Біологія. Практичний довідник. 9 клас

Збереження та реалізація спадкової інформації

Життєвий цикл клітин

Клітини утворюються шляхом поділу. Після поділу в новоутвореній клітині повинні сформуватися всі системи, необхідні для виконання нею специфічної функції.

Старі клітини відмирають і замінюються новими. Період життя клітини між поділами й наступний поділ називають клітинним циклом (рідше — життєвим циклом клітини). Відтворюються клітини найчастіше шляхом мітозу або мейозу, а збільшення генетичного матеріалу в них відбувається шляхом ендопродукції.

Під життєвим циклом клітин розуміють сукупність різних подій: утворення клітин, їх диференціацію, клітинний поділ, а також процеси диференціації, детермінації, атрофії, гіпертрофії та регенерації. Завершується життєвий цикл клітин старінням і смертю.

Клітинний цикл включає мітоз та інтерфазу.

Інтерфаза, або інтеркінез — найдовша фаза, яка становить 70-90 % усього клітинного циклу. Інтрерфаза має три періоди.

Постмітотичний, або пресинтетичний період (період G1) починається відразу після телофази й триває від півгодини до кількох днів. Його характеризує відсутність реплікації (подвоєння) ДНК та перевага анаболічних процесів над катаболічними, оскільки клітина повинна нарощувати свою масу після поділу, відновити необхідний набір органел, а також збільшувати каріолему, поверхня якої після поділу має збільшитися сумарно (в обох клітинах) як мінімум у 2,6 разу.

У цей період у клітині посилюються процеси транскрипції і трансляції, синтезуються особливі тригерні білки, або активатори S-періоду. Вони забезпечують досягнення клітиною певного порога — точки R, або рестрикції (обмеження), після чого клітина вступає в S-період. Якщо клітини припиняють поділ, то вони зазвичай вступають у період репродуктивного спокою (G0).

Узагальнена схема клітинного циклу

Згодом вони можуть перетворитися в різні клітини.

Стовбурові клітини на тривалий час виходять із циклу, хоча зберігають здатність до поділу. Клітини, що диференціюють, розпочинають функціональну спеціалізацію. Одні з них назавжди втрачають здатність до поділу, інші — можуть повертатися до циклу.

Високоспеціалізовані клітини втрачають здатність до поділу. Незалежно від причин зупинки поділу, клітини періоду репродуктивного спокою можуть здійснювати репарацію пошкодженої ДНК і виживати в умовах недостачі поживних речовин або факторів росту.

Частина клітин, яка продовжує ділитися, переходить у синтетичний період (S).

У синтетичному періоді значно зменшується інтенсивність синтезу конститутивних і ферментативних білків, а функція клітини спрямовується на реплікацію ДНК і синтез гістонів — основних білків, пов’язаних з відтворенням геному.

Гістони надходять з цитоплазми в ядра та забезпечують нуклеосомну упаковку синтезованої ДНК. Одночасно подвоюються центріолі. Цей період у рослинних і тваринних клітинах триває 6-12 годин.

У постсинтетичний, або премітотичний (передпрофазний), G2-період клітина «готується» до поділу. Органели здатні до самореплікації, діляться, зростає їх транскрипційна й трансляційна активність, пов’язана переважно із синтезом білка тубуліну для мітотичного веретена.

Під кінець G2-періоду з тубуліну полімеризуються довгі мікротубули, які заходять між хроматиди. У клітинах, що мають центросоми (тварини, гриби), останні діляться на дві, визначаючи полюси поділу. Тривалість цього періоду становить 0,5-1 год.