Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Biologi

G2-fase: Hvad sker der i denne underfase af cellecyklussen?

Når eukaryote celler deler sig, gennemgår de en kompleks proces med fire hovedstadier, herunder en G2-fase. Cellecyklussen 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 binær fission brugt 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, går den ind i interfasen mellem to celledelinger. 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), der går forud for den næste mitosefase.
Hvornår går celler ind i de forskellige faser?

Celledeling gennem mitose er en aseksuel form for cellemultiplikation, der bruges til at producere mere af 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.

I nogle væv, når en organisme når det krævede antal celler af en bestemt type, behøver ingen nye celler, og 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:
The Trin i cellecyklussen

1. G1-gap-fasen

Dette er kløften mellem celledeling og DNA-replikation. Cellen gør sig klar til sin næste opdeling i cellecyklussen, eller den forlader cellecyklussen og går ind i G0.

2. S-syntese-fasen

Cellen er forpligtet til at starte den næste celledeling og fremstiller kopier af dens DNA, mens den syntetiserer 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.
Indtræden i G2-fasen

Efter cellevækst i G1-fasen og DNA-replikation i S-fasen, er cellen klar til at komme ind 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 blevet dupliceret, og de proteiner, der kræves til 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 tilfredsstille behovene hos de potentielle to datterceller.
Hvad sker der i G2-fasen?

G2 fase har to hovedfunktioner.

For det første skal cellen kontrollere, at alt er klar til mitose, og det skal rette eventuelle mangler. Hvis cellen registrerer store problemer, der ikke kan rettes med det samme, kan den afbryde cellecyklussen og stoppe opdelingsprocessen. G2-fasen er, hvor organismen sørger for, at nye celler ikke er defekte.

Kontrollerer, at cellen foretager inkluderer at verificere, at DNA'et er blevet replikeret korrekt, og at der er nok 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, repareres DNA-strengen.

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 produceres. Med al denne aktivitet vokser cellen ofte markant under G2.
G2 /M-fase-kontrolpunktet <<> Avancerede organismer som hvirveldyr har specialiserede og differentierede celler, der koordinerer deres aktivitet og stoler på 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 celledelingskontrol sent i G2-fasen. Cellen har bekræftet en masse 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 vil være tilladt at fortsætte. Hvis der fortsætter problemer, vil cellen ikke dele sig og forsøge at løse problemerne, før den fortsætter celledelingsprocessen.

Specifikke vurderinger, der er foretaget på kontrolpunktet, inkluderer:

  • DNA-skade: Specifikke proteiner akkumuleres på stederne med brudt DNA. Hvis disse proteiner er til stede, vil cellen ikke dele sig.
  • DNA-replikation: Cellen afbryder opdelingsprocessen, hvis ikke alle DNA-strenge er blevet fuldstændigt dupliseret.
  • Vurdering af celletilstand: Celleproteiner, organeller og andre strukturer skal være på plads i tilstrækkelige mængder.
  • Cellestress: Hvis cellen er under stress, stopper cellevæksten. F.eks. Kan UV-lys stresse celler og resultere i en G2 /M-fase checkpoint-aktivering, stoppe cellecyklussen.

    Forlade G2-fasen

    Når G2-kontrolpunktet er passeret, cellen kan forberede 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 opdelingsprocessen.

    Nøglefunktioner, der udføres, når cellen forlader G2, initieres af en proteinkompleks kaldet MPF eller den 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.

    Selvom G2-fasen er en vigtig faktor i cellevækstkontrol for avancerede organismer, er det ikke vigtigt 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, bliver en vellykket celledeling med to funktionelle datterceller meget mere sandsynlig.