Коли клітини еукаріотів діляться, вони проходять складний процес із чотирма основними стадіями, включаючи фазу G2. клітинний цикл включає такі етапи, як ріст клітин, реплікація ДНК та мітоз (критична тема біології клітини).
Тому що еукаріотичні клітини мають ядро, яке також має бути продубльовано, загальний процес є більш складним, ніж бінарний поділ, що використовується прокаріотичними клітинами, яким не вистачає ядра.
мітоз фаза є завершальним етапом поділу клітини. В результаті з’являються дві нові дочірні клітини, кожна з яких має повний комплекс ДНК, ядро та органели. Якщо клітина припинить ділитися, вона виходить з клітинного циклу і входить у фазу G0.
Якщо клітина знову ділиться, вона потрапляє в міжфазний між двома відділами клітин. Три частини інтерфази - це Фаза G1 (або фаза зазору 1), за якою слідує S фаза (або фаза синтезу білка та ДНК) і, нарешті, Фаза G2 (або фаза Gap 2), що передує наступній фазі мітозу.
Коли клітини переходять у різні фази?
Поділ клітин за допомогою мітозу - це нестатева форма розмноження клітин, яка використовується для отримання більшої кількості клітин того ж виду. Клітини вищих тварин використовують мітоз для отримання нових клітин, включають клітини, які швидко зношуються, такі як клітини шкіри. Процес також використовується під час росту тканин, наприклад, у молодих тварин або для усунення пошкоджень.
У деяких тканинах, як тільки організм має необхідну кількість клітин певного типу, нові клітини не потрібні, а існуючі клітини переходять у фазу G0, де вони більше не розмножуються. Особливо це стосується високодиференційованих клітин, таких як нервові клітини. Як тільки мозок або спинний мозок має потрібну кількість клітин, нервові клітини не діляться, виробляючи більше.
Якщо клітині доведеться знову ділитися, вона переходить у наступні фази:
Етапи клітинного циклу
1. Фаза розриву G1
Це розрив між поділом клітини та реплікацією ДНК. клітина готується для свого наступного поділу в клітинному циклі або він виходить з клітинного циклу і входить у G0.
2. S Фаза синтезу
Клітина прагне розпочати наступний поділ клітини та робить копії його ДНК одночасно синтезуючи додаткові білки, необхідні для ділення клітин.
3. Фаза розриву G2
Це розрив між Реплікація ДНК і мітоз. Клітина відтворює свою органели і переконується, що все є готовий до розколу.
Вступ у фазу G2
Після росту клітин під час фази G1 та реплікації ДНК під час фази S клітина готова вступити у фазу G2. G2 називається фазою розриву, оскільки подальшого прогресу, що залежить від клітинного поділу, не відбувається. Натомість є високий рівень підготовки та перевірка щоб переконатися, що все на місці для успішного мітозу.
Перед початком фази G2 кожна хромосома клітини повинна бути продубльована, і білки, необхідні для додаткових клітинних мембран та клітинних структур, повинні бути присутніми.
На початку G2 такі органели, як мітохондрії та лізосом починайте множити. Ці органели мають власну ДНК і можуть розпочати самостійне ділення, але сама клітина повинна створювати додаткові рибосоми, щоб задовольнити потреби двох перспективних дочірніх клітин.
Що відбувається у фазі G2?
Фаза G2 виконує дві основні функції.
По-перше, клітина повинна перевірте, чи все готово для мітозу, і він повинен виправити будь-які недоліки. Якщо клітина виявить основні проблеми, які неможливо усунути негайно, це може перервати клітинний цикл і зупинити процес поділу. Фаза G2 - це місце, де організм переконується, що нові клітини не мають дефектів.
Перевірки, що проводяться клітиною, включають перевірку того, що ДНК правильно відтворена і чи достатньо матеріалу для двох клітин. Ланцюги ДНК повинні бути повноцінними, без будь-яких розривів, і має бути правильна кількість подвоєних ланцюжків вихідної клітини вдвічі. Якщо клітина виявляє розрив, ланцюг ДНК є відремонтований.
Дві нові клітини повинні бути укладені повними мембранами, і кожна з них повинна отримувати достатньо клітинного матеріалу, щоб нормально функціонувати. Під час фази G2 часто синтезується додатковий білок, і органели розмножуються, поки не вистачить двох клітин.
Інші клітинні матеріали, такі як ліпіди адже мембрана також може бути виготовлена. При всій цій діяльності клітина часто істотно зростає під час G2.
Контрольний пункт фази G2 / M
Просунуті організми, такі як хребетні, мають спеціалізовані та диференційовані клітини, які координують свою діяльність і покладаються один на одного на виконання багатьох функцій. В результаті ці організми дуже чутливі до розпаду клітин і дефектних клітин.
Щоб уникнути створення клітин, які не працюють належним чином, багато тварин мають контрольний пункт поділу клітин наприкінці фаза G2. Клітина перевірила багато ключових факторів, і результати перевіряються на пункті пропуску.
Якщо комірка виявила деякі проблеми і змогла їх виправити, вона пройде контрольну точку, і розподіл клітини буде продовжено. Якщо проблеми не зникають, клітина не буде ділитися і намагатиметься усунути проблеми, перш ніж продовжувати процес поділу клітини.
Конкретні оцінки, що проводяться в пункті пропуску, включають:
- Пошкодження ДНК: Специфічні білки накопичуються в місцях розбитої ДНК. Якщо ці білки є, клітина не буде ділитися.
- Реплікація ДНК: Клітина припиняє процес поділу, якщо не всі ланцюги ДНК були повністю продубльовані.
- Оцінка стану клітини: Клітинні білки, органели та інші структури повинні бути на місці в достатній кількості.
- Клітинний стрес: Якщо клітина перебуває в стресовому стані, ріст клітин припиняється. Наприклад, УФ-світло може напружувати клітини і приводити до активації контрольної точки фази G2 / M, зупиняючи клітинний цикл.
Вихід із фази G2
Після проходження пункту контролю G2 клітина може підготуватися до мітозу. Першою стадією мітозу є профаза, під час якої відбувається підготовка до міграції хромосом до протилежних кінців клітини. Коли клітина виходить з фази G2, вивільняються білки, що сприяють функціям мітозу.
Клітина запускає процес поділу.
Ключові функції, що виконуються, коли клітина залишає G2, ініціюються білковим комплексом, який називається MPF або фактор, що сприяє мітозу. Після запуску перших функцій мітозу MPF нейтралізується.
У цей момент веретена для мітозу почали формуватися, а ядерна оболонка почала руйнуватися. Дубльована ДНК має форму хроматин, і він конденсується, утворюючи нові хромосоми.
Хоча фаза G2 є важливим фактором контролю росту клітин для просунутих організмів, вона не є важливою для поділу клітин. Деякі примітивні еукаріотичні клітини та деякі ракові клітини можуть переходити безпосередньо від S-фази реплікації ДНК до мітозу.
Відсутність фази G2 усуває контрольно-пропускний пункт, який може бути використаний для контролю росту тканин, і допомагає деяких видів раку швидко поширюватися.
Нормальним клітинам тканин просунутих тварин потрібна фаза G2 та її контрольний пункт, щоб забезпечити злагоджений ріст усіх клітин організму та його тканин. Коли клітина покидає фазу G2 і успішно пройшла відповідну контрольну точку, a успішного поділу клітин з двома функціональними дочірніми клітинами стає набагато більш імовірним.