Жизненный цикл клетки – клеточный цикл

Жизненный цикл клетки, или клеточный цикл, – это промежуток времени, в течение которого клетка существует как единица, т. е. период жизни клетки. Он длится от момента появления клетки в результате деления ее материнской и до конца деления ее самой, когда она «распадается» на две дочерние.

Бывают случаи, когда клетка не делится. Тогда ее жизненный цикл — это период от появления клетки до гибели. Обычно не делятся клетки ряда тканей многоклеточных организмов. Например, нервные клетки и эритроциты.

Хотя для всех делящихся клеток эукариот характерны общие закономерности фаз клеточного цикла, длительность клеточного цикла у разных клеток неодинакова: есть быстро делящиеся, другие делятся через относительно большие промежутки времени.

Принято в жизненном цикле клеток эукариот выделять ряд определенных периодов, или фаз. Они характерны для всех делящихся клеток. Фазы обозначают G₁, S, G₂, M.

1. Пресинтетический период (G₁)
2. Синтетический период (S)
3. Постсинтетический период (G₂)
4. Деление клетки: митоз (М)

На схеме ниже показаны фазы клеточного цикла и их длительность.

Из фазы G₁ клетка может уходить в фазу G₀ (фазу покоя), оставаясь в которой, она не делится и во многих случаях дифференцируется. При этом некоторые клетки могут возвращаться из G₀ в G₁ и пройти по всем этапам клеточного цикла.

Буквы в аббревиатурах фаз – это первые буквы английских слов: gap (промежуток), synthesis (синтез), mitosis (митоз). Понятно, что вместо митоза может быть мейоз.

Фазы G₀, G₁, S, G₂ вместе формируют интерфазу - I.

Период G₁ – пресинтетический – начинается сразу как только клетка появилась. В этот момент она меньше по размеру, чем материнская, в ней мало веществ, недостаточно количество органоидов. Поэтому в G₁ происходит рост клетки, синтез РНК, белков, построение органелл. Обычно G₁ – самая длительная фаза жизненного цикла клетки.

S – синтетический период. Самый главный его отличительный признак – удвоение ДНК путем репликации. Каждая хромосома становится состоящей из двух хроматид. В этот период хромосомы по-прежнему деспирализованы. В хромосомах, кроме ДНК, много белков-гистонов. Поэтому в S-фазу гистоны синтезируются в большом количестве.

В постсинтетический период – G₂ – клетка готовится к делению, обычно путем митоза. Клетка продолжает расти, активно идет синтез АТФ, могут удваиваться центриоли.

Далее клетка вступает в фазу клеточного деления – M. Здесь происходит деление клеточного ядра – кариокинез, после чего деление цитоплазмы – цитокинез. Завершение цитокинеза знаменует завершение жизненного цикла данной клетки и начало клеточных циклов двух новых. Митоз сложный процесс, однако протекает достаточно быстро (около 10% времени) по отношению к длительности всего клеточного цикла. В нем выделяют свои фазы: профаза, метафаза, анафаза, телофаза.

Фаза G₀ иногда называют периодом «отдыха» клетки. Клетка «выходит» из обычного цикла. В этот период клетка может приступить к дифференциации и уже никогда не вернуться к обычному циклу. Также в фазу G₀ могут входить стареющие клетки.

Переход в каждую последующую фазу цикла контролируется специальными клеточными механизмами, так называемыми чекпоинтами – контрольными точками. Чтобы наступила следующая фаза, в клетке должно быть все готово для этого, в ДНК не содержаться грубых ошибок и др. В норме если на какой-либо его фазе происходит ошибка, то следующая фаза клеточного цикла не наступает (вообще или до исправления возникшего дефекта).