Sisu
- Millal lahtrid sisenevad erinevatesse faasidesse?
- Rakutsükli sammud
- G2 faasi sisenemine
- Mis juhtub G2 faasis?
- G2 / M faasi kontrollpunkt
- G2 faasist lahkumine
Kui eukarüootsed rakud jagunevad, läbivad nad keeruka protsessi, millel on neli peamist etappi, sealhulgas G2 faas. rakutsükkel Siia kuuluvad sellised rakud nagu kasvu, DNA replikatsioon ja mitoos (rakubioloogia kriitiline teema).
Kuna eukarüootsetel rakkudel on tuum, mida tuleb samuti dubleerida, on üldine protsess keerukam kui binaarne lõhustumine, mida kasutavad prokarüootsed rakud, millel puudub tuum.
Mitoosi faas on rakkude jagunemise viimane etapp. Selle tulemuseks on kaks uut tütarrakku, millest mõlemas on täielik DNA komplement, tuum ja organellid. Kui lahter peaks jagamise lõpetama, väljub see rakutsüklist ja siseneb G0 faasi.
Kui lahter jaguneb uuesti, siseneb see lahtrisse faasidevaheline kahe lahtrijaotuse vahel. Interfaasi kolm osa on G1 faas (või Gap 1 faas), millele järgneb S-faas (või valkude ja DNA sünteesi faas) ja lõpuks G2 faas (või 2. lõhe faas), mis eelneb järgmisele mitoosi faasile.
Millal lahtrid sisenevad erinevatesse faasidesse?
Rakkude jagunemine mitoosi kaudu on rakkude paljunemise aseksuaalne vorm, mida kasutatakse rohkem sama tüüpi rakkude tootmiseks. Kõrgemad loomarakud kasutavad mitoosi uute rakkude tootmiseks, sealhulgas rakud, mis kiiresti kuluvad, näiteks naharakud. Protsessi kasutatakse ka kudede kasvu ajal, näiteks noorloomadel või kahjustuste parandamiseks.
Mõnedes kudedes, kui organismil on vajalik arv kindlat tüüpi rakke, pole uusi rakke vaja ja olemasolevad rakud sisenevad G0 faasi, kus nad enam ei paljune. See kehtib eriti väga diferentseerunud rakkude nagu närvirakkude kohta. Kui ajus või seljaajus on õige arv rakke, siis närvirakud ei jagune, et toota rohkem.
Kui lahter peab uuesti jagunema, siseneb see järgmistesse faasidesse:
Rakutsükli sammud
1. G1 lõhe faas
See on raku jagunemise ja DNA replikatsiooni vahe. rakk saab valmis järgmiseks jagunemiseks rakutsüklis või väljub rakutsüklist ja siseneb G0-sse.
2. S sünteesi faas
Rakk on pühendunud järgmise rakkude jagunemise alustamisele ja teeb selle DNA koopiad samal ajal sünteesides raku jagunemiseks vajalikke lisavalke.
3. G2 lõhe faas
See on lõhe DNA replikatsiooni ja mitoosi vahel. Rakk reprodutseerib oma organellid ja veendub, et kõik oleks korras lõhenemiseks valmis.
G2 faasi sisenemine
Pärast raku kasvu Gl-faasi ajal ja DNA replikatsiooni S-faasi ajal on rakk valmis sisenema G2-faasi. G2 nimetatakse lõhefaasiks, kuna edasist rakujagunemise spetsiifilist progressi ei toimu. Selle asemel on kõrge ettevalmistustase ja kontrollimine veendumaks, et kõik on eduka mitoosi jaoks paigas.
Enne G2-faasi algust peab raku iga kromosoom olema dubleeritud ning raku lisamembraanide ja rakustruktuuride jaoks vajalikud valgud peavad olema olemas.
G2 alguses hakkavad paljunema sellised organellid nagu mitokondrid ja lüsosoomid. Nendel organellidel on oma DNA ja nad võivad hakata iseseisvalt jagunema, kuid rakk peab ise looma täiendavaid ribosoome, et rahuldada kahe võimaliku tütarraku vajadusi.
Mis juhtub G2 faasis?
G2-etapil on kaks peamist funktsiooni.
Esiteks peab lahter seda tegema kontrollige, kas kõik on valmis mitoosi jaoks ja peab parandage kõik puudused. Kui lahter tuvastab suuri probleeme, mida ei saa kohe lahendada, võib see katkestada rakutsükli ja peatada jagunemise. G2 faasis kontrollib organism, et uued rakud ei oleks defektsed.
Rakkude kontrollimise käigus kontrollitakse, kas DNA on korrektselt replitseeritud ja kas kahe raku jaoks on piisavalt materjali. DNA ahelad peavad olema täielikud, ilma pausideta ja algses raku ahelas peab olema õige arv kaks korda. Kui rakk leiab pausi, on DNA ahel parandatud.
Kaks uut rakku peavad olema ümbritsetud tervete membraanidega ja korralikult töötama peavad mõlemad saama piisavalt rakumaterjale. G2 faasi ajal sünteesitakse sageli lisavalku ja organellid paljunevad, kuni kahe raku jaoks on piisavalt.
Samuti võib toota muid rakumaterjale, näiteks membraani lipiide. Kogu selle tegevuse korral rakk sageli kasvab oluliselt G2 ajal.
G2 / M faasi kontrollpunkt
Kaugelearenenud organismidel, näiteks selgroogsetel, on spetsialiseerunud ja diferentseerunud rakud, mis koordineerivad nende tegevust ja toetuvad üksteisele paljude funktsioonide täitmisel. Seetõttu on need organismid rakkude lagunemise ja defektsete rakkude suhtes väga tundlikud.
Et vältida rakkude moodustamist, mis ei tööta korralikult, on paljudel loomadel rakkude jagunemise kontrollpunkt hiline G2 faas. Lahter on kontrollinud paljusid põhifaktoreid ja tulemused vaadatakse kontrollpunktis üle.
Kui lahter leidis mõningaid probleeme ja suutis need lahendada, läbib see kontrollpunkti ja lahtri jagamisel lubatakse toimuda. Kui probleemid püsivad, siis lahter ei jagune ja proovib enne lahtri jagamise protsessi jätkamist probleemid lahendada.
Konkreetsed hinnangud kontrollpunktis tehtavad toimingud hõlmavad järgmist:
G2 faasist lahkumine
Kui G2 kontrollpunkt on läbitud, saab rakk mitoosiks valmistuda. Mitoosi esimene etapp on profaas, mille käigus toimub ettevalmistus kromosoomide migreerumiseks raku vastaskülgedesse. Kui rakk lahkub G2 faasist, vabanevad mitoosi funktsioone soodustavad valgud.
Rakk alustab jagunemisprotsessi.
Rakust lahkudes G2-st läbi viidud põhifunktsioonid käivitatakse valgukompleksiga, mida nimetatakse MPF või mitoosi soodustav tegur. Kui esimesed mitoosifunktsioonid on käimas, neutraliseeritakse MPF.
Sel hetkel on hakanud moodustuma mitoosivõllid ja tuumaümbris on hakanud lagunema. Kopeeritud DNA on kromatiini kujul ja see kondenseerub uute kromosoomide moodustamiseks.
Kuigi G2 faas on arenenud organismide rakukasvu kontrollimisel oluline tegur, pole see rakkude jagunemiseks hädavajalik. Mõned primitiivsed eukarüootsed rakud ja mõned vähirakud võivad minna DNA replikatsiooni S-faasist otse mitoosi.
G2 faasi puudumine välistab kontrollpunkti, mida saab kasutada kudede kasvu kontrollimiseks, ja aitab mõnel vähil kiiresti levida.
Normaalsed rakud arenenud loomade kudedes vajavad G2 faasi ja selle kontrollpunkti, et tagada organismi ja selle kudede kõigi rakkude kooskõlastatud kasv. Kui lahter lahkub G2 faasist ja on vastava kontrollpunkti edukalt läbinud, a rakkude edukas jagunemine kahe funktsionaalse tütarrakuga muutub palju tõenäolisemaks.