија и оштећене ћелије.

Да би се избегло стварање ћелија које не раде исправно, многе животиње касно имају контролни пункт за поделу ћелија фаза Г2. Ћелија је верификовала пуно кључних фактора, а резултати се прегледавају на контролној тачки.

Ако је ћелија пронашла неке проблеме и успела да их отклони, проћи ће контролну тачку и подела ћелије ће моћи да се настави. Ако се проблеми наставе, ћелија се неће делити и покушаће да реши проблеме пре наставка процеса деобе ћелије.

Специфичне процене на контролном пункту укључују:

• Оштећење ДНК: Специфични протеини се акумулирају на местима сломљене ДНК. Ако су ови протеини присутни, ћелија се неће делити.
• ДНК репликација: Ћелија прекида процес деобе ако нису сви ДНК ланци потпуно дуплирани.
• Процена стања ћелије: Ћелијски протеини, органели и друге структуре морају бити у довољним количинама.
• Ћелијски стрес: Ако је ћелија под стресом, раст ће се зауставити. На пример, УВ светлост може стресити ћелије и резултирати активацијом контролне тачке фазе Г2 / М, заустављањем ћелијског циклуса.

Једном када прође контролна тачка Г2, ћелија се може припремити за митозу. Прва фаза митозе је профаза, током које се одвијају припреме за миграцију хромозома на супротне крајеве ћелије. Како ћелија напушта Г2 фазу, ослобађају се протеини који промовишу функције митозе.

Ћелија започиње процес деобе.

Кључне функције које се изводе док ћелија напушта Г2 иницира их протеин комплекс назван МПФ или фактор подстицања митозе. Једном када су прве функције митозе у току, МПФ се неутралише.

У овом тренутку вретена за митозу су почела да се формирају, а нуклеарна овојница је почела да се разграђује. Дуплирана ДНК је у облику хроматин, и кондензује се формирајући нове хромозоме.

Иако је Г2 фаза важан фактор у контроли раста ћелија за напредне организме, она није битна за ћелијску деобу. Неке примитивне еукариотске ћелије и неке ћелије карцинома могу директно прећи из С фазе репликације ДНК у митозу.

Одсуство Г2 фазе елиминише контролну тачку која се може користити за контролу раста ткива и помаже неким врстама карцинома да се брзо шире.

Нормалним ћелијама у ткивима напредних животиња потребна је Г2 фаза и њен контролни пункт како би се осигурало да све ћелије организма и његова ткива расту координисано. Када ћелија напусти Г2 фазу и успешно прође одговарајућу контролну тачку, а успешна подела ћелија са две функционалне ћерке ћелије постаје много вероватније.