2) G1
3) G2
4) G0
Репликация ДНК в нормальном пролиферирующем эукариотическом клеточном цикле происходит в S-фазе интерфазы. Это полуконсервативный процесс: каждая исходная цепь ДНК служит матрицей для синтеза комплементарной дочерней цепи, поэтому после удвоения каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид. Содержание ДНК увеличивается с 2C до 4C, однако число хромосом до начала митоза остается неизменным.
В G1-фазе клетка растет, синтезирует белки и подготавливает репликационный аппарат; в этот период на участках начала репликации формируются пререпликационные комплексы. В S-фазе активируются репликационные вилки: геликаза расплетает двойную спираль, праймаза синтезирует праймеры, а ДНК-полимеразы удлиняют ведущую и отстающую цепи с образованием фрагментов Оказаки. G2-фаза предназначена преимущественно для проверки полноты репликации и репарации повреждений, а G0 представляет собой состояние покоя, при котором удвоение ДНК обычно не происходит.
| Фаза клеточного цикла | Содержание ДНК | Основные процессы | Состояние репликации |
|---|---|---|---|
| G0 | Обычно 2C | Функциональный покой или терминальная дифференцировка клетки | Репликация отсутствует; выход в цикл возможен только после стимуляции |
| G1 | 2C | Рост клетки, синтез РНК и белков, подготовка к копированию генома | Происходит лицензирование начал репликации, но синтез ДНК еще не идет |
| S | От 2C до 4C | Удвоение ядерной ДНК и синтез гистонов | Активная репликация; формируются две сестринские хроматиды каждой хромосомы |
| G2 | 4C | Подготовка к митозу, накопление белков веретена деления | Новая репликация не выполняется; действует контроль полноты копирования и повреждений ДНК |
| M | 4C в материнской клетке, затем по 2C в дочерних | Конденсация хромосом, разделение сестринских хроматид и цитокинез | ДНК не синтезируется, а распределяется между дочерними клетками |
Однократность репликации обеспечивается тем, что лицензирование репликационных участков происходит до S-фазы, а повторная активация этих участков в течение одного цикла блокируется. Ошибки копирования контролируются внутри S-фазы и на контрольной точке G2/M; при необходимости запускаются механизмы репарации или клеточная гибель. Нарушение регуляции перехода G1/S и повторная репликация могут приводить к геномной нестабильности и участвуют в канцерогенезе.