DNA-replikation, kontrol og pakning:nøgletrinene før celledeling

Photodisc/Photodisc/Getty Images

Inden celledeling skal DNA'et i kernen duplikeres trofast, omhyggeligt inspiceres for fejl og organiseres i kompakte, kromatidlignende strukturer. Denne indviklede sekvens sikrer, at hver dattercelle modtager en nøjagtig kopi af genomet.

Cellecyklussen:Syntese- og celledelingsstadier

Celledeling eller mitose er en nøglekomponent i cellecyklussen . Det følger en forberedende fase kaldet interfase og en divisionsfase kendt som M-fasen. M-fasen er opdelt i mitose og cytokinese - sidstnævnte er den fysiske opdeling, der giver to datterceller. De klassiske stadier af mitose er profase, metafase, anafase og telofase , der hver især bidrager til dannelsen af identiske datterkerner.

Selve interfasen er opdelt i tre underfaser:G1, S og G2. Under G1 (det første hul) vokser cellen og syntetiserer proteiner. I S (syntese) fase sker DNA-replikation, hvilket producerer søsterkromatider. G2 (det andet hul) er dedikeret til organellerduplikation og en grundig gennemgang af det nyligt syntetiserede DNA for potentielle fejl, før cellen forpligter sig til deling.

Efter replikation i S-fasen består hvert kromosom af to identiske søsterkromatider. Hos mennesker er resultatet to komplette sæt af 46 kromosomer - 23 fra hver forælder. I modsætning til meiose involverer mitose ikke parring af homologe kromosomer.

DNA-syntese

Under S-fasen dublerer cellen hele sit genom i en meget koordineret proces, der midlertidigt afvikler og blotlægger DNA-strengene. Denne nødvendige dekondensering øger risikoen for brud, så cellen bruger betydelig energi og anvender robust replikeringsmaskineri for at sikre troskab.

DNA-emballage

Når duplikeringen er fuldført, komprimeres de nydannede søsterkromatider til korte, tykke kromatidstrukturer - i det væsentlige X-formede kromosomer. DNA eksisterer ikke isoleret; det er viklet omkring histonproteiner og danner kromatin. Denne kondensering til tæt viklede, cylindriske bundter styrker DNA'et og beskytter det mod beskadigelse under mitosens mekaniske kræfter.

Hvert kondenseret kromosom har en centromer - en specialiseret region, der tjener som fastgørelsespunkt for spindelmikrotubuli, hvilket muliggør præcis adskillelse af kromatider under celledeling.

Søger efter pauser

Før mitosen kan fortsætte, udfører cellen en omfattende inspektion af det replikerede DNA i G2-fasen. Dedikerede DNA-skade-respons-proteiner scanner for hak, brud eller uoverensstemmelser. Hvis der opdages defekter, standser kontrolpunktmaskineriet progressionen, hvilket tillader reparationsprocesser at rette problemerne. Først efter at have passeret G2-M-kontrolpunktet går cellen videre til mitose.