Жизненный цикл клетки известен как клеточный цикл. Он состоит из серии событий, произошедших между рождением клетки и делением на новые дочерние клетки. Чтобы разделиться, клетка должна выполнить несколько задач. Две наиболее важные цели - это репликация ДНК и синтез белка. Эти две цели достигаются посредством серии последовательных событий клеточного цикла. Цикл эукариотических клеток состоит из трех последовательных периодов, называемых интерфазой, митотической фазой и цитокинезом.

В этой статье объясняется,

1. Что такое интерфаза 2. Как интерфаза подготавливает клетку к делению - ГРАММ₁ фаза - S фаза - G₂ фаза - G₀ фаза

Что такое интерфаза

Интерфаза - это первая фаза клеточного цикла, на которой клетка готовится к предстоящему делению ядра. Он состоит из трех фаз, которые называются G₁ фаза, фаза S и G₂ фаза. грамм₀ Фаза - это еще одна особая фаза, на которой клетка отдыхает перед тем, как войти в клеточный цикл. Во время G₁ В фазе клетка синтезирует больше рибосом и белков, чтобы вырасти до своего надлежащего размера. Во время S-фазы ДНК реплицируется, и белки, которые упаковывают ДНК, синтезируются вместе с дополнительным материалом клеточных мембран. Во время G₂ фаза, органеллы делятся. В клетку также может входить G₀ фаза, пока он находится в его G₁ фаза. Обычно ячейка, попадающая в G₀ либо созреет до особой функции, либо больше не будет повторно входить в клеточный цикл. Ячейка в межфазной фазе показана на рисунке 1.

Рисунок 1: Межфазная ячейка

Как интерфаза подготавливает клетку к делению

В следующем разделе мы рассмотрим, как интерфаза подготавливает клетку к делению, анализируя различные фазы интерфазы.

грамм₁ фаза

грамм₁ фаза - это первая фаза разрыва межфазной границы. Во время G₁ В фазе клетка синтезирует белки, чтобы увеличить размер клетки. Концентрация белков в клетке при G₁ фаза оценивается примерно в 100 мг / мл. Рибосомы считаются молекулярными машинами, которые синтезируют белки в клетке. Количество рибосом в клетке также увеличивается во время G₁ фаза. Клетка входит в свою S-фазу только тогда, когда она состоит из достаточного количества рибосом, чтобы синтезировать ДНК-упаковку белков, необходимых во время S-фазы. Во время позднего G₁ В фазе митохондрии сливаются вместе, образуя митохондриальную сеть, чтобы эффективно производить энергию для клетки. Механизм синтеза белка показан на рисунке 2.

Рисунок 2: Синтез белка

A G₁ фазовая ячейка изготовлена ​​G₁ Комплекс циклин-CDK вступает в S-фазу, способствуя экспрессии факторов транскрипции, которые стимулируют циклины S-фазы. грамм₁ Комплекс циклин-CDK также разрушает ингибиторы S-фазы. Время G₁ фаза регулируется циклином D-CDK4 / 6, который активируется G₁ комплекс циклин-CDK. Комплекс циклин E-CDK2 выталкивает клетку из G₁ в фазу S (G₁/ S переход). Циклин A-CDK2 ингибирует репликацию ДНК в S-фазе, разбирая репликационный комплекс, когда клетка находится в G₁ фаза. С другой стороны, G₁/ S: проверяется наличие достаточного количества материалов ряда вместе с рибосомами для репликации ДНК в S-фазе. Переход G₁/ S - это этап клеточного цикла, ограничивающий скорость, который известен как точка ограничения.

Фаза S

Фаза синтеза, во время которой происходит репликация ДНК клетки, называется S-фазой. Поскольку ДНК упакована в ядре белками, эти упаковывающие белки также синтезируются во время фазы S связанным образом. Упаковочные белки представляют собой гистоны. Во время S-фазы клетка вырабатывает большое количество фосфолипидов. Фосфолипиды участвуют в синтезе клеточной мембраны, а также мембраны органелл. Количество фосфолипида удваивается во время фазы S, чтобы получить две дочерние клетки, которые окружены мембранами. Механизм репликации ДНК показан на рисунке 3.

Рисунок 3: Репликация ДНК

Большой пул циклина A-CDK2 активирует возникновение G₂ фаза, завершив S-фазу, регулируя время S-фазы.

грамм₂ фаза

Вторая фаза промежутка межфазной границы - G₂ фаза, когда в клетке происходит репликация органелл. Клетка обеспечивает дальнейший синтез белков во время G₂ фаза. Ячейка в G₂ фаза состоит из вдвое большего количества ДНК, чем в G₁ фаза. грамм₂ Фаза гарантирует целостность ДНК без разрывов и царапин. Циклин B-CDK2 толкает G₂ фазу в фазу M (G₂/ M переход). G₂Переход / M - это последняя контрольная точка перед входом клетки в митоз. Одновременная репликация ДНК в растущем эмбрионе проверяется G₂/ M checkpoint, получение симметричного распределения клеток в эмбрионе.

грамм₀ фаза

грамм₀ фаза может происходить либо сразу после митоза, либо непосредственно перед G₁ фаза. A G₁ фазовая ячейка также может входить в G₀ фаза. Вступление в G₀ фаза считается выходом из клеточного цикла. Это означает, что G₀ Фаза - это фаза покоя, и клетка покидает клеточный цикл и останавливает свое деление. Некоторые из ячеек, которые входят в G₀ фазы дифференцируются в высокоспециализированные клетки. Окончательно дифференцированные клетки никогда больше не входят в клеточный цикл. Некоторые клетки, такие как нейроны, постоянно остаются бездействующими. Однако некоторые клетки могут оставлять G₀ фаза и снова войдите в G₁ фаза, позволяющая деление клеток. Клетки, такие как клетки почек, печени и желудка, полупостоянно остаются на G₀ фаза. Некоторые клетки, такие как эпителиальные клетки, никогда не попадают в G₀ фаза. Обзор фаз клеточного цикла эукариот представлен на рисунке 4.

Рисунок 4: Фаза клеточного цикла у эукариот

После успешного завершения интерфазы клетка войдет в фазу митотического деления, чтобы пройти ядерное деление. За делением ядра следует цитокинез, то есть цитоплазматическое деление, в результате которого образуются две дочерние клетки, генетически и функционально идентичные своей родительской клетке.

Заключение

Интерфаза - это период клеточного цикла, который подготавливает клетку к делению, обеспечивая пространство для ядра и органелл. Пространство обеспечивается за счет увеличения ячейки. Следовательно, клетка способна функционировать и позже делиться самостоятельно. В интерфазе можно выделить три фазы: G₁ фаза, фаза S и G₂ фаза. Во время G₁ В фазе клетка поглощает необходимые питательные вещества и увеличивает количество рибосом внутри клетки. Следовательно, синтез белка индуцируется во время G₁ фаза. Клетка реплицирует свой генетический материал, чтобы поддерживать однородную плоидность во всем потомстве. Количество рибосом также увеличивается для синтеза гистонов, необходимых для упаковки вновь реплицирующейся ДНК. Во время G₂ В фазе клетка увеличивает количество органелл или просто удваивает количество органелл, необходимое для ее деления на две новые клетки. Последовательный характер каждой фазы и конечный результат интерфазы регулируются cyclin-CDks и контрольными точками на каждой фазе.

Скорость метаболизма клетки также высока на протяжении всей интерфазы. После успешного завершения интерфазы клетка входит в свою митотическую фазу, где происходит ядерное деление клетки. Ядерное деление сопровождается цитокинезом. После завершения деления клетки конечным результатом являются две дочерние клетки, которые генетически и метаболически идентичны родительской клетке.

Ссылка: 1. Нгуен Д. Х., Leaf Group. «Что происходит в промежуточной фазе клеточного цикла?»

Изображение предоставлено: 1. «Schinterphase» Предполагается Ymai (на основании заявлений об авторских правах) - Предполагается собственная работа (на основании заявлений об авторских правах), (CC BY-SA 2.5) через Commons Wikimedia2. «Proteinsynthesis» Майера из англоязычной Википедии (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia3. «Репликация ДНК 0323» от OpenStax - (CC BY 4.0) через Commons Wikimedia4. «Цикл репликации эукариот» Бумфрейфр - собственная работа (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia