Перш ніж клітина ділиться, нитки ДНК в ядрі потрібно скопіювати, перевірити на наявність помилок, а потім упакувати в акуратні пальцеподібні структури. Етапи поділу клітини охоплюють складний процес, який включає багато змін всередині клітини. Багато білків розмотують ДНК, щоб скопіювати її, що робить її вразливою до руйнування. Під час поділу клітини ДНК тягнеться туди-сюди, що може призвести до її розриву, якщо її не ретельно упакувати.
Клітинний цикл: стадії синтезу та поділу клітин
Поділ клітини, або мітоз, є частиною клітинний цикл. Клітина має фазу підготовки, яка називається інтерфазою, і фаза поділу, яка називається фазою М. М-фаза, в свою чергу, складається з мітозу та цитокінезу, розщеплення клітини на дочірні клітини. Чотири класичні фази мітозу є профаза, метафаза, анафаза і телофаза. Разом це призводить до утворення однакових дочірніх ядер.
Підготовча фаза, міжфазна, має три менші фази, що називаються G1, S і G2. G1 Фаза (перший розрив) - це коли клітина росте, виробляючи більше білка. Фаза S (синтезу) - це коли вона копіює свою ДНК так, що вона має дві копії кожного ланцюга, які називаються
хромосом. G2 (друга проміжна) фаза - це коли клітина робить копію своїх органел і перевіряє ДНК на наявність помилок перед початком процесу поділу клітини.Коли ДНК копіюється у фазі S, отримані однакові ланцюги називаються сестринськими хроматидами. У людини після завершення копіювання клітина має дві повні копії всіх 46 своїх хромосом, по 23 - від матері та від батька. Але при мітозі подібні пронумеровані хромосоми від кожного з батьків, звані гомологічними хромосомами, фізично не асоціюються.
Синтез ДНК
Готуючись до поділу клітини, клітина створює копію всієї своєї ДНК. Це відбувається під час S, або синтезу, фази клітинного циклу. Мітоз - це поділ однієї клітини на дві клітини, кожна з яких має ядро і таку ж кількість ДНК, як і вихідна клітина. Синтез ДНК - це складний процес, який робить ДНК вразливою до руйнування, оскільки ДНК потрібно розпаковувати та розмотувати до найпростішої форми. S-фаза також вимагає багато молекул енергії. Це настільки велике зобов’язання, що клітина зберігає для нього окрему фазу.
Упаковка ДНК
Нитки ДНК всередині ядра клітини повинні бути упаковані у короткі, товсті, схожі на пальці X-форми. ДНК не існує сама по собі, а навпаки, обертається навколо білків і білків, так що вона утворює суміш ДНК і білка, що називається хроматином. ДНК схожа на довгий садовий шланг, який можна намотати і закрутити в циліндричну стопку, яка називається конденсованою хромосомою.
Ця щільна упаковка робить ДНК міцнішою та стійкішою до руйнування. Конденсовані хромосоми мають сильні області, звані центромерами, які схожі на пояси, які можна натягувати для переміщення хромосом з місця на місце всередині клітини.
Перевірка на наявність перерв
Зробивши копію всіх ланцюгів ДНК, клітина повинна перевірити ДНК на наявність будь-яких розривів перед початком мітозу. Це відбувається під час G2 фаза клітинного циклу. Клітина має білкові машини, які можуть виявляти поломки в ДНК. Якщо виявляються будь-які проблеми, білки з відповіддю на пошкодження ДНК зупиняють клітину рухатися вперед в процесі мітозу, поки ДНК не закріпиться. Для того, щоб розпочати мітоз, клітина повинна пройти те, що називається G2-М КПП. Це останній раз, коли клітина в G2 фаза може зупинитися для ремонту перед початком мітозу.