Indhold
- Hvornår kommer celler ind i de forskellige faser?
- Trinene i cellecyklussen
- Adgang til G2-fasen
- Hvad sker der i G2-fasen?
- G2 / M-fase checkpoint
- Forlader G2-fasen
Når eukaryote celler deler sig, gennemgår de en kompleks proces med fire hovedstadier, herunder en G2-fase. Det cellecyklus inkluderer trin såsom cellevækst, DNA-replikation og mitose (et kritisk emne i cellebiologi).
Da eukaryote celler har en kerne, der også skal duplikeres, er den overordnede proces mere kompliceret end den binære fission, der anvendes af prokaryote celler, som mangler en kerne.
Mitosefasen er det sidste trin i celledeling. Det resulterer i to nye datterceller, hver med et komplet komplement af DNA, en kerne og organeller. Hvis cellen skal stoppe med at dele sig, forlader den cellecyklussen og går ind i G0-fasen.
Hvis cellen skal dele sig igen, kommer den ind i interfase mellem to celleinddelinger. De tre dele af interfasen er G1-fase (eller Gap 1-fase) efterfulgt af S fase (eller protein- og DNA-syntesefase) og til sidst G2-fase (eller Gap 2-fase) forud for den næste mitosefase.
Hvornår kommer celler ind i de forskellige faser?
Celleinddeling gennem mitose er en aseksuel form for cellemultiplikation, der bruges til at producere mere af den samme type celle. Højere dyreceller bruger mitose til at producere nye celler inkluderer celler, der slides hurtigt, såsom hudceller. Processen bruges også under vævsvækst, såsom hos unge dyr eller til at reparere skader.
Når nogle organismer har det krævede antal celler af en bestemt type, kræves der ikke nye celler i nogle væv, og de eksisterende celler går ind i G0-fasen, hvor de ikke længere formerer sig. Dette gælder især for stærkt differentierede celler, såsom nerveceller. Når hjernen eller rygmarven har det rigtige antal celler, deler nervecellerne sig ikke for at producere mere.
Hvis cellen skal dele sig igen, går den ind i følgende faser:
Trinene i cellecyklussen
1. G1 Gap-fasen
Dette er kløften mellem celledeling og DNA-replikation. Det celle gør sig klar for dens næste opdeling i cellecyklussen, eller den forlader cellecyklussen og går ind i G0.
2. S-syntesefasen
Cellen er forpligtet til at starte den næste celledeling og fabrikat kopier af dens DNA mens der syntetiseres yderligere proteiner, der kræves til celledeling.
3. G2 Gap-fasen
Dette er kløften mellem DNA-replikation og mitose. Cellen gengiver sine organeller og sørger for, at alt er klar til opdelingen.
Adgang til G2-fasen
Efter cellevækst under G1-fasen og DNA-replikation i S-fasen er cellen klar til at gå ind i G2-fasen. G2 kaldes en hulfase, fordi der ikke sker nogen yderligere celledelingsspecifik fremgang. I stedet er der høje niveauer af forberedelse og kontrol for at sikre, at alt er på plads til en vellykket mitose.
Inden G2-fasen kan starte, skal hvert kromosom i cellen være duplikeret, og de proteiner, der kræves til de ekstra cellemembraner og cellestrukturer, skal være til stede.
I begyndelsen af G2 begynder organellerne såsom mitokondrier og lysosomer at formere sig. Disse organeller har deres eget DNA og kan begynde at dele sig uafhængigt, men selve cellen skal skabe ekstra ribosomer for at imødekomme behovene hos de potentielle to datterceller.
Hvad sker der i G2-fasen?
G2-fasen har to hovedfunktioner.
Først skal cellen Kontroller, at alt er klar for mitose, og det skal korriger eventuelle mangler. Hvis cellen registrerer store problemer, som ikke kan rettes øjeblikkeligt, kan det afbryde cellecyklussen og stoppe opdelingsprocessen. G2-fasen er, hvor organismen sørger for, at nye celler ikke er defekte.
Kontroller, at cellen foretager, inkluderer bekræftelse af, at DNA'et er blevet replikeret korrekt, og at der er tilstrækkeligt materiale til stede til to celler. DNA-strengene skal være komplette uden pauser, og der skal være det rigtige antal på to gange strengene i den originale celle. Hvis cellen finder en pause, er DNA-strengen repareret.
De to nye celler skal være lukket af komplette membraner, og de skal hver især modtage nok cellemateriale til at fungere korrekt. Under G2-fasen syntetiseres ofte ekstra protein, og organellerne formeres, indtil der er nok til to celler.
Andre cellematerialer, såsom lipider til membranen, kan også fremstilles. Med al denne aktivitet, cellen ofte vokser betydeligt under G2.
G2 / M-fase checkpoint
Avancerede organismer såsom hvirveldyr har specialiserede og differentierede celler, der koordinerer deres aktivitet og er afhængige af hinanden for mange funktioner. Som et resultat er disse organismer meget følsomme over for cellenedbrydning og defekte celler.
For at undgå at oprette celler, der ikke fungerer korrekt, har mange dyr et celleinddelingscheckpoint sent ind G2-fasen. Cellen har verificeret mange nøglefaktorer, og resultaterne gennemgås ved kontrolpunktet.
Hvis cellen fandt nogle problemer og var i stand til at løse dem, vil den passere kontrolpunktet, og celledeling får lov til at fortsætte. Hvis der fortsætter problemer, vil cellen ikke dele sig og forsøge at løse problemerne, før celleinddelingsprocessen fortsættes.
Specifikke vurderinger udført ved kontrolpunktet inkluderer:
Forlader G2-fasen
Når G2-kontrolpunktet er passeret, kan cellen forberede sig til mitose. Den første fase af mitose er profasen, hvor forberedelserne til migrering af kromosomerne til modsatte ender af cellen finder sted. Når cellen forlader G2-fasen, frigives proteiner, der fremmer mitosefunktionerne.
Cellen starter processen med opdeling.
Nøglefunktioner, der udføres, når cellen forlader G2, initieres af et proteinkompleks kaldet MPF eller mitosefremmende faktor. Når de første mitosefunktioner er i gang, neutraliseres MPF.
På dette tidspunkt er spindlerne til mitose begyndt at dannes, og kernekonvolutten er begyndt at nedbrydes. Det duplikerede DNA er i form af kromatin, og det kondenseres til dannelse af de nye kromosomer.
Mens G2-fasen er en vigtig faktor i cellevækstkontrol for avancerede organismer, er den ikke vigtig for celledeling. Nogle primitive eukaryote celler og nogle kræftceller kan gå direkte fra S-fasen af DNA-replikation til mitose.
Fraværet af G2-fasen eliminerer et kontrolpunkt, der kan bruges til at kontrollere vævsvækst og hjælper nogle kræftformer med at sprede sig hurtigt.
Normale celler i væv fra avancerede dyr har brug for G2-fasen og dens kontrolpunkt for at sikre, at alle celler i organismen og dens væv vokser på en koordineret måde. Når en celle forlader G2-fasen og har bestået det tilsvarende kontrolpunkt, a vellykket celledeling med to funktionelle datterceller bliver meget mere sandsynligt.