Мітоз-це процес поділу клітин, в результаті якого утворюються дві дочірні клітини. Однак перед поділом клітина повинна подвоїти свій генетичний матеріал-ДНК. Подвоєння ДНК в мітозі-це складний і точний процес, який відбувається на емпірично визначених місцях і складається з декількох етапів.
Місця подвоєння ДНК в мітозі визначаються спеціальними структурами, які називаються фабриками реплікації. Реплікаційні фабрики складаються з безлічі білків, які зв'язуються з ДНК і забезпечують точність подвоєння. Їх розташування в клітині також є строго регульованим, щоб мінімізувати можливість помилок і зберегти геномічну цілісність.
Процес подвоєння ДНК в мітозі складається з декількох етапів. Перший етап називається ініціацією і починається з розмотування двох спіралей ДНК, щоб можна було додати комплементарні нуклеотиди. Далі йде етап подовження, на якому нові нуклеотиди додаються до кожного розмотаного ланцюга ДНК. Цей процес виконується ферментами, які називаються ДНК-полімеразами, які полімеризують нові нуклеотиди до шаблону ланцюга ДНК. Нарешті, результатом подвоєння ДНК є дві однакові молекули ДНК, кожна з яких складається з одного шаблонного ланцюга та одного синтезованого ланцюга.
Роль ДНК у клітинному поділі
Дезоксирибонуклеїнова кислота, або ДНК, відіграє важливу роль у процесі поділу клітин. Вона містить генетичну інформацію, необхідну для формування нових клітин і передачі спадкових характеристик від одного покоління до іншого.
У процесі поділу клітини, ДНК проходить через кілька важливих етапів, які забезпечують точне подвоєння генетичної інформації. Ці етапи включають розділення двох ланцюгів ДНК, синтез нових комплементарних ланцюгів, і подальше Пакування нових наборів хромосом в окремі ядерця.
Перший етап поділу клітини-інтерфаза, під час якого ДНК розташовується у вигляді довгих ниток всередині ядра. Потім настає фаза подвоєння ДНК, коли два ланцюги ДНК відокремлюються і кожен ланцюг служить матрицею для синтезу нового комплементарного ланцюга. Трансфер ДНК на наступну стадію кутовий поділу. Нові хромосоми хромосоми утворюються навколо ДНК і мігрують до хромосом.
В результаті, кожна нова клітина отримує точну копію генетичної інформації від батьківської клітини, і може продовжувати розвиватися і виконувати свої спеціалізовані функції.
- ДНК містить генетичну інформацію;
- Подвоєння ДНК відбувається під час фази подвоєння та інтерфази;
- Поділ ДНК здійснюється під час фази кутового поділу;
- Нові хромосоми утворюються навколо подвоєної ДНК.
Місця подвоєння ДНК в мітозі
Місця подвоєння ДНК в мітозі називаються репліконами. Реплікон-це ділянка ДНК, яка ніби працює незалежно від інших ділянок молекули ДНК. У кожному репліконі утворюється бульбашка реплікації, де дві дволанцюгові молекули ДНК починають розділятися і подвоюватися.
Місця подвоєння ДНК в мітозі розташовані на хромосомах і утворюють деякі характерні структури. Наприклад, у центральній частині хромосоми утворюється спеціальна структура, яка називається реплікаційною вилкою. Реплікаційна вилка має вигляд вилки з двома протяжними рукавами. Кожен з цих рукавів фіксується на матричному ланцюзі і просувається в протилежних напрямках, утворюючи нові комплементарні ланцюги ДНК.
На мітотичному спіралес під мікроскопом видно, що місця подвоєння ДНК являють собою світлі смуги, звані інтерфазними плямами. Інтерфазні плями позначають активні ділянки хромосом, де відбувається подвоєння ДНК в мітозі. Таким чином, можна сказати, що місця подвоєння ДНК в мітозі є ключовими районами, де відбувається реплікація ДНК і створення копії генетичного матеріалу.
Етапи подвоєння ДНК в мітозі
Подвоєння ДНК відбувається в кілька етапів:
| Етап | Опис |
| 1 | Ініціація: на молекулі ДНК утворюються "розвилки" - відкриті області, де реплікація починається. Це відбувається завдяки ферментам, які називаються реплікаторами, які розділяють два ланцюги ДНК і беруть участь у синтезі нових нуклеотидів. |
| 2 | Реплікація: реплікатори приєднуються до "розвилок" і починають синтезувати нові нуклеотиди на кожному ланцюзі ДНК. Процес реплікації йде в напрямку від 5' до 3' кінця і протікає за принципом комплементарності підстав (аденін з'єднується з тиміном, гуанін - з цитозином). |
| 3 | Термінування: після закінчення синтезу нових нуклеотидів, реплікація ДНК завершується. Реплікатори від'єднуються від молекули ДНК і утворюється дві ідентичні молекули ДНК, що складаються з однієї старої і однієї нової ланцюга. |
Ці етапи подвоєння молекули ДНК забезпечують точне копіювання генетичної інформації і дозволяють кожній новоствореній клітині отримати повний набір генетичного матеріалу для своєї життєдіяльності.