Здатність розмножуватися це невід'ємна властивість живого, а отже і клітини. Для того, щоб розмножуватися, клітини діляться. З однієї материнської клітини утворюються дві дочірні. Період існування клітини від початку одного поділу до початку наступного називається клітинним циклом.
Він складається з кількох фаз. Розглянемо їх. Основні складові клітинного циклу це поділи та період між ними.
Період між поділими називається інтерфазою. Зазвичай клітини близько 90% свого існування проводять в інтерфазі. Проте є й виключення.
Не всі наші клітини діляться. Наприклад, більшість нервових клітин втрачає здатність ділитися. Тому визначення клітинного циклу та інтерфази можна доповнити. Клітинний цикл це або період існування клітини між початками двох поділів, або між початком поділу та загибеллю клітини.
А інтерфаза це або період між двома поділами, або між поділом та загибеллю клітини. Загалом, інтерфаза це час, коли клітина готується. Вона готується до дуже відповідального моменту у своєму житті.
своєму житті, до поділу. Впродовж інтерфази клітина запасає енергію, активно синтезує білки та інші органічні сполуки, також вона подвоює свою ДНК, мітохондрії та, якщо це рослина, пластиди. Тобто робить все необхідне, щоб поділитися.
Вся інтерфаза поділяється на три етапи пересинтетичний, синтетичний та післясинтетичний. Пересинтетичний етап, або G1 фаза, відбувається одразу після поділу. На ньому клітина запасає енергію, готується до синтезу всіх необхідних речовин і подвоєння ДНК. Наступний етап це власний синтетичний етап або S-фаза. Тут проходить синтез нової ДНК в результаті реплікації.
Вже один фазі хромосома складається лише з однієї молекули ДНК та білків. Але після реплікації у S-фазі хромосома складається вже з двох молекул ДНК, тобто вона подвоєна. Дві ДНК з'єднані між собою в ділянці, що називається центромерою.
Тому... кожна хромосома стає схожою на літеру Х. Окремі половинки такої хромосоми містять по одній молекулі ДНК. Та називаються хроматидами. По суті, хроматида це одна молекула ДНК, накручена на білки.
Третій етап післясинтетичний етап, або G2-фаза. На післясинтетичному етапі клітина вже готова до поділу. Часто готовність клітини ділитися визначається її розміром. Тобто вона досягає такого розміру, за якого розуміє, що її стало забагато.
і варто б поділитися. Діляться більшість еокаріотичних клітин мітозом. Тому фаза поділу називається М-фазою. Мітоз це такий різновид поділу, за якого хромосоми ущільнюються і формується веретено поділу.
Воно складається з багатьох мікротрубочок і забезпечує рівномірний розподіл хромосом між дочірніми клітинами. Мітоз проходить у чотири фази. Профаза, метафаза, анафаза та телофаза.
Розглянемо їх почергово. Під час профази основних змін зазнає ядро, адже тут знаходиться найважливіше спадковий матеріал ДНК. Під час профази ДНК сильно компактизується і утворюються мітотичні хромосоми.
В інтерфазі не всі ділянки хромосоми компактні, а от для того, щоб передати хромосоми нащадкам, потрібно їх компактизувати. Уявіть, що у вашій шафі з одягом безлад, а вам час збиратися у мандрівку. Доведеться впередкувати цей безлад та компактно скласти одяг у валізу.
Схоже, відбувається і з хромосомами. В той самий час у профазі руйнується ядерця та ядерна оболонка, хромосоми опиняються просто у цитоплазмі. Потроху починає формуватися веретено поділу. Наступний етап метафаза.
Під час метафази остаточно формується веретено поділу, а хромосоми вишиковуються рівно по центру клітини. Як це відбувається? Це магія. А якщо серйозно, то це відбувається так.
На центромері у хромосом формується спеціальна білкова структура кінетохор. До кінетохору прикріплюються мікротрубочки вирита на поділу та перетягують хромосоми так, щоб всі вони вишукувалися по центру клітини. За метафазою наступає анафаза.
Це найкоротша фаза мітозу. Тут хромосоми розриваються на гомологічні половинки хроматиди, які розходяться до різних полюсів клітини. Під час останньої фази телофази.
Хроматиди на різних полюсах клітини починають декомпактизуватися. Вони повертаються у свій звичайний робочий стан і стають новими хромосомами. Також формується нова ядерна оболонка, а цитоплазма остаточно ділиться між дочірніми клітинами.
Поділ цитоплазми називається цитокінез. В результаті мітозу з однієї диплоїдної клітини ми отримали дві диплоїдні клітини. Тобто клітина поділилася навпіл, а хромосом вдвічі менше не стало.
В кожній дочірній клітині залишилося стільки ж хромосом, скільки і було в материнській. Як це відбулося? Перед мітозом, під час фази синтезу, клітина насинтезувала вдвічі більше ДНК.
Відбулася реплікація. Кожна з наших 46 одинарних хромосом стала подвійною. Тепер вона складається не з однієї хроматиди, а з двох. Під час анафази кожна хромосома розривається на дві хроматиди. Ці хроматиди розходяться до протилежних боків клітини.
46 хроматид потрапляють до однієї клітини, 46 до іншої. Вони стають новими одинарними хромосомами в кожній з дочірніх клітин. 46 хромосом це 23 пари гомологічних хромосом.
Тобто диплоїдний набір зберігся. Мітоз відіграє надзвичайно важливу роль у передачі інформації від однієї клітини до її наступників. Передається вся генетична інформація, всі хромосоми.
Тобто ДНК з інформацією про весь організм. Просто клітини певного типу використовують не всю ДНК, а лише гени, необхідні їм для роботи. Так, наприклад, клітини епітелію отримують від клітин-попередників інструкції про весь організм, але використовують лише необхідну їм частину.
Отже, життя клітини триває впродовж її життєвого циклу від поділу до поділу або від поділу до смерті. Між поділами клітина знаходиться на стадії інтерфази. Вона накопичує органічні речовини, енергію, подвоює свою ДНК, мітохондрії та пластиди для того, щоб передати їх своїм нащадкам під час поділу.
На стадії поділу, зокрема мітозу, клітина проходить через чотири стадії профазу, метафазу, анафазу та телофазу. В результаті з однієї деплоїдної клітини утворюються дві подібні деплоїдні клітини.