Основно съдържание
Биологична библиотека
Курс: Биологична библиотека > Раздел 15
Урок 2: Клетъчен цикъл и митозаФази на клетъчния цикъл
Клетъчният цикъл се състои от интерфаза (фази G₁, S и G₂), последвана от митотична фаза (митоза и цитокенеза), и от фаза G₀.
Въведение
Знаеш ли как една гъсеница се превръща в пеперуда? Ако да, тогава вероятно ти е позната идеята за жизнен цикъл. Пеперудите преминават през някои много зрелищни преходи на жизнения цикъл – превръщат се от нещо, което изглежда като червей, в какавида и, накрая, в зрелищно създание, което се носи по бриза. Други организми, от хората до растенията, до бактериите, също имат жизнен цикъл: поредица от стъпки в развитието, през които един индивид преминава от времето, когато е роден, до времето, когато се възпроизвежда.
Клетъчният цикъл в такъв случай може да се счита за жизнения цикъл на клетката. С други думи, той е поредица от стъпки на растеж и развитие, през които преминава клетката между "раждането" си—образуване чрез делене на майчината клетка—и възпроизвеждане—делене за създаването на две нови дъщерни клетки.
Етапи на клетъчния цикъл
За да се раздели, една клетка трябва да изпълни няколко важни задачи: да порасне, да прекопира генетичния си материал (ДНК) и физически да се раздели на две дъщерни клетки. Клетките извършват тези задачи в организирани, предвидими серии от стъпки, които съставляват клетъчния цикъл. Клетъчният цикъл е именно цикъл, а не линеен път, защото на края на всеки негов кръг двете дъщерни клетки могат да повторят точно същия процес отначало.
В еукариотните клетки (или клетките с ядро) етапите на клетъчния цикъл са разделени на две основни фази: интерфаза и митотична (М) фаза.
- По време на интерфазата клетката расте и прави копие на своята ДНК.
- По време на митотичната (М) фаза клетката разделя своята ДНК на два набора и дели цитоплазмата си, образувайки две нови клетки.
Интерфаза
Нека проследим клетъчния цикъл от самото образуване на клетката, което се случва чрез разделяне на нейната майчина клетка. Какво трябва да направи новородената клетка след това, ако иска и тя самата да се раздели? Подготовката за деленето се случва на три етапа:
- Gstart subscript, 1, end subscript фаза. По време на Gstart subscript, 1, end subscript фазата, наричана още "пресинтетична", клетката нараства на големина, прекопира органелите и произвежда молекулните строителни елементи, от които ще има нужда през другите етапи на деленето.
- S фаза. През S фазата в клетъчното ядро се синтезира пълно копие на клетъчната ДНК. Също така се удвоява и организираща мукротубулите структура, нарчена центрозом. Центрозомите помагат за разделянето на ДНК по време на М фазата.
- Gstart subscript, 2, end subscript фаза. През втората "постсинтетична" фаза, или Gstart subscript, 2, end subscript фазата, клетката пораства още повече, синтезира протеини и органели и започва да реорганизира съдържанието си в подготовка за митозата. Gstart subscript, 2, end subscript фазата завършва с началото на митозата.
Заедно фазите Gstart subscript, 1, end subscript, S и Gstart subscript, 2, end subscript са познати като интерфаза. Представката интер- означава между и отразява това, че интерфазата се провежда между една митотична (М) фаза и следващата.
Фаза M
По време на митотичната фаза (М) клетката разделя удвоената си ДНК и цитоплазамата си, за да създаде две нови клетки. М фазата включва два отделни процеса, свързани с деленето: митозата и цитокинезата.
При митозата ядрената ДНК на клетката се кондензира във видими хромозоми и се издърпва от делителното вретено – специализирана структура, създадена от микротубули. Митозата се провежда в четири етапа: профаза (обикновено разделена на ранна профаза и прометафаза), метафаза, анафаза и телофаза. Може да научиш повече за тези етапи в статията митоза.
При цитокинезата цитоплазмата на клетката се разделя на две, произвеждайки две нови клетки. Цитокинезата обикновено започва точно когато митозата завършва, с малко припокриване. Важното е, че цитокинезата се осъществява по различен начин в животинските и в растителните клетки.
- При животните клетъчното деление започва, когато група цитоскелетни влакна, наречени свиващ пръстен, се свиват и прищъпват клетката по средата – процес, наречен цитокинеза чрез прищъпване. Вдлъбнатината, която се получава при свиването на пръстена, се нарича делителна бразда. Животинските клетки могат да бъдат разделени на две чрез прищъпване, защото са сравнително меки.
- Растителните клетки са много по-нееластични от животинските клетки; те са заобиколени от твърда клетъчна стена и имат високо вътрешно налягане. По този начин растителните клетки се делят на две чрез изграждането на нова структура в средата на клетката. Тази структура, позната като клетъчна плочка, се образува от компоненти на плазмената мембрана и клетъчната стена, доставени във везикули, и разделя клетката на две.
Край на клетъчния цикъл и фаза Gstart subscript, 0, end subscript
Какво става с двете дъщерни клетки, произведени в един кръг на клетъчния цикъл? Това зависи от вида на клетката. Някои видове клетки се делят бързо и в тези случаи дъщерните клетки могат незабавно да претърпят още един кръг на клетъчно делене. Например в ембрионите много видове клетки се делят бързо, също както и клетките при тумор.
Други видове клетки се делят бавно или изобщо не се делят. Тези клетки могат да излязат от фаза Gstart subscript, 1, end subscript и да навлязат в състояние на покой, наречено фаза Gstart subscript, 0, end subscript. През Gstart subscript, 0, end subscript клетката не се готви активно за делене, а просто си върши работата. Може например да предава сигнали като неврон (като този на картинката по-долу) или да съхранява въглехидрати като чернодробна клетка. За някои клетки Gstart subscript, 0, end subscript е постоянно състояние, докато други могат да започнат отново да се делят, ако получат съответните сигнали.
Колко време отнема клетъчният цикъл?
На различните клетки им отнема различно време, за да завършат клетъчния си цикъл. Обикновените човешки клетки се делят за около 24 часа, но, отглеждани в култура, животинските клетки с бърз цикъл, като тези в червата, могат да преминават през пълен клетъчен цикъл на всеки 9-10 часа. start superscript, 1, comma, 2, end superscript
Различните видове клетки също поделят времето си между фазите на клетъчния цикъл по различни начини. В ранни зародиши на жаба, например, клетките не прекарват почти никакво време в Gstart subscript, 1, end subscript и Gstart subscript, 2, end subscript и вместо това бързо преминават между S и М фазите – което води до деленето на една голяма клетка, зиготата, на много по-малко клеткиstart superscript, 2, comma, 3, end superscript. Натисни тук, за да видиш готино ускорено видео на делящи се зародиши на жаба.
Искаш ли да се присъединиш към разговора?
Все още няма публикации.