Zawartość
- Kiedy komórki wchodzą w różne fazy?
- Kroki cyklu komórkowego
- Wejście w fazę G2
- Co dzieje się w fazie G2?
- Punkt kontrolny fazy G2 / M
- Opuszczenie fazy G2
Kiedy komórki eukariotyczne dzielą się, podlegają złożonemu procesowi z czterema głównymi etapami, w tym fazą G2. The cykl komórkowy obejmuje etapy takie jak wzrost komórek, replikacja DNA i mitoza (krytyczny temat w biologii komórki).
Ponieważ komórki eukariotyczne mają jądro, które również musi zostać zduplikowane, cały proces jest bardziej skomplikowany niż rozszczepienie binarne stosowane przez komórki prokariotyczne, które nie mają jądra.
Faza mitozy jest ostatnim krokiem w podziale komórek. W rezultacie powstają dwie nowe komórki potomne, każda z pełnym zestawem DNA, jądrem i organellami. Jeśli komórka ma przestać się dzielić, wychodzi z cyklu komórkowego i wchodzi w fazę G0.
Jeśli komórka ma się ponownie podzielić, wchodzi do interfaza między dwoma podziałami komórkowymi. Trzy części interfazy to Faza G1 (lub faza przerwy 1), po której następuje Faza S. (lub faza syntezy białek i DNA) i wreszcie Faza G2 (lub faza Gap 2) poprzedzająca kolejną fazę mitozy.
Kiedy komórki wchodzą w różne fazy?
Podział komórek poprzez mitozę jest bezpłciową formą namnażania komórek, która jest wykorzystywana do produkcji większej liczby tego samego rodzaju komórek. Wyższe komórki zwierzęce wykorzystują mitozę do produkcji nowych komórek, w tym szybko zużywających się komórek, takich jak komórki skóry. Proces ten stosuje się również podczas wzrostu tkanek, np. U młodych zwierząt lub w celu naprawy uszkodzeń.
W niektórych tkankach, gdy organizm ma wymaganą liczbę komórek określonego typu, nowe komórki nie są potrzebne, a istniejące komórki wchodzą w fazę G0, gdzie już się nie rozmnażają. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku bardzo zróżnicowanych komórek, takich jak komórki nerwowe. Gdy mózg lub rdzeń kręgowy mają odpowiednią liczbę komórek, komórki nerwowe nie dzielą się, aby wytworzyć więcej.
Jeśli komórka musi się ponownie podzielić, przechodzi w następujące fazy:
Kroki cyklu komórkowego
1. Faza przerwy G1
Jest to przerwa między podziałem komórki a replikacją DNA. The komórka przygotowuje się do następnego podziału w cyklu komórkowym lub wychodzi z cyklu komórkowego i wprowadza G0.
2. Faza syntezy S.
Komórka jest zaangażowana w rozpoczęcie następnego podziału komórki i tworzy kopie jego DNA podczas syntezy dodatkowych białek wymaganych do podziału komórek.
3. Faza przerwy G2
Jest to przerwa między replikacją DNA a mitozą. Komórka odtwarza swoje organelle i upewnia się, że wszystko jest gotowy na podział.
Wejście w fazę G2
Po wzroście komórek podczas fazy G1 i replikacji DNA podczas fazy S komórka jest gotowa do przejścia w fazę G2. G2 nazywa się fazą przerwy, ponieważ nie następuje dalszy postęp związany z podziałem komórki. Zamiast tego istnieją wysokie poziomy przygotowania i kontrola aby upewnić się, że wszystko jest na swoim miejscu dla pomyślnej mitozy.
Przed rozpoczęciem fazy G2 każdy chromosom komórki musi zostać zduplikowany, a białka wymagane dla dodatkowych błon komórkowych i struktur komórkowych muszą być obecne.
Na początku G2 organelle, takie jak mitochondria i lizosomy, zaczynają się namnażać. Te organelle mają własne DNA i mogą zacząć się dzielić niezależnie, ale sama komórka musi stworzyć dodatkowe rybosomy, aby zaspokoić potrzeby przyszłych dwóch komórek potomnych.
Co dzieje się w fazie G2?
Faza G2 ma dwie główne funkcje.
Po pierwsze, komórka musi sprawdź, czy wszystko jest gotowe na mitozę i musi napraw wszelkie braki. Jeśli komórka wykryje poważne problemy, których nie można natychmiast naprawić, może przerwać cykl komórkowy i zatrzymać proces podziału. Faza G2 polega na tym, że organizm upewnia się, że żadne nowe komórki nie są uszkodzone.
Kontrole, które podejmuje komórka, obejmują sprawdzenie, czy DNA zostało poprawnie zreplikowane i czy w dwóch komórkach jest wystarczająca ilość materiału. Nici DNA muszą być kompletne, bez żadnych przerw, i musi istnieć poprawna liczba podwójnych nici oryginalnej komórki. Jeśli komórka znajdzie pęknięcie, nicią DNA jest naprawiony.
Dwie nowe komórki muszą być otoczone pełnymi błonami i każda z nich musi otrzymać wystarczającą ilość materiału komórkowego, aby prawidłowo funkcjonować. Podczas fazy G2 często syntetyzuje się dodatkowe białko, a organelle namnażają się, aż wystarczą dwie komórki.
Można również wytwarzać inne materiały komórkowe, takie jak lipidy dla błony. Przy całej tej aktywności komórka często rośnie znacznie podczas G2.
Punkt kontrolny fazy G2 / M
Zaawansowane organizmy, takie jak kręgowce, mają wyspecjalizowane i zróżnicowane komórki, które koordynują swoją aktywność i polegają na sobie w wielu funkcjach. W rezultacie te organizmy są bardzo wrażliwe na rozpad komórek i komórki uszkodzone.
Aby uniknąć tworzenia komórek, które nie działają prawidłowo, wiele zwierząt ma punkt kontrolny podziału komórki późno faza G2. Komórka zweryfikowała wiele kluczowych czynników, a wyniki są sprawdzane w punkcie kontrolnym.
Jeśli komórka znajdzie jakieś problemy i będzie w stanie je naprawić, przejdzie przez punkt kontrolny, a podział komórki będzie mógł kontynuować. Jeśli problemy będą się utrzymywać, komórka się nie podzieli i spróbuje rozwiązać problemy przed kontynuowaniem procesu podziału komórki.
Szczegółowe oceny przeprowadzane w punkcie kontrolnym obejmują:
Opuszczenie fazy G2
Po przejściu punktu kontrolnego G2 komórka może przygotować się na mitozę. Pierwszym etapem mitozy jest profaza, podczas której odbywają się przygotowania do migracji chromosomów na przeciwne końce komórki. Gdy komórka opuszcza fazę G2, uwalniane są białka, które promują funkcje mitozy.
Komórka rozpoczyna proces podziału.
Kluczowe funkcje realizowane, gdy komórka opuszcza G2, są inicjowane przez kompleks białkowy zwany MPF lub czynnik sprzyjający mitozie. Po uruchomieniu pierwszych funkcji mitozy MPF jest neutralizowany.
W tym momencie zaczęły powstawać wrzeciona mitozy, a otoczka jądrowa zaczęła się rozkładać. Duplikowane DNA ma postać chromatyny i ulega kondensacji, tworząc nowe chromosomy.
Chociaż faza G2 jest ważnym czynnikiem kontroli wzrostu komórek dla zaawansowanych organizmów, nie jest niezbędna do podziału komórek. Niektóre prymitywne komórki eukariotyczne i niektóre komórki rakowe mogą przejść bezpośrednio z fazy S replikacji DNA do mitozy.
Brak fazy G2 eliminuje punkt kontrolny, który można wykorzystać do kontrolowania wzrostu tkanki i pomaga w szybkim rozprzestrzenianiu się niektórych nowotworów.
Normalne komórki w tkankach zaawansowanych zwierząt potrzebują fazy G2 i jej punktu kontrolnego, aby zapewnić, że wszystkie komórki organizmu i jego tkanki rosną w skoordynowany sposób. Gdy komórka opuści fazę G2 i pomyślnie przejdzie odpowiedni punkt kontrolny, a udany podział komórek z dwoma funkcjonalnymi komórkami potomnymi staje się znacznie bardziej prawdopodobne.