שלב G2: מה קורה בשלב המשנה הזה של מחזור התא?

תוֹכֶן

• מתי נכנסים תאים לשלבים השונים?
• שלבי מחזור התא
• כניסה לשלב ה- G2
• מה קורה בשלב G2?
• מחסום שלב G2 / M
• יציאה משלב ה- G2

כאשר התאים האוקריוטים מתחלקים הם עוברים תהליך מורכב עם ארבעה שלבים עיקריים, כולל שלב G2. ה מחזור תאים כולל שלבים כמו צמיחת תאים, שכפול DNA ומיטוזה (נושא קריטי בביולוגיה של התא).

מכיוון שלתאים האוקריוטים יש גרעין שצריך לשכפל גם אותו, התהליך הכולל מסובך יותר מהביקוע הבינארי בו משתמשים תאים פרוקריוטים, אשר חסרי גרעין.

שלב המיטוזה הוא השלב האחרון בחלוקת התא. התוצאה היא שני תאי בת חדשים, שלכל אחד מהם השלמה מלאה של DNA, גרעין ואורגנלים. אם התא אמור להפסיק להתחלק, הוא יוצא ממעגל התא ונכנס לשלב ה- G0.

אם התא אמור להתחלק, הוא נכנס לתא שלב בין שתי חלוקות תאים. שלושת החלקים של הממשק הם שלב G1 (או שלב פער 1) ואחריו שלב S (או שלב סינתזת חלבון ו- DNA) ולבסוף שלב G2 (או שלב פער 2) שקדם לשלב המיטוזה הבא.

מתי נכנסים תאים לשלבים השונים?

חלוקת תאים באמצעות מיטוזה היא סוג א-מיני של כפל תאים המשמש לייצור יותר מאותו סוג של תא. תאים בעלי חיים גבוהים יותר משתמשים במיטוזה כדי לייצר תאים חדשים הכוללים תאים שנשחקים במהירות כמו תאי עור. התהליך משמש גם במהלך גידול רקמות כמו אצל בעלי חיים צעירים או לתיקון נזקים.

ברקמות מסוימות, ברגע שיש לאורגניזם את המספר הדרוש של תאים מסוג מסוים, אין צורך בתאים חדשים, והתאים הקיימים נכנסים לשלב ה- G0 בו הם כבר לא מתרבים. זה נכון במיוחד לגבי תאים מובחנים מאוד כמו תאי עצב. ברגע שיש למוח או לחוט השדרה את המספר הנכון של תאים, תאי העצב אינם מתחלקים לייצור יותר.

אם התא צריך להתחלק שוב, הוא נכנס לשלבים הבאים:

שלבי מחזור התא

1. שלב הפער G1

זה הפער בין חלוקת תאים לשכפול DNA. ה התא מתכונן עבור החלוקה הבאה שלה במחזור התא או שהוא יוצא ממעגל התא ונכנס ל- G0.

2. שלב הסינתזה של S

התא מחויב להתחיל את חלוקת התא הבאה ועושה עותקים של ה- DNA שלו תוך סינתזת חלבונים נוספים הנדרשים לחלוקת תאים.

3. שלב הפער G2

זה הפער בין שכפול DNA למיטוזה. התא משכפל את האברונים שלו ודואג שהכול יהיה מוכן לפיצול.

כניסה לשלב ה- G2

לאחר צמיחת תאים בשלב G1 ושכפול DNA בשלב S, התא מוכן להיכנס לשלב ה- G2. G2 נקרא שלב פער מכיוון שלא מתרחשת התקדמות ספציפית נוספת לחלוקת תאים. במקום זאת ישנן דרגות הכנה גבוהות בודק כדי לוודא שהכל במקום למיטוזה מוצלחת.

לפני שתוכל להתחיל שלב ה- G2, כנראה שכפול של כל כרומוזום בתא, וחלבונים הנדרשים לממברנות התא הנוספות ולמבני התא חייבים להיות קיימים.

בתחילת G2 מתחילים להתרבות האברונים כמו המיטוכונדריה והליזוזומים. לאורגנלים אלה יש DNA משלהם ויכולים להתחיל להתחלק באופן עצמאי, אך התא עצמו צריך ליצור ריבוזומים נוספים בכדי לספק את צרכיהם של שני תאי הבת הפוטנציאליים.

מה קורה בשלב G2?

לשלב ה- G2 יש שני פונקציות עיקריות.

ראשית, התא צריך בדוק שהכל מוכן למיטוזה, וזה חייב תקן כל ליקוי. אם התא מגלה בעיות עיקריות שלא ניתן לתקן מייד, הוא עלול להפריע למחזור התא ולעצור את תהליך החלוקה. שלב ה- G2 הוא המקום בו האורגניזם מוודא כי כל תאים חדשים אינם פגומים.

הבדיקות שהתא מתחייב כוללות אימות כי ה- DNA עבר עותק משופר כראוי וכי יש מספיק חומר לשני תאים. גדילי ה- DNA צריכים להיות שלמים, ללא הפסקות, וצריך להיות המספר הנכון של פי שניים מגדולי התא המקורי. אם התא מוצא הפסקה, גדיל ה- DNA הוא מתוקן.

את שני התאים החדשים צריך להיות סגור על ידי ממברנות שלמות, וכל אחד מהם צריך לקבל מספיק חומר תאים כדי לתפקד כראוי. בשלב ה- G2, לעתים קרובות מסונתז חלבון נוסף, והאברונים מתרבים עד שיש מספיק לשני תאים.

ניתן לייצר גם חומרים תאים אחרים כמו ליפידים לקרום. עם כל הפעילות הזו, התא לעיתים קרובות גדל באופן משמעותי במהלך G2.

מחסום שלב G2 / M

אורגניזמים מתקדמים כמו בעלי חוליות הם בעלי תאים מיוחדים ומובחנים המתאמים את פעילותם וסומכים זה על זה עבור פונקציות רבות. כתוצאה מכך, אורגניזמים אלה רגישים מאוד לפירוק תאים ולתאים לקויים.

כדי להימנע מיצירת תאים שאינם פועלים כראוי, לבעלי חיים רבים יש מחסום חלוקת תאים בסוף שלב ה- G2. התא אימה המון גורמי מפתח והתוצאות נבדקות במחסום.

אם התא מצא כמה בעיות והצליח לתקן אותן, הוא יעבור את המחסום, וחלוקת התא תאפשר להמשיך. אם הבעיות נמשכות, התא לא יחלק וינסה לתקן את הבעיות לפני שתמשיך בתהליך חלוקת התא.

הערכות ספציפיות שבוצע במחסום כולל:

יציאה משלב ה- G2

לאחר מעבר מחסום G2, התא יכול להיערך למיטוזה. השלב הראשון של המיטוזה הוא ה פרובאז, שבמהלכו מתקיימות ההכנות להעברת הכרומוזומים לקצוות מנוגדים של התא. כאשר התא עוזב את שלב ה- G2, חלבונים המקדמים את תפקודי המיטוזה משתחררים.

התא מתחיל בתהליך החלוקה.

פונקציות מפתח המתבצעות עם עזיבת התא G2, יוזמות על ידי קומפלקס חלבון הנקרא MPF או ה- גורם מקדם מיטוזה. ברגע שמתרחשות תפקודי המיטוזה הראשונים, נוטרל MPF.

בשלב זה התחילו להיווצר צירי המיטוזה והמעטפה הגרעינית החלה להתפרק. ה- DNA המשוכפל הוא בצורת כרומטין, והוא מתמצם ליצירת הכרומוזומים החדשים.

בעוד שלב ה- G2 הוא גורם חשוב בבקרת צמיחת תאים עבור אורגניזמים מתקדמים, הוא אינו חיוני לחלוקת תאים. חלק מהתאים האוקריוטים הפרימיטיביים וחלק מהתאים הסרטניים יכולים לעבור ישירות משלב ה- S של שכפול ה- DNA למיטוזה.

היעדר שלב ה- G2 מבטל מחסום שניתן להשתמש בו כדי לשלוט על צמיחת הרקמות ומסייע לסוגי סרטן להתפשט במהירות.

תאים תקינים ברקמות של בעלי חיים מתקדמים זקוקים לשלב ה- G2 ולמחסום שלו כדי להבטיח שכל תאי האורגניזם ורקמותיו גדלים בצורה מתואמת. כאשר תא עוזב את שלב ה- G2 ועבר בהצלחה את המחסום המתאים, א חלוקת תאים מצליחה עם שני תאי בת פונקציונליים הופך להיות הרבה יותר סביר.