Hoe bereidt Interphase een te verdelen cel voor
Share
De levenscyclus van de cel staat bekend als de celcyclus. Het bestaat uit een reeks gebeurtenissen die plaatsvond tussen de geboorte van de cel en de verdeling in nieuwe dochtercellen. Om te delen, moet een cel verschillende taken uitvoeren. De belangrijkste twee doelen zijn DNA-replicatie en de eiwitsynthese. Deze twee doelen worden voltooid door een reeks opeenvolgende gebeurtenissen in de celcyclus. De eukaryote celcyclus bestaat uit drie opeenvolgende perioden, interfase, mitotische fase en de cytokinese.
Dit artikel legt uit,
1. Wat is Interphase
2. Hoe bereidt Interphase een te verdelen cel voor
- G1 fase
- S-fase
- G2 fase
- G0 fase
Wat is Interphase
Interphase is de eerste fase van de celcyclus, waarbij de cel zich voorbereidt op de komende nucleaire divisie. Het bestaat uit drie fasen, die G worden genoemd1 fase, S-fase en G2 fase. G0 fase is een andere speciale fase waarin de cel rust voordat hij de celcyclus is binnengekomen. Tijdens G1 fase, de cel synthetiseert meer ribosomen en eiwitten om te groeien naar de juiste grootte. Tijdens de S-fase wordt DNA gerepliceerd en worden de eiwitten die DNA verpakken samen met meer celmembraanmateriaal gesynthetiseerd. Tijdens G2 fase, organellen delen. De cel kan ook G invoeren0 fase terwijl het in zijn G staat1 fase. Over het algemeen gaat een cel die G binnenkomt0 zou gerijpt zijn in een speciale functie of niet langer opnieuw de celcyclus ingaan. Een cel in zijn interfase wordt getoond in Figuur 1.
Figuur 1: een interfase-cel
Hoe bereidt Interphase een te verdelen cel voor
In de volgende sectie zullen we onderzoeken hoe interfase een cel voorbereidt om te delen door de verschillende fasen van de interfase te analyseren.
G1 fase
G1 fase is de eerste gap-fase van de interfase. Tijdens de G1 fase, de cel synthetiseert eiwitten om de grootte van de cel te vergroten. De concentratie van eiwitten in een cel bij G1 de fase wordt geschat op ongeveer 100 mg / ml. Ribosomen worden beschouwd als de moleculaire machines, die eiwitten in de cel synthetiseren. Het aantal ribosomen in de cel is ook verhoogd tijdens de G1 fase. Een cel komt pas in zijn S-fase wanneer hij is samengesteld uit voldoende ribosomen om DNA-verpakkingseiwitten te synthetiseren die nodig zijn tijdens de S-fase. Tijdens de late G1 fase, mitochondria worden samen gefuseerd, vormen een mitochondriaal netwerk om efficiënt energie voor de cel te produceren. Mechanisme van eiwitsynthese wordt getoond in Figuur 2.
Figuur 2: Eiwitsynthese
A G1 fasecel wordt voorbereid door de G1 cycline-CDK-complex om de S-fase binnen te gaan door de expressie van transcriptiefactoren die de S-fase-cyclinen bevorderen te bevorderen. G1 cycline-CDK-complex breekt ook de S-fase-remmers af. De timing van de G1 fase wordt geregeld door cycline D-CDK4 / 6, die wordt geactiveerd door G1 cyclin-CDK-complex. Het cycline E-CDK2-complex duwt de cel van G1 naar S-fase (G1/ S-overgang). Cycline A-CDK2 remt de DNA-replicatie van de S-fase door het replicatiecomplex te demonteren wanneer de cel op G staat1 fase. Aan de andere kant, door de G1/ S-controlepunt, wordt de aanwezigheid van de voldoende rijmaterialen samen met de ribosomen voor de DNA-replicatie bij de S-fase gecontroleerd. De overgang van G1/ S is de snelheidsbeperkende stap van de celcyclus die bekend staat als het beperkingspunt.
S-fase
De synthesefase waarin de DNA-replicatie van de cel plaatsvindt, wordt de S-fase genoemd. Omdat DNA door eiwitten in de kern wordt verpakt, worden deze verpakkingseiwitten ook tijdens de S-fase op een gekoppelde manier gesynthetiseerd. De verpakkingseiwitten zijn histonen. Tijdens de S-fase produceert de cel een groot aantal fosfolipiden. Fosfolipiden zijn betrokken bij de synthese van het celmembraan evenals het membraan van organellen. De hoeveelheid fosfolipide wordt verdubbeld tijdens de S-fase om twee dochtercellen te bereiken, die worden omhuld door membranen. Mechanisme van DNA-replicatie wordt getoond in figuur 3.
Figuur 3: DNA-replicatie
Een grote pool van cycline A-CDK2 activeert het optreden van G2 fase door de S-fase te beëindigen door de timing van de S-fase te regelen.
G2 fase
De tweede gap-fase van de interfase is G2 fase, waar de replicatie van organellen in de cel plaatsvindt. Cel maakt verdere synthese van eiwitten mogelijk tijdens de G2 fase. Een cel bij G2 fase bestaat uit tweemaal de hoeveelheid DNA dan in G1 fase. G2 fase zorgt ervoor dat het DNA intact is zonder onderbrekingen of inkepingen. Cyclin B-CDK2 duwt G2 fase naar de M-fase (G2/ M overgang). De G2/ M-overgang is het laatste controlepunt voordat de cel de mitose binnengaat. De gelijktijdige replicatie van DNA in een groeiend embryo wordt gecontroleerd door G2/ M ijkpunt, verkrijgen van een symmetrische celdistributie in het embryo.
G0 fase
G0 fase kan optreden net na mitose of net voor G1 fase. A G1 fasecel kan ook G binnengaan0 fase. De toegang tot G0 fase wordt beschouwd als het verlaten van de celcyclus. Dat betekent, G0 fase is de rustfase en de cel verlaat de celcyclus en stopt zijn deling. Sommige cellen die de G binnenkomen0 fase worden gedifferentieerd in zeer gespecialiseerde cellen. Terminaal gedifferentieerde cellen komen nooit meer in de celcyclus. Sommige cellen zoals neuronen blijven permanent in de sluimering. Sommige cellen kunnen echter G verlaten0 fase en opnieuw invoeren G1 fase, waardoor de celdeling. Cellen zoals nier-, lever- en maagcellen blijven semi-permanent bij de G0 fase. Sommige cellen zoals epitheliale cellen komen nooit in de G0 fase. Een overzicht van fasen in de eukaryotische celcyclus wordt getoond in figuur 4.
Figuur 4: Celcyclusfase in eukaryoten
Na de succesvolle voltooiing van interfase, zal een cel zijn mitotische divisiefase binnengaan om de nucleaire divisie te ondergaan. Nucleaire verdeling wordt gevolgd door cytokinese, wat de cytoplasmatische deling is, resulterend in twee dochtercellen die genetisch en functioneel identiek zijn aan hun oudercel.
Conclusie
De interfase is de periode van de celcyclus die de cel voorbereidt om te delen door de ruimte voor de kern en organellen te voorzien. Ruimte wordt geboden door de cel te vergroten. Daarom is de cel in staat om later te functioneren en te delen door zichzelf. Drie fasen kunnen worden geïdentificeerd in de interfase: G1 fase, S-fase en G2 fase. Tijdens G1 fase, de cel neemt noodzakelijke voedingsstoffen op in de cel en verhoogt het aantal ribosomen in de cel. Vandaar dat de eiwitsynthese wordt geïnduceerd tijdens de G1 fase. De cel repliceert zijn genetisch materiaal om een uniforme ploïdie te handhaven gedurende zijn nageslacht. Het aantal ribosomen is ook verhoogd om histonen te synthetiseren die vereist zijn voor het verpakken van nieuw replicerend DNA. Tijdens G2 fase, verhoogt de cel het aantal organellen of verdubbelt eenvoudig het aantal organellen, wat vereist is voor zijn opsplitsing in twee nieuwe cellen. De sequentiële aard van elke fase en het uiteindelijke resultaat van de interfase wordt geregeld door cyclin-CDks en checkpoints in elke fase.
De metabolische snelheid van de cel is ook hoog gedurende de interfase. Nadat de interfase op succesvolle wijze is voltooid, gaat de cel zijn mitotische fase binnen waar de kerndeling van de cel plaatsvindt. Nucleaire verdeling wordt gevolgd door cytokinese. Na de voltooiing van celdeling, is het uiteindelijke resultaat de twee dochtercellen die genetisch en metabolisch identiek zijn aan de oudercel.
Referentie:
1. Nguyen D. H., Leaf Group. "Wat gebeurt er in de interfase van de celcyclus?"
Afbeelding met dank aan:
1. "Schinterphase" door Ymai verondersteld (op basis van auteursrechtclaims) - Eigen werk verondersteld (gebaseerd op auteursrechtclaims)., (CC BY-SA 2.5) via Commons Wikimedia
2. "Proteïnenynthese" door Mayera op de Engelse taal Wikipedia (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
3. "0323 DNA-replicatie" door OpenStax - (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia
4. "Eukaryote replicatiecyclus" door Boumphreyfr - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
