Vad måste hända med DNA-strängarna i kärnan innan cellen kan dela sig?

Innan en cell delar sig måste DNA-strängarna i kärnan kopieras, kontrolleras för fel och sedan packas i snygga fingerliknande strukturer. Celldelningsstegen omfattar en komplicerad process som involverar många förändringar inuti cellen. Många proteiner rullar DNA för att kopiera det, vilket gör det sårbart för brott. Under celldelning dras DNA fram och tillbaka, vilket kan få det att brytas om det inte är noggrant förpackat.

Celldelning, eller mitos, är en del av cellcykel. Cellen har en beredningsfas som kallas interfas och en delningsfas som kallas M-fasen. M-fasen i sin tur består av mitos och cytokinese, delningen av cellen på dotterceller. De fyra klassiska mitosfaserna är profas, metafas, anafas och telofas. Tillsammans resulterar dessa i bildandet av identiska dotterkärnor.

Beredningsfasen, interfas, har tre mindre faser inom sig, kallade G₁, S och G₂. G₁ (första gap) -fasen är när cellen växer genom att göra mer protein. S (syntes) -fasen är när den kopierar sitt DNA så att den har två kopior av varje sträng, som kallas

När DNA kopieras i S-fasen kallas de resulterande identiska strängarna systerkromatider. Efter att kopieringen är klar hos människor har cellen två fulla kopior av alla 46 av sina kromosomer, 23 vardera från modern och från fadern. Men i mitos associeras inte lika numrerade kromosomer från varje förälder, kallade homologa kromosomer.

Som förberedelse för celldelning gör cellen en replik av hela dess DNA. Detta händer under S- eller syntesfasen av cellcykeln. Mitos är uppdelningen av en cell i två celler som var och en har en kärna och samma mängd DNA som den ursprungliga cellen. DNA-syntes är en komplicerad process som gör DNA sårbart för att bryta eftersom DNA behöver packas upp och rullas upp i sin enklaste form. S-fas kräver också mycket energimolekyler. Det är ett så stort åtagande att cellen reserverar en separat fas för den.

DNA-trådarna inuti cellens kärna måste förpackas i korta, tjocka, fingerliknande X-former. DNA existerar inte i sig utan snarare är lindat runt proteiner och av proteiner så att det bildar en blandning av DNA och protein som kallas kromatin. DNA är som en lång trädgårdsslang som kan lindas och virvlas in i en cylindrisk stapel, kallad kondenserad kromosom.

Denna täta förpackning gör DNA starkare och mer motståndskraftigt mot att bryta. Kondenserade kromosomer har starka regioner som kallas centromerer, som är som bälten som kan dras på för att flytta kromosomer från plats till plats i en cell.

Efter att ha tagit en kopia av alla DNA-strängar, måste cellen kontrollera DNA för eventuella avbrott innan mitos påbörjas. Detta händer under G₂ cellcykelns fas. Cellen har proteinmaskiner som kan upptäcka DNA-brott. Om några problem hittas hindrar DNA-skada-responsproteinerna att cellen rör sig framåt i processmitosen tills DNA är fixerat. För att starta mitos måste cellen passera det som kallas G₂-M kontrollpunkt. Det är sista gången som en cell i G₂ fasen kan stanna för reparationer innan mitos påbörjas.