INTERFEJS: CZAS TRWANIA I FAZY - BIOLOGIA - 2026

Interfejs to etap, w którym komórki rosną i rozwijają się, biorąc odżywczych ze środowiska zewnętrznego. Ogólnie cykl komórkowy dzieli się na interfejs i mitozę.

Interfejs jest odpowiednikiem „normalnego” etapu komórki, w którym materiał genetyczny i organelle komórkowe ulegają replikacji, a komórka przygotowuje się pod różnymi względami do kolejnego etapu cyklu, czyli mitozy. Jest to faza, w której komórki spędzają większość czasu.

Źródło: Plik: Cytokinesis eukaryotic mitosis.svg: LadyofHatsderivative work: Chabacano, via Wikimedia Commons

Interfejs składa się z trzech podfaz: fazy G ₁ , która odpowiada pierwszemu przedziałowi; faza S syntezy i faza G ₂ , drugi przedział. Na zakończenie tego etapu komórki przechodzą w mitozę, a komórki potomne kontynuują cykl komórkowy.

Jaki jest interfejs?

„Życie” komórki jest podzielone na kilka etapów, które składają się na cykl komórkowy. Cykl dzieli się na dwa podstawowe zdarzenia: interfejs i mitozę.

Na tym etapie można zaobserwować wzrost komórek i kopiowanie chromosomów. Celem tego zjawiska jest przygotowanie komórki do podziału.

Jak długo to trwa?

Chociaż czasowa długość cyklu komórkowego różni się znacznie między typami komórek, interfejs jest długim etapem, w którym występuje znaczna liczba zdarzeń. Komórka spędza około 90% swojego życia w interfejsie.

W typowej komórce ludzkiej cykl komórkowy może się podzielić w ciągu 24 godzin i rozłożony w następujący sposób: faza mitozy trwa mniej niż godzinę, faza S trwa około 11-12 godzin - mniej więcej połowę cyklu.

Resztę czasu dzieli się na fazy G ₁ i G ₂ . Ta ostatnia trwałaby w naszym przykładzie od czterech do sześciu godzin. Trudno jest przypisać liczbę do fazy G ₁ , ponieważ różni się ona znacznie między typami ogniw.

Na przykład w komórkach nabłonka cykl komórkowy można zakończyć w mniej niż 10 godzin. W przeciwieństwie do tego komórki wątroby potrzebują więcej czasu i mogą się dzielić raz w roku.

Inne komórki tracą zdolność do podziału wraz ze starzeniem się organizmu, jak ma to miejsce w przypadku neuronów i komórek mięśniowych.

Fazy

Interfejs jest podzielony na następujące podfazy: faza G _1, faza S i faza G ₂ . Poniżej opiszemy każdy z etapów.

Faza G

Faza G ₁ znajduje się pomiędzy mitozą a początkiem replikacji materiału genetycznego. Na tym etapie komórka syntetyzuje niezbędne RNA i białka.

Ta faza jest kluczowa w życiu komórki. Zwiększa się czułość na sygnały wewnętrzne i zewnętrzne, co pozwala zdecydować, czy komórka jest gotowa do podziału. Po podjęciu decyzji o kontynuacji komórka przechodzi do pozostałych faz.

Faza S.

Faza S pochodzi z „syntezy”. W tej fazie zachodzi replikacja DNA (proces ten zostanie szczegółowo opisany w następnej sekcji).

Faza G

Faza G ₂ odpowiada odstępowi między fazą S a następną mitozą. Tutaj zachodzą procesy naprawy DNA, a komórka dokonuje ostatnich przygotowań do rozpoczęcia podziału jądra.

Kiedy ludzka komórka wchodzi w fazę G ₂ , ma dwie identyczne kopie swojego genomu. Oznacza to, że każda z komórek ma dwa zestawy 46 chromosomów.

Te identyczne chromosomy nazywane są chromatydami siostrzanymi, a materiał jest często wymieniany podczas interfejsu, w procesie znanym jako wymiana chromatyd siostrzanych.

Faza G

Istnieje dodatkowy etap, G ₀ . Mówi się, że komórka wchodzi w „G ₀ ”, gdy przestaje się dzielić przez długi okres czasu. Na tym etapie komórka może rosnąć i być aktywna metabolicznie, ale nie następuje replikacja DNA.

Wydaje się, że niektóre komórki zostały uwięzione w tej niemal „statycznej” fazie. Wśród nich można wymienić komórki mięśnia sercowego, oka i mózgu. Jeśli te komórki są uszkodzone, nie ma naprawy.

Komórka wchodzi w proces podziału dzięki różnym bodźcom, wewnętrznym lub zewnętrznym. Aby tak się stało, replikacja DNA musi być dokładna i kompletna, a komórka musi mieć odpowiednią wielkość.

Replikacja DNA

Najważniejszym i najdłuższym zdarzeniem na granicy faz jest replikacja cząsteczki DNA. Komórki eukariotyczne prezentują materiał genetyczny w jądrze otoczonym błoną.

To DNA musi się replikować, aby komórka mogła się podzielić. Zatem termin replikacja odnosi się do zdarzenia duplikacji materiału genetycznego.

Kopiowanie DNA komórki musi mieć dwie bardzo intuicyjne cechy. Po pierwsze, kopia musi być jak najdokładniejsza, innymi słowy, proces musi być wierny.

Po drugie, proces musi być szybki, a rozmieszczenie mechanizmu enzymatycznego niezbędnego do replikacji musi być wydajne.

Replikacja DNA jest półkonserwatywna

Przez wiele lat stawiano różne hipotezy na temat tego, jak może zachodzić replikacja DNA. Dopiero w 1958 roku naukowcy Meselson i Stahl doszli do wniosku, że replikacja DNA jest półkonserwatywna.

„Semikonserwatywny” oznacza, że ​​jedna z dwóch nici tworzących podwójną helisę DNA służy jako szablon do syntezy nowej nici. W ten sposób końcowym produktem replikacji są dwie cząsteczki DNA, z których każda składa się z oryginalnego łańcucha i nowej.

Jak replikuje się DNA?

DNA musi przejść szereg złożonych modyfikacji, aby mógł nastąpić proces replikacji. Pierwszym krokiem jest rozwinięcie cząsteczki i rozdzielenie łańcuchów - tak jak rozpinamy nasze ubrania.

W ten sposób nukleotydy są odsłonięte i służą jako matryca dla nowej nici DNA do syntezy. Ten region DNA, w którym dwa łańcuchy rozdzielają się i kopiują się nawzajem, nazywany jest widelcem replikacyjnym.

Wszystkie wymienione procesy wspomagane są przez specyficzne enzymy - m.in. polimerazy, topoizomerazy, helikazy - o różnorodnych funkcjach, które tworzą kompleks nukleoprotein.

Bibliografia

1. Audesirk, T., Audesirk, G. i Byers, BE (2003). Biologia: Życie na Ziemi. Edukacja Pearson.
2. Boticario, CB i Angosto, MC (2009). Innowacje w raku. Artykuł redakcyjny UNED.
3. Ferriz, DJO (2012). Podstawy biologii molekularnej. Redakcja UOC.
4. Jorde, LB (2004). Genetyka medyczna. Elsevier Brazylia.
5. Rodak, BF (2005). Hematologia: podstawy i zastosowania kliniczne. Panamerican Medical Ed.