Все когда-то читали о важности и распространенности деления клеток. Хотя в организме есть несколько клеток, которые не подвергаются клеточному делению (например, гаметы, эритроциты, большинство нейронов и некоторые мышечные клетки), большинство соматических клеток разделяются регулярно.
Соматическая клетка - это общий термин для обозначения клетки организма, и все клетки человека, за исключением клеток, вырабатывающих яйцеклетки и сперму (которые называются герминогенными клетками), являются соматическими клетками.
Соматические клетки содержат по две копии каждой из своих хромосом (по одной копии, полученной от каждого родителя). Гомологичная пара хромосом - это две копии одной хромосомы, найденные в каждой соматической клетке. Человек - это диплоидный организм, имеющий 23 гомологичные пары хромосом в каждой из соматических клеток. Состояние наличия пар хромосом известно как диплоидия.
Клетки организма заменяют друг друга на протяжении всей жизни человека. Например, клетки, выстилающие желудочно-кишечный тракт, необходимо часто заменять, когда они постоянно "изнашиваются" при движении пищи через кишечник.
Но что же заставляет клетку делиться, и как она готовится и завершает деление клетки? Клеточный цикл - это последовательность событий в жизни клетки с момента ее создания в конце предыдущего цикла деления клетки до ее последующего деления на две новые клетки.
Клеточный цикл
Первый "оборот" или цикл клеточного цикла состоит из двух основных фаз: межфазного, за которым следует митоз и цитокинез. Интерфазой называется период клеточного цикла, в течение которого клетка не делится.
Большинство клеток находятся в межфазной фазе большую часть времени. Митоз - это деление генетического материала, при котором происходит разрушение клеточного ядра и образование двух новых, полностью функциональных ядер. Цитокинез делит цитоплазму на две отличительные клетки.
Интерфаза
Клетка А вырастает и выполняет все нормальные метаболические функции и процессы в период под названием G1 (см. рис. ниже). Фаза G1 (фаза разрыва 1) является первой фазой разрыва, или фазой роста в клеточном цикле. Для клеток, которые будут делить снова, за G1 следует репликация ДНК, во время фазы S.
S-фаза (фаза синтеза) - это период, в течение которого клетка реплицирует свою ДНК. После фазы синтеза клетка переходит через фазу G2.
Фаза G2 - это вторая фаза разрыва, в течение которой клетка продолжает расти и делает необходимые препараты для митоза. Между фазами G1, S и G2 клетки будут варьироваться по продолжительности фазы G1 в наибольшей степени. Именно здесь клетка может провести пару часов, или много дней.
S-фаза обычно длится от 8-10 часов, а фаза G2 - около 5 часов. В отличие от этих фаз фаза G0 является покоящейся фазой клеточного цикла. Клетки, которые временно прекратили делиться и находятся в состоянии покоя (обычное состояние), и клетки, которые постоянно прекратили делиться (как нервные клетки), как утверждается, находятся в G0.
Миллиарды клеток в организме человека делятся каждый день. На этапе синтеза (S, для синтеза ДНК) межфазной фазы количество ДНК в клетке точно удваивается. Таким образом, после репликации ДНК, но до деления клетки, каждая клетка фактически содержит по две копии каждой хромосомы.
Каждая копия хромосомы называется сестринской хроматидой и физически привязана к другой копии. Центром является структура, которая прикрепляет одну сестру хроматиду к другой. Поскольку клетка человека имеет 46 хромосом, в этой фазе в клетке 92 хроматида (46 × 2).
Не путайте понятие пары хроматидов (одна хромосома и ее точная копия при митозе) и гомологичной пары хромосом (две парные хромосомы, которые были унаследованы отдельно, по одной от каждого родителя).