Hur förbereder interphase en cell att dela upp

Livscykeln i cellen är känd som cellcykeln. Det består av en serie händelser som inträffade mellan cellens födelse och uppdelning i nya dotterceller. För att dela upp, bör en cell slutföra flera uppgifter. De viktigaste två målen är DNA-replikation och proteinsyntesen. Dessa två mål kompletteras genom en serie sekventiella händelser som finns i cellcykeln. Den eukaryota cellcykeln består av tre sekventiella perioder som kallas interfas, mitotisk fas och cytokinesen.

Denna artikel förklarar, 

1. Vad är Interphase
2. Hur förbereder interphase en cell att dela upp
      - G₁ fas
      - S-fas
      - G₂ fas
      - G₀ fas

Vad är Interphase

Interfas är den första fasen av cellcykeln, där cellen förbereder sig för den kommande kärnavdelningen. Den består av tre faser, som kallas G₁ fas, S-fas och G₂ fas. G₀ fas är en annan specialfas där cellstöd före inträde i cellcykeln hittas. Under G₁ fas syntetiserar cellen mer ribosomer och proteiner för att växa till sin rätta storlek. Under S-fas replikeras DNA och proteinerna som packar DNA syntetiseras tillsammans med mer cellmembranmaterial. Under G₂ fas, organeller uppdelas. Cellen kan också ange G₀ fas medan den är i sin G₁ fas. I allmänhet är en cell som går in i G₀ skulle antingen mognas till en speciell funktion eller inte längre komma in i cellcykeln. En cell i dess interfas visas i Figur 1.

Figur 1: En interfascell

Hur förbereder interphase en cell att dela upp

I det följande avsnittet undersöker vi hur interfasen förbereder en cell att dela genom att analysera de olika faserna i interfasen.

G₁ fas

G₁ fas är den första klyftfasen i interfasen. Under G₁ fas syntetiserar cellen proteiner för att öka cellens storlek. Koncentrationen av proteiner i en cell vid G₁ Fasen uppskattas ca 100 mg / ml. Ribosomer anses vara molekylära maskiner, som syntetiserar proteiner i cellen. Antalet ribosomer i cellen ökar också under G₁ fas. En cell går in i sin S-fas när den är sammansatt av tillräckligt med ribosomer för att syntetisera DNA-förpackningsproteiner som krävs under S-fasen. Under den sena G₁ fas, mitokondrier smälts samman och bildar ett mitokondrialt nätverk för att producera energi för cellen effektivt. Mekanism för proteinsyntes visas i figur 2.

Figur 2: Proteinsyntes

En G₁ fascell bereds av G₁ cyklin-CDK-komplexet för att komma in i S-fasen genom att främja uttrycket av transkriptionsfaktorer som främjar S-fascyklinerna. G₁ cyklin-CDK-komplexet bryter också ned S-fasinhibitorerna. Gets timing₁ fas regleras av cyklin D-CDK4 / 6, som aktiveras av G₁ cyklin-CDK-komplex. Cyklin E-CDK2-komplexet trycker cellen från G₁ till S-fasen (G₁/ S-övergång). Cyklin A-CDK2 inhiberar DNA-replikationen av S-fasen genom att demontera replikationskomplexet när cellen är vid G₁ fas. Å andra sidan av G₁/ S-kontrollpunkten, kontrolleras närvaron av tillräckliga radmaterial tillsammans med ribosomer för DNA-replikationen vid S-fasen. Övergången av G₁/ S är det hastighetsbegränsande steget i cellcykeln som är känd som restriktionspunkten.

S-fas

Syntesfasen under vilken DNA-replikationen av cellen äger rum kallas S-fasen. Eftersom DNA packas i kärnan av proteiner, syntetiseras även dessa förpackningsproteiner under S-fasen på ett länkt sätt. Förpackningsproteinerna är histoner. Under S-fasen producerar cellen ett stort antal fosfolipider. Fosfolipider är involverade i syntesen av cellmembranet liksom organets membran. Mängden fosfolipid fördubblas under S-fasen för att uppnå två dotterceller, vilka är inneslutna av membran. Mekanism för DNA-replikation visas i figur 3.

