ระยะ G2: เกิดอะไรขึ้นในเฟสย่อยของวัฏจักรเซลล์นี้

เมื่อเซลล์ยูคาริโอตแบ่งตัว จะเข้าสู่กระบวนการที่ซับซ้อนโดยมีสี่ขั้นตอนหลัก รวมถึงระยะ G2 ดิ วัฏจักรเซลล์ รวมถึงขั้นตอนต่างๆ เช่น การเติบโตของเซลล์ การจำลองดีเอ็นเอ และการแบ่งเซลล์ (หัวข้อสำคัญในชีววิทยาของเซลล์)

เพราะ เซลล์ยูคาริโอต มีนิวเคลียสที่ต้องทำซ้ำ กระบวนการโดยรวมซับซ้อนกว่าฟิชชันไบนารีที่ใช้โดยเซลล์โปรคาริโอตซึ่งไม่มีนิวเคลียส

ดิ ไมโทซิส เฟสเป็นขั้นตอนสุดท้ายในการแบ่งเซลล์ ส่งผลให้เกิดเซลล์ลูกสาวใหม่สองเซลล์ ซึ่งแต่ละเซลล์มี DNA ที่สมบูรณ์ นิวเคลียสและออร์แกเนลล์ ถ้าเซลล์จะหยุดการแบ่งตัว เซลล์จะออกจากวงจรเซลล์และเข้าสู่เฟส G0

หากเซลล์ถูกแบ่งอีกครั้ง เซลล์จะเข้าสู่ อินเตอร์เฟส ระหว่างการแบ่งเซลล์สองส่วน สามส่วนของอินเตอร์เฟสคือ G1 เฟส (หรือช่องว่าง 1 เฟส) ตามด้วย S เฟส (หรือระยะการสังเคราะห์โปรตีนและดีเอ็นเอ) และสุดท้าย G2 เฟส (หรือช่องว่าง 2 ระยะ) ก่อนระยะไมโทซีสถัดไป

การแบ่งเซลล์ผ่านไมโทซิสเป็นรูปแบบที่ไม่อาศัยเพศของการเพิ่มจำนวนเซลล์ที่ใช้เพื่อผลิตเซลล์ชนิดเดียวกันมากขึ้น เซลล์สัตว์ที่สูงขึ้นจะใช้ไมโทซิสในการผลิตเซลล์ใหม่ ได้แก่ เซลล์ที่เสื่อมสภาพเร็ว เช่น เซลล์ผิวหนัง กระบวนการนี้ยังใช้ในระหว่างการเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อ เช่น ในสัตว์เล็กหรือเพื่อซ่อมแซมความเสียหาย

ในเนื้อเยื่อบางประเภท เมื่อสิ่งมีชีวิตมีจำนวนเซลล์ของชนิดเฉพาะที่ต้องการแล้ว ก็ไม่จำเป็นต้องมีเซลล์ใหม่ และเซลล์ที่มีอยู่จะเข้าสู่ระยะ G0 โดยที่เซลล์ดังกล่าวจะไม่เพิ่มจำนวนอีกต่อไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับเซลล์ที่มีความแตกต่างสูง เช่น เซลล์ประสาท เมื่อสมองหรือไขสันหลังมีจำนวนเซลล์ที่เหมาะสม เซลล์ประสาทจะไม่แบ่งตัวเพื่อผลิตเพิ่ม

ถ้าเซลล์ต้องแบ่งอีกครั้ง จะเข้าสู่ขั้นตอนต่อไปนี้:

1. ดิ G1 Gap Phase

นี่คือช่องว่างระหว่างการแบ่งเซลล์และการจำลองแบบดีเอ็นเอ ดิ เซลล์เตรียมพร้อม สำหรับการหารถัดไปในวัฏจักรเซลล์หรือออกจากวงจรเซลล์และเข้าสู่ G0

2. ดิ เฟสสังเคราะห์

เซลล์มุ่งมั่นที่จะเริ่มต้นการแบ่งเซลล์ครั้งต่อไปและทำให้ สำเนา DNA ของมัน ในขณะที่สังเคราะห์โปรตีนเพิ่มเติมที่จำเป็นสำหรับการแบ่งเซลล์

3. ระยะ G2 Gap

นี่คือช่องว่างระหว่าง การจำลองดีเอ็นเอ และไมโทซิส เซลล์สืบพันธุ์ของมัน ออร์แกเนลล์ และทำให้แน่ใจว่าทุกอย่างเป็น พร้อมสำหรับการแตกแยก.

หลังจากการเติบโตของเซลล์ในช่วง G1 และการจำลองแบบ DNA ในช่วง S เซลล์ก็พร้อมที่จะเข้าสู่ระยะ G2 G2 เรียกว่าระยะช่องว่างเนื่องจากไม่มีความคืบหน้าเฉพาะการแบ่งเซลล์เกิดขึ้นอีก แต่กลับมีการเตรียมการในระดับสูงและ กำลังตรวจสอบ เพื่อให้แน่ใจว่าทุกอย่างพร้อมสำหรับการแบ่งเซลล์ที่ประสบความสำเร็จ

ก่อนที่ระยะ G2 จะเริ่มต้นได้ โครโมโซมแต่ละเซลล์จะต้องทำซ้ำ และต้องมีโปรตีนที่จำเป็นสำหรับเยื่อหุ้มเซลล์ส่วนเกินและโครงสร้างเซลล์

ในตอนต้นของ G2 ออร์แกเนลล์เช่น ไมโตคอนเดรีย และ ไลโซโซม เริ่มคูณ. ออร์แกเนลล์เหล่านี้มี DNA ของตัวเองและสามารถเริ่มแบ่งตัวได้อย่างอิสระ แต่ตัวเซลล์เองต้องสร้างไรโบโซมพิเศษเพื่อตอบสนองความต้องการของเซลล์ลูกสาวทั้งสองที่คาดหวัง

เฟส G2 มีหน้าที่หลักสองประการ

ขั้นแรก เซลล์ต้อง ตรวจสอบว่าทุกอย่างพร้อม สำหรับไมโทซิสและจะต้อง it แก้ไขข้อบกพร่องใด ๆ. หากเซลล์ตรวจพบปัญหาสำคัญที่ไม่สามารถแก้ไขได้ในทันที เซลล์อาจขัดขวางวงจรเซลล์และหยุดกระบวนการแบ่งตัว ระยะ G2 คือจุดที่ร่างกายทำให้แน่ใจว่าเซลล์ใหม่ไม่มีข้อบกพร่อง

การตรวจสอบว่าเซลล์ดำเนินการนั้นรวมถึงการตรวจสอบว่า DNA ได้รับการทำซ้ำอย่างถูกต้องและมีวัสดุเพียงพอสำหรับสองเซลล์ สาย DNA ต้องสมบูรณ์ไม่มีขาด และต้องมีจำนวนที่ถูกต้องเป็นสองเท่าของสายเซลล์เดิม หากเซลล์พบการแตก สายดีเอ็นเอคือ ซ่อมแล้ว.

เซลล์ใหม่สองเซลล์ต้องถูกห่อหุ้มด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ทั้งหมด และแต่ละเซลล์ต้องได้รับวัสดุเซลล์เพียงพอเพื่อให้ทำงานได้อย่างถูกต้อง ในระหว่างระยะ G2 มักมีการสังเคราะห์โปรตีนส่วนเกิน และออร์แกเนลล์จะทวีคูณจนมีเพียงพอสำหรับสองเซลล์

วัสดุเซลล์อื่นๆ เช่น ไขมัน สำหรับเมมเบรนก็อาจจะผลิตได้ ด้วยกิจกรรมทั้งหมดนี้ เซลล์มักจะ เติบโตอย่างมาก ในช่วง G2

สิ่งมีชีวิตขั้นสูงเช่นสัตว์มีกระดูกสันหลังมีเซลล์เฉพาะและแตกต่างกันที่ประสานการทำงานของพวกมันและพึ่งพาซึ่งกันและกันเพื่อการทำงานหลายอย่าง เป็นผลให้สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ไวต่อการสลายตัวของเซลล์และเซลล์ที่บกพร่อง

เพื่อหลีกเลี่ยงการสร้างเซลล์ที่ทำงานไม่ถูกต้อง สัตว์หลายชนิดมีจุดตรวจการแบ่งเซลล์ในช่วงปลายปี ระยะ G2. เซลล์ได้ตรวจสอบปัจจัยสำคัญมากมาย และตรวจทานผลลัพธ์ที่จุดตรวจ

หากเซลล์พบปัญหาและสามารถแก้ไขได้ เซลล์จะผ่านจุดตรวจ และการแบ่งเซลล์จะได้รับอนุญาตให้ดำเนินการต่อไป หากปัญหายังคงอยู่ เซลล์จะไม่แบ่งตัวและจะพยายามแก้ไขปัญหาก่อนที่จะดำเนินการแบ่งเซลล์ต่อไป

การประเมินเฉพาะ ดำเนินการที่จุดตรวจ ได้แก่

• ความเสียหายของดีเอ็นเอ: โปรตีนจำเพาะสะสมที่บริเวณ DNA ที่แตกสลาย หากมีโปรตีนเหล่านี้อยู่ เซลล์จะไม่แบ่งตัว
• การจำลองดีเอ็นเอ: เซลล์จะยกเลิกกระบวนการแบ่งตัวหากสาย DNA ไม่ได้ทำซ้ำทั้งหมดอย่างสมบูรณ์
• การประเมินสภาพเซลล์: โปรตีนของเซลล์ ออร์แกเนลล์ และโครงสร้างอื่นๆ ต้องอยู่ในปริมาณที่เพียงพอ
• ความเครียดของเซลล์: หากเซลล์อยู่ภายใต้ความเครียด การเติบโตของเซลล์จะหยุดลง ตัวอย่างเช่น, แสงยูวี สามารถสร้างความเครียดให้กับเซลล์และส่งผลให้มีการเปิดใช้งานจุดตรวจสอบเฟส G2/M ซึ่งจะหยุดวงจรเซลล์

เมื่อผ่านด่าน G2 แล้ว เซลล์สามารถเตรียมการแบ่งเซลล์ได้ ขั้นตอนแรกของไมโทซิสคือการพยากรณ์ในระหว่างที่มีการเตรียมการอพยพของโครโมโซมไปยังปลายอีกด้านของเซลล์ เมื่อเซลล์ออกจากระยะ G2 โปรตีนที่ส่งเสริมการทำงานของไมโทซิสจะถูกปล่อยออกมา

เซลล์เริ่มกระบวนการแบ่ง

หน้าที่หลักที่ดำเนินการเมื่อเซลล์ออกจาก G2 นั้นเริ่มต้นโดยคอมเพล็กซ์โปรตีนที่เรียกว่า MPF หรือ ปัจจัยส่งเสริมไมโทซีส. เมื่อการทำงานของไมโทซิสแรกเริ่มดำเนินการ MPF จะถูกทำให้เป็นกลาง

ณ จุดนี้ แกนหมุนสำหรับไมโทซิสเริ่มก่อตัว และเปลือกนิวเคลียร์ก็เริ่มเสื่อมโทรม DNA ที่ซ้ำกันจะอยู่ในรูปของ โครมาตินและควบแน่นเพื่อสร้างโครโมโซมใหม่

แม้ว่าระยะ G2 เป็นปัจจัยสำคัญในการควบคุมการเจริญเติบโตของเซลล์สำหรับสิ่งมีชีวิตขั้นสูง แต่ก็ไม่จำเป็นสำหรับการแบ่งเซลล์ เซลล์ยูคาริโอตดึกดำบรรพ์และเซลล์มะเร็งบางชนิดสามารถไปโดยตรงจากระยะ S ของการจำลองดีเอ็นเอไปยังไมโทซิส

การขาดระยะ G2 จะช่วยขจัดจุดตรวจที่สามารถใช้ควบคุมการเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อและช่วยให้มะเร็งบางชนิดแพร่กระจายอย่างรวดเร็ว

เซลล์ปกติในเนื้อเยื่อของสัตว์ขั้นสูงต้องการระยะ G2 และจุดตรวจสอบเพื่อให้แน่ใจว่าเซลล์ทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตและเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิตเติบโตในลักษณะที่ประสานกัน เมื่อเซลล์ออกจากเฟส G2 และผ่านจุดตรวจที่เกี่ยวข้องได้สำเร็จ a การแบ่งเซลล์ที่ประสบความสำเร็จ ด้วยเซลล์ลูกสาวที่ทำงานได้สองเซลล์จะมีโอกาสมากขึ้น