Stadier af en typisk cellecyklus

De to slags levende celler har forskellige cellecyklusser. Prokaryoter er enkle organismer, hvis celler ikke har nogen kerne; disse celler vokser og splittes derefter uden at følge en kompleks cellecyklus. Eukaryote celler har en kompleks struktur med en kerne og organeller såsom mitokondrier. I eukaryote celler består den typiske cellecyklus af en fire-trins celledelingsproces kaldet mitose (nyere kilder tilføjer en femte fase) og en tre- til fire-trins mellemfase hvor cellen tilbringer det meste af sin tid.

I både prokaryote og eukaryote celler deles cellecyklussen mellem celledeling og perioden mellem divisioner. Prokaryote celler vokser, så længe de nødvendige næringsstoffer er tilgængelige, der er plads nok og affald ophobes ikke. Når de når en bestemt størrelse, deles de i to.

For eukaryote celler afhænger cellevækst og division af mange faktorer. Eukaryote celler udgør ofte en del af en flercellet organisme, og de kan ikke bare vokse og dele sig uafhængigt. For dem koordineres mitose og mellemfasecellecyklusstadierne med de andre celler i organismen. Celler

Prokaryote celler har kun to trin i deres cellecyklus. De er enten i vækstfasen, eller hvis de er store nok, går de ind i fission scene. Overlevelsesstrategien for mange prokaryoter er at formere sig hurtigt, indtil ydre grænser såsom mangel på næringsstoffer nås. Som et resultat kan fissionsdelen af ​​cellecyklussen finde sted meget hurtigt.

Det første trin i fissionsfasen er DNA-replikation. Prokaryote celler har en enkelt cirkulær DNA-streng bundet til cellemembranen. Under fission fremstilles en kopi af DNA'et og fastgøres også til cellemembranen. Når cellen forlænges som forberedelse til fission, trækkes de to DNA-kopier fra hinanden til modsatte ender af cellen.

Nyt cellemembranmateriale afsættes mellem de to ender af cellen, og der vokser en ny væg mellem dem. Når den nye cellevæg er færdig, adskilles to nye datterceller og går ind i vækstfasen af ​​deres cellecyklus. De nye celler har hver en identisk DNA-streng og en andel af det andet cellemateriale.

Ligesom prokaryote celler skal cellerne i eukaryoter replikere deres DNA og dele sig i to datterceller. Denne proces er kompliceret, fordi mange DNA-tråde skal kopieres, og den eukaryote cellestruktur skal duplikeres. Derudover kan specialiserede celler reproducere hurtigt, mens andre næppe nogensinde deler sig, og stadig andre forlader cellecyklussen helt.

Eukaryote celler deler sig, fordi organismen vokser, eller den erstatter celler, der er gået tabt. For eksempel skal unge organismer vokse som en helhed, og deres celler skal dele sig. Hudceller dør kontinuerligt og udgydes fra overfladen af ​​organismen. De er nødt til at dele kontinuerligt for at erstatte de mistede celler. Andre celler som neuroner i hjernen er meget specialiserede og deler sig slet ikke. Om en celle har en aktiv cellecyklus afhænger af dens rolle i kroppen.

Selv celler, der opdeles regelmæssigt, bruger det meste af tiden i mellemfase og forbereder sig på at dele sig. Interphase har følgende fire faser:

• Det første mellemrum kaldes G₁. Det er hvilefasen, efter at cellen har afsluttet division ved mitose, og inden den begynder at forberede sig på en anden division.
• Fra G1 kan cellen muligvis forlade cellecyklussen og gå ind i G₀ fase. I G₀celler ikke længere deler eller forbereder sig på deling.
• Celler begynder at forberede sig på division ved at afslutte G₁ og ind i syntese eller S scene. Cellens DNA replikeres under S-fasen som det første skridt til at engagere sig i mitose.
• Når DNA-replikation er afsluttet, går cellen ind i det andet hulstrin, G₂. Under G₂ den korrekte duplikering af DNA'et verificeres, og der produceres celler, der er nødvendige for celledeling.

Gapstadierne adskiller mitose fra DNA-replikationsprocessen. Denne adskillelse er kritisk for at sikre, at kun de celler med komplet og nøjagtig DNA-replikation kan dele sig. G₁ inkorporerer kontrolpunkter, der verificerer, at cellen har delt sig med succes, og at dens DNA er korrekt sammensat. G₂ har forskellige kontrolpunkter for at sikre, at DNA-replikering har været vellykket. DNA-integritet er verificeret, og celledeling kan annulleres eller udsættes.

Når cellen forlader interfase, og G₂splittes cellen under mitose. I begyndelsen af ​​mitose findes der duplikatkopier af DNA'et, og cellen har produceret nok materiale, proteiner, organeller og andre strukturelle elementer for at muliggøre celledeling i to datterceller. De fire faser af mitose er som følger:

