Особливості та послідовність етапів клітинного циклу

Клітинний цикл являє собою складну послідовність подій попередніх поділу або загибелі клітини. У клітині цей процес включає в себе чотири окремі фази: фаза Gap 1 (G1); фаза синтезу (S); фаза Gap 2 (G2); мітоз (M).

Фази G1, S і G2 клітинного циклу разом називаються інтерфазою. Ділиться клітина проводить більшу частину свого часу саме в інтерфазі, оскільки при підготовці до поділу вона зростає. Фаза мітозу пов’язана з поділом ядерних хромосом з наступним цітокінезом (поділ цитоплазми на дві окремі клітини). В кінці митотического циклу утворюються дві різні дочірні клітини. Кожна клітина містить ідентичний генетичний матеріал.

Час, необхідний для завершення поділу клітини залежить від її типу. Наприклад, клітини крові в кістковому мозку, клітини шкіри, клітини шлунка і кишечника, діляться швидко і постійно. Інші клітини діляться при необхідності, замінюючи пошкоджені або мертві клітини. До таких типів клітин відносяться клітини нирок, печінки і легенів. Інші типи клітин, в тому числі нервові клітини, припиняють поділ після дозрівання.

Періоди і фази клітинного циклу

Два основні періоду клітинного циклу еукаріот включать інтерфазу і мітоз:

Інтерфаза

Під час цього періоду, клітина подвоює свою цитоплазму і синтезує ДНК. За оцінками, ділиться клітина витрачає близько 90-95% свого часу на інтерфазу, яка складається з наступних 3-х фаз:

  • Фаза G1: проміжок часу до синтезу ДНК. У цій фазі клітина збільшує свої розміри і кількість органел, готуючись до поділу. Клітини тварин в цій фазі диплоїдні, що означає наявність двох наборів хромосом.
  • S-фаза: етап циклу, протягом якого синтезується ДНК. У більшості клітин є вузьке тимчасове вікно, протягом якого відбувається синтез ДНК. Зміст хромосом в цій фазі подвоюється.
  • Фаза G2: період після синтезу ДНК, але до початку мітозу. Клітка синтезує додаткові білки і продовжує збільшуватися в розмірах.

Фази мітозу

Під час мітозу і цитокінеза вміст материнське клітини рівномірно розподіляється між двома дочірніми клітинами. Мітоз має п’ять фаз: профази, прометафаза, метафаза, анафаза і телофаза.

  • Профаза: на цій стадії зміни відбуваються як в цитоплазмі, так і в ядрі ділиться клітини. Хроматин конденсується в дискретні хромосоми. Хромосоми починають мігрувати до центру клітини. Ядерна оболонка ламається і волокна шпинделя утворюються на протилежних полюсах клітини.
  • Прометафаза: фаза мітозу в еукаріотичних соматичних клітинах після профази і попередня метафазі. У прометафазі ядерна мембрана розпадається на численні «мембранні везикули», а хромосоми всередині утворюють білкові структури, звані кінетохор.
  • Метафаза: на цьому етапі ядерна мембрана повністю зникає, формується веретено ділення, а хромосоми розташовуються на метафазної пластині (площину, яка однаково віддалена від двох полюсів клітини).
  • Анафаза: на цій стадії парні хромосоми (сестринські хроматиди) поділяються і починають рухатися до протилежних кінцях (полюсів) клітини. Веретено поділу, не пов’язане з хроматидами, витягується і подовжує клітку.
  • Телофаза: на цьому етапі хромосоми досягають нових ядер, а генетичне зміст клітини ділиться порівну на дві частини. Цитокинез (поділ еукаріотичної клітини) починається до кінця мітозу і закінчується незабаром після телофази.

Цитокінез

Цитокінез – процес розділення цитоплазми в клітині, які продукують різні дочірні клітини. Цитокінез виникає в кінці клітинного циклу після мітозу або мейозу.

При діленні клітин тварин цитокинез виникає, коли скорочувальної кільце утворює розщеплену борозну, яка затискає клітинну мембрану навпіл. У рослинних клітинах будується клітинна платівка, яка ділить клітину на дві частини.

Як тільки клітина завершить всі фази клітинного циклу, вона повертається в фазу G1 і весь цикл повторюється знову. Клітини організму також здатні знаходиться в стан спокою, яке називається фазою Gap 0 (G0) в будь-який момент свого життєвого циклу. Вони можуть залишатися на цій стадії протягом дуже тривалого періоду часу, поки не надійдуть сигнали до проходження через клітинний цикл.

Клітини, які містять генетичні мутації, постійно поміщаються в фазу G0, щоб перешкоджати їх реплицирования. Коли клітинний цикл йде не так, як треба, порушується нормальний ріст клітин. Можуть розвинутися ракові клітини, які отримують контроль над своїми власними сигналами зростання і продовжують розмножуватися безперешкодно.

Клітинний цикл і мейоз

Не всі клітини діляться через процес мітозу. Організми, які розмножуються статевим шляхом, також піддаються типу клітинного ділення, званого мейозом. Мейоз виникає в статевих клітинах і є аналогічним процесу мітозу. Однак після повного клітинного циклу в мейозі утворюються чотири дочірні клітини. кожна клітина

...
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Синтез білків у клітині