Figur 3: DNA-replikation

En stor pool av cyklin A-CDK2 aktiverar förekomsten av G₂ fas genom att avsluta S-fasen genom att reglera tidpunkten för S-fasen.

G₂ fas

Den andra mellanfasens andra mellanfas är G₂ fas där replikation av organeller förekommer i cellen. Cell tillåter ytterligare syntes av proteiner under G₂ fas. En cell vid G₂ fas består av dubbelt så mycket DNA som i G₁ fas. G₂ fas säkerställer att DNA är intakt utan några raster eller nicks. Cyclin B-CDK2 trycker G₂ fas till M-fasen (G₂/ M övergång). G₂/ M övergång är den sista kontrollpunkten innan cellen går in i mitos. Den samtidiga replikationen av DNA i ett växande embryo kontrolleras av G₂/ M kontrollpunkt, erhåller en symmetrisk cellfördelning i embryot.

G₀ fas

G₀ fas kan inträffa antingen strax efter mitos eller strax före G₁ fas. En G₁ fascell kan också komma in i G₀ fas. Inträdet i G₀ fas anses vara att lämna cellcykeln. Det betyder, G₀ fas är vilafasen, och cellen lämnar cellcykeln och stannar sin uppdelning. Några av cellerna, som går in i G₀ fas differentieras till högspecialiserade celler. Terminellt differentierade celler går aldrig in i cellcykeln igen. Vissa celler som neuroner förblir vilande permanent. Vissa celler kan emellertid lämna G₀ fas och skriv in G igen₁ fas, vilket möjliggör celldelning. Celler som njure, lever och magceller förblir halvt permanent vid G₀ fas. Vissa celler som epitelceller kommer aldrig in i G₀ fas. En översikt över faser i den eukaryota cellcykeln visas i figur 4.

Figur 4: Cellcykelfas i eukaryoter

Efter den framgångsrika slutförandet av interfasen kommer en cell att gå in i sin mitotiska delningsfas för att kunna genomgå kärnvårdsavdelningen. Nukleär division följs av cytokines, vilken är den cytoplasmatiska uppdelningen, vilket resulterar i två dotterceller genetiskt och funktionellt identiska med deras modercell.

Slutsats

Interfasen är perioden för cellcykeln som förbereder cellen att dela genom att tillhandahålla utrymmet för kärnan och organellerna. Utrymmet tillhandahålls genom att förstora cellen. Därför kan cellen fungera och dela senare av sig själv. Tre faser kan identifieras i interfasen: G₁ fas, S-fas och G₂ fas. Under G₁ fas upptar celler upptagna näringsämnen i cellen och ökar antalet ribosomer inuti cellen. Följaktligen induceras proteinsyntesen under G₁ fas. Cellen replikerar sitt genetiska material för att bibehålla en jämn ploidi genom hela sitt avkomma. Antalet ribosomer ökar också för att syntetisera histoner som erfordras för förpackning av nyligen replikerande DNA. Under G₂ fas ökar cellen antalet organeller eller fördubblar antalet organeller, vilket krävs för delningen i två nya celler. Den sekventiella karaktären hos varje fas och slutresultatet av interfasen regleras av cyklin-CD-skivor och kontrollpunkter vid varje fas.

Den metaboliska hastigheten hos cellen är också hög genom interfasen. Efter slutförandet av interfasen på ett framgångsrikt sätt går cellen in i sin mitotiska fas där cellens kärnavdelning äger rum. Kärnuppdelning följs av cytokinesis. Efter avslutad celldelning är det ultimata resultatet de två dottercellerna som är genetiskt och metaboliskt identiska med modercellen.

 Referens:
1. Nguyen D. H., Leaf Group. "Vad händer i cellfasens interfas?"

Image Courtesy:
1. "Schinterphase" Av Ymai antogs (baserat på upphovsrättskrav) - Egent arbete antaget (baserat på upphovsrättsliga krav)., (CC BY-SA 2.5) via Commons Wikimedia
2. "Proteinsyntes" Av Mayera på engelska Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons
3. "0323 DNA Replication" Av OpenStax - (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia
4. "Eukaryotisk replikationscykel" Av Boumphreyfr - Egent arbete (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons