Почему перед делением нужно подготовиться
Новые клетки возникают из уже существующих. Одноклеточному организму деление позволяет размножаться, а многоклеточному — расти, заменять изношенные клетки и восстанавливать повреждённые ткани. Для образования двух полноценных дочерних клеток недостаточно разделить цитоплазму: каждой нужен полный комплект наследственной информации.
Клеточный, или жизненный, цикл охватывает существование клетки от её образования до следующего деления либо гибели. В это время клетка растёт, обменивается веществами и может приобретать особенности, необходимые для определённой работы. Такое приобретение специализации называют дифференцировкой.
Не каждая клетка обязательно делится снова. Некоторые выходят из цикла деления и долго выполняют свои функции. Многие зрелые нейроны относятся именно к таким клеткам. Период без подготовки к делению обозначают G0. Способность вернуться из него в цикл зависит от типа клетки.
Апоптоз — управляемое разрушение клетки по внутренней программе. Он помогает удалять ненужные или повреждённые клетки. Клетка распадается на части, которые затем поглощаются другими клетками. Гибель клетки и очередное деление — разные возможные исходы её жизни.
Подготовка: три периода интерфазы
Интерфаза занимает время между делениями ядра. Это деятельное состояние, а не бездействие.
G1 — пресинтетический период. Клетка увеличивается, образует РНК и белки, пополняет запас веществ и энергии. Каждая хромосома ещё однохроматидная. Продолжительность этого периода особенно сильно различается у разных клеток.
S — синтетический период. Происходит репликация, или редупликация, ДНК. К концу периода каждая хромосома представлена двумя сестринскими хроматидами. Каждая хроматида содержит одну молекулу ДНК. Сестринские хроматиды удерживаются вместе, в том числе в области центромеры. Количество ДНК удвоилось, но число хромосом пока не изменилось. У клеток, имеющих центриоли, их удвоение также связано с подготовкой к делению.
G2 — постсинтетический период. Клетка продолжает подготовку, синтезирует белки, необходимые для работы веретена деления, и проверяет готовность наследственного материала к распределению.
Для некоторых клеток приводят такие ориентиры: G1 — от 2–3 часов до нескольких суток, S — 6–10 часов, G2 — 2–5 часов. Эти значения не являются общим расписанием для всех организмов. Продолжительность самого митоза тоже различается: от нескольких минут у быстро делящихся клеток зародыша до нескольких часов у некоторых растительных клеток.