Ciclo celular: Fase S
La fase S del ciclo celular es el punto en el que las células se dedican a sintetizar (de ahí la S) los componentes necesarios para dividirse. Tras una división, ya sea mitosis o meiosis, las células no tienen su material genético completo. No tienen la cantidad de copias de cada gen suficientes para poder funcionar. En este aspecto es cuando las células entran en fase S. El ADN que tienen se copia para dar una copia homóloga de cada cromosoma, ya sea en células haploides como diploides.
Durante esta fase el material genético se duplica casi por completo, tan solo el 2% del genoma parece ser que no se replica. Este pequeño porcentaje es parte de la región central centromérica y los telómeros, que se vana cortando con cada división. Esta fase estará marcada por la gran demanda de energía de la célula, puesto que copiar el ADN tiene unos requerimientos energéticos altísimos y además se tendrán que sintetizar las histonas que acompañarán al ADN. Durante este tiempo las hebras de ADN se abrirán para dar acceso a la ADN polimerasa mientras que la síntesis de proteínas, por la ARN polimerasa será restringida, salvo para los genes involucrados directamente en la copia de ADN.
Dado el gasto enorme que representa la fase S es la que tiene más puntos de control, antes de entrar, mientras la célula se encuentra en la fase G1 ha tenido que acumular las cantidades adecuadas de diversos elementos que empleará para la fase S. Si durante la fase G1 la cantidad de estos elementos no llega a ser adecuada no se entrará en fase de síntesis. Algunas células reciben señales exteriores que les impiden entrar en fase S, estás células pasarán de fase G1 a fase G0, donde pueden permanecer de forma indefinida hasta que las señales exteriores. Antes de entrar en la fase S la célula tiene que haber aumentado su tamaño, y con ello todo el contenido del citoplasma, así como aumentar el tamaño o número de sus orgánulos. Las proteínas encargadas del control del paso son de la familia CDK y cdc, ambos grupos se complementan para marcar diferentes puntos de control que se van alcanzando.
En la fase S pasan 3 cosas importantes: la replicación del ADN, la síntesis de histonas y la organización de los nucleosomas. En primer lugar todo el genoma empezará a replicarse a partir de diferentes puntos de origen de replicación, aunque son muchos los que existen en el genoma de los eucariotas y son preensamblados, solo unos pocos retendrán la maquinaria completa de copia. Las primeras en actuar serán las helicasas que abrirán la doble hebra de ADN y luego la proteína RPA (de proteína de replicación A) se unirá a las hebras sencillas de ADN y reclutará a la polimerasa. Cuando ya ha empezado la replicación del ADN y de forma paralela se sintetizarán las histonas para ir cerrando las hebras y empaquetándolas en nuevos nucleosomas. No será hasta que se haya empaquetado todo el ADN que se considerará la fase S acabada.
Tras la fase S la célula entrará en la fase G2, otra fase de control. En este caso se asegurará mediante mecanismos moleculares que la copia del material herediatario ha sido completa y correcta, se corregirán errores y se recolocará todo el nuevo material genético adecuadamente, con proteínas accesorias para el plegado de las hebras. Todo esto será una preparación para la siguiente fase del ciclo celular, la fase de división o fase M, que es las antípodas de la fase S.