Клетките, основните градивни елементи на живите същества, трябва да се размножават, за да може родителският организъм да расте и да се възстановява, наред с други неща. За да се размножават клетките, те трябва да се делят. Извиква се физическият процес на клетъчното делене цитокинеза.
Клетъчното делене би било безсмислено без съпътстващо възпроизвеждане на генетичния материал на клетката, тъй като всяка дъщерна клетка се нуждае от пълно копие на генетичния код на организма, за да може да си върши работата. Клетките се възпроизвеждат с помощта на процес, наречен митоза.
Клетките във всичко живо претърпяват цитокинеза; само еукариотни (животински) клетки се подлагат на митоза, началото на която предшества цитокинезата в клетъчното делене.
Основи на митозата
Митозата се отнася до възпроизвеждането на генетичен материал на клетката; с други думи, неговите хромозоми. Този материал се намира в ядрата (единствено число: ядро) на клетките. Преди материалът да може да бъде включен в дъщерни клетки, първо трябва да бъде репликиран или копиран. По този начин митозата включва репликация, последвана от разделяне, но е важно да се разбере, че разделящата част на митозата води само до дъщерни ядра, а не до цели дъщерни клетки.
Фази на митоза
Митозата е разделена на четири фази: профаза, метафаза, анафаза и телофаза.
В профазата репликираните хромозоми по двойки се кондензират и правят по-компактни. Също така, структура, наречена митотично вретено, се образува от протеини, наречени микротубули от всяка страна на клетката.
В метафаза ядрената мембрана се разгражда и митотичното вретено се простира навътре от краищата на клетката, за да се свърже през центромерите, свързващи всички хромозомни двойки.
В анафазата хромозомните двойки се разкъсват в техните центромери. След това тези разделени хромозоми се изтеглят от вретеното към противоположните страни на клетката. Anaphase гарантира, че всяка дъщерна клетка ще получи идентичен набор от хромозоми. Цитокинезата започва през тази фаза.
В телофазата около всеки нов набор от дъщерни хромозомни набори се образува ядрена мембрана. В същото време процесът на цитокинеза е завършен.
Цитокинеза
Определението за цитокинеза е разделянето на цитоплазмата на родителската клетка на две дъщерни клетки. Започва в анафазата на митозата и завършва в нейната телофаза. Възможно е да се определи цитокинезата по отношение на отделни фази, тъй като процесът, подобно на митозата, може да бъде разделен на четири етапа: иницииране, когато външната страна на клетката започне да се прибира навътре; свиване, което се задвижва от протеини, подобни на тези, намиращи се в мускулите; вмъкване на мембрана, когато цитоплазмата е поставена около двете почти отделени дъщерни клетки; и завършване, когато разцепването е завършено.
Видове цитокинеза
Животинските и растителните клетки се подлагат на различни видове цитокинеза, тъй като растителните клетки имат клетъчни стени, докато животинските клетки имат само клетъчни мембрани. На растенията липсват центриоли, а на бактериите липсват както центриоли, така и вретена, така че когато дойде време тези видове клетки да се разцепят на две, процесът е по-малко строго координиран. При бактериите това се нарича просто делене. При растенията по метафазната плоча се образува структура, наречена клетъчна плоча, докато при животните има свиване или извиване навътре в цитоплазмата.