2) пресинтетический
3) синтетический (+)
4) профазы
Репликация хромосом происходит в синтетический, или S-период интерфазы клеточного цикла. В этот момент удваивается ДНК каждой хромосомы: образуются две генетически идентичные сестринские хроматиды, соединённые в области центромеры. Процесс имеет полуконсервативный характер: каждая дочерняя молекула ДНК содержит одну исходную и одну вновь синтезированную цепь.
Репликация начинается в многочисленных точках начала репликации и включает расплетание двойной спирали хеликазой, синтез праймеров, удлинение цепей ДНК-полимеразой в направлении 5′→3′ и последующее соединение фрагментов отстающей цепи. В пресинтетическом периоде G1 происходит подготовка к репликации и лицензирование участков начала, а в постсинтетическом периоде G2 — контроль полноты удвоения ДНК и подготовка к митозу. В профазе митоза хромосомы уже реплицированы и лишь конденсируются, поэтому сама репликация в этой фазе не происходит.
| Период клеточного цикла | Содержание ДНК | Состояние хромосом | Основные процессы |
|---|---|---|---|
| G1, пресинтетический период | 2C | Каждая хромосома представлена одной хроматидой | Рост клетки, синтез белков, подготовка и лицензирование участков репликации |
| S, синтетический период | От 2C до 4C | Формируются две сестринские хроматиды | Репликация ДНК, синтез гистонов, удвоение генетического материала |
| G2, постсинтетический период | 4C | Хромосомы состоят из двух сестринских хроматид | Репарация повреждений, контроль завершённости репликации, подготовка к митозу |
| Профаза и метафаза митоза | 4C | Двухроматидные хромосомы конденсированы | Формирование веретена деления и выстраивание хромосом в экваториальной плоскости |
| Анафаза митоза | 4C в пределах клетки до цитокинеза | Сестринские хроматиды разделяются и становятся дочерними хромосомами | Расхождение генетически идентичных наборов к противоположным полюсам |
| После цитокинеза | 2C в каждой дочерней клетке | Однохроматидные хромосомы | Восстановление состояния G1 и начало нового клеточного цикла |
В результате репликации число хромосом не увеличивается: до разделения сестринских хроматид клетка сохраняет прежний набор, но количество ДНК возрастает вдвое. Точность процесса обеспечивается механизмами коррекции ошибок ДНК-полимераз и контрольными точками клеточного цикла. Нарушения репликации или репарации могут приводить к мутациям, хромосомной нестабильности и опухолевой трансформации. Поэтому синтетический период является ключевым этапом сохранения и точной передачи генетической информации дочерним клеткам.