Vad är cellcykeln?

cellcykeln omfattar hela livet för en cell från födseln till dess död. Det är tiden från bildandet av en cell från sin modercell till dess uppdelning i sina dotterceller.en viktig del av cellcykeln är celldelning, processen där en cell replikeras för att bilda antingen två dotterceller, genom mitosprocessen eller asexuell reproduktion; eller fyra dotterceller, genom meiosprocessen eller sexuell reproduktion. Denna uppdelning utgör emellertid endast en liten del av cellcykeln.

faser av cellcykeln

cellcykeln i eukaryoter är vanligtvis uppdelad i två huvudfaser. Cykeln börjar först när mitos eller meios producerar en dottercell. Denna cell går in i interfas, ett långt Stadium som står för cirka 90% av cellcykeln. Efter interfas går cellen in i mitos eller meios, vilket leder till celldelning (cytokinesis) och början på en ny cellcykel i var och en av dottercellerna.

i mitos kan interfas delas vidare i tre delfaser: den första är känd som { G }_{ 1 }, för första gap eller första tillväxt; den andra är känd som S-fasen, för syntes, och den tredje är känd som { G }_{ 2 }, för andra gap eller andra tillväxt. Under de två g-faserna sker celltillväxt, proteinsyntes och enzymsyntes, medan DNA replikeras under S-fasen. DNA-replikation sker utan att öka kromosomantalet; på detta sätt finns det tillräckligt med DNA i cellen för två dotterceller, vilket bibehåller samma ploidy (antal kromosomala uppsättningar) som modercellen. Bli inte förvirrad mellan DNA-replikation och kromosomreplikation. Kromosomreplikation kommer att leda till en förändring i ploidy medan DNA-replikation inte kommer att göra det.

i meios är cellcykeln något mer komplicerad: precis som meios kan delas upp i meios i och meios II, så kan interfas. Interfas i föregår meios I och är uppdelad i G-och S-faser. Efter meios i är klar inträffar interfas II, men detta består endast av en g-fas. Efter detta inträffar meios II. De två g-faserna är väsentliga för celltillväxt och proteinsyntes, medan S-fasen är ansvarig för DNA-replikation. Efter meios i behöver DNA-replikation inte inträffa efter meios I, eftersom replikering redan har inträffat före meios I. Det är därför interfas II inte inkluderar en S-fas.

cellcykeln styrs vid flera punkter för att utlösa och samordna vissa händelser. Dessa inkluderar en { G } _ {1 }kontrollpunkt, en { G }_{ 2 } kontrollpunkt och en m-kontrollpunkt, liksom möjligheten att byta till en icke-delande { G }_{ 0 } fas är en signal ges inte. Detta är praktiskt i organismer där celler blir slitna och behöver bytas ut kontinuerligt (det är så vi växer och så småningom åldras). Under tillväxt behövs nya celler för att redogöra för den ökade kroppsstorleken (både vikt och höjd).

många händelser inträffar vid varje kontrollpunkt. I slutet av den andra tillväxtfasen, strax innan cellen går in I m-fasen kvalitetskontroll sker; cellens massa kontrolleras för att säkerställa att den har fördubblats, DNA-replikation har avslutats och att DNA inte skadas. Denna punkt kallas en mitotisk kontrollpunkt. Strax innan cellen lämnar m-fasen sker en annan kvalitetskontroll; här kontrolleras kromosominriktningen och spindelfästet på alla kromosomer kontrolleras. Innan celler går in i S-fasen av interfas går de igenom START-eller Begränsningspunkten; det är här cellens näringsstatus kontrolleras och, viktigast av allt, DNA kontrolleras igen för skador. Om du har varit uppmärksam kanske du har märkt att DNA: s integritet redan har kontrollerats en gång vid den mitotiska kontrollpunkten, detta beror på att DNA-integritet förmodligen är det viktigaste i cellen.

S-fasen av interfas

S-fasen i en cellcykel inträffar under interfas, före mitos eller meios, och är ansvarig för syntes eller replikering av DNA. På detta sätt fördubblas det genetiska materialet i en cell innan det går in i mitos eller meios, vilket gör att det finns tillräckligt med DNA för att delas upp i dotterceller. S-fasen börjar först när cellen har passerat { G }_{ 1 } kontrollpunkten och har vuxit tillräckligt för att innehålla dubbelt DNA. S-fasen stoppas av ett protein som kallas p16 tills detta händer.

P16-proteinet är avgörande för att undertrycka tumörer och har identifierats som proteinet som förhindrar att vissa cancerformer händer. Det motverkar aktiviteterna hos cyklinberoende kinasproteiner som är ansvariga för signalering när cellen är redo att gå igenom till nästa fas. Kinaserna signalerar detta genom fosforylering av retinoblastomprotein (pRB) som när den är aktiv berättar för cellen att gå vidare till nästa fas.

den viktigaste händelsen som inträffar i S-fasen är replikationen av DNA. Syftet med denna process är att producera dubbelt så mycket DNA som utgör grunden för dottercellernas kromosomuppsättningar. DNA-replikation börjar vid en punkt där regulatoriska förreplikationskomplex är fästa vid DNA i { G }_{ 1}-fasen. Dessa komplex fungerar som en signal för var DNA-replikation ska börja. De avlägsnas i S-fasen innan replikation börjar så att DNA-replikation inte sker mer än en gång.

förutom DNA-replikation fortsätter celltillväxt att ske genom S-fasen, och proteiner och enzymer som är nödvändiga för DNA-syntes fortsätter att produceras.

DNA-syntes

DNA-molekylen är i form av en dubbel helix. Under S-fasen avlindar ett enzym som kallas helikas DNA-strängen, på samma sätt som du skulle packa upp en dragkedja. De två enkla DNA-strängarna kan sedan användas som mallar för att bilda två identiska dubbla DNA-strängar.

ett enzym som kallas DNA-polymeras binder sedan nukleotider till var och en av de enskilda mall-DNA-strängarna med hjälp av den komplementära basparningsregeln: adenin binder till tymin och cytosin binder till guanin. På detta sätt bildas en ny dubbel helix av DNA som är identisk med originalet.

Figur 3: DNA-syntes som förekommer under S-fasen.

Efter att allt DNA har packats upp och syntetiserats i två nya DNA-strängar, flyttar cellen från denna fas till { G }_{ 1} – fasen av mitos eller profas I av meios.

varför S-fasen är viktig

DNA-syntes måste ske snabbt, eftersom de oparade basparen i DNA-strängen under replikering är sårbara för skadliga mutagener, vilket kan leda till genetiska avvikelser, cellsjukdom eller till och med celldöd. Denna fas är mycket reglerad på grund av dess betydelse för bevarande av genetiskt material. Om det finns någon skada på DNA i en cell kan den identifieras och fixeras i S-fasen.

förutom DNA-replikation är de många kontrollerna som är involverade i att säkerställa att showen fungerar smidigt avgörande för att säkerställa att cellen inte spenderar mer tid än vad som är nödvändigt i denna fas. Eventuella förseningar kan ha en kaskad effekt på tillväxthastigheter, cellbyte, och detta skulle ha negativa konsekvenser för organismen som helhet.

Biology Review

cellcykeln är processen från när en cell bildas genom delning, till den punkt där den delar sig i dotterceller. Detta inkluderar mitos eller meios och interfas. I en mitotisk cykel delas interfas upp i en första gapfas ({ G }_{ 1 }), en syntesfas och en andra gapfas ({G }_{ 2}). Under { G } _ { 1 } och { G } _ { 2 } växer cellen och proteiner och enzymer syntetiseras. Under S-fasen syntetiseras DNA i processen med DNA-replikation. I den meiotiska cykeln delas interfas i interfas i och interfas II. interfas i innefattar en gapfas (G) och en syntesfas (er), medan interfas II endast innefattar en gapfas (G).

S-fasen regleras av regulatoriska förreplikationskomplex, som signalerar var DNA-syntes bör börja; protein p16 och dess associerade partners, som hämmar cellen från att komma in i S-fasen tills den är tillräckligt stor; och regleringsvägar under DNA-replikation. Fel i denna fas kan leda till genetiska avvikelser, sjukdom eller celldöd (oplanerade celldöd, inte att förväxla med apoptos). S-fasen är också viktig för detektering och korrigering av DNA-skador.

letar du efter Biologipraxis?

kolla in våra andra artiklar om biologi.

Du kan också hitta tusentals övningsfrågor på Albert.io. Albert.io låter dig anpassa din inlärningsupplevelse för att rikta in dig på övning där du behöver mest hjälp. Vi ger dig utmanande övningsfrågor som hjälper dig att uppnå behärskning i biologi.

börja träna här.

Är du lärare eller administratör intresserad av att öka Biologistudenternas resultat?

Läs mer om våra skollicenser här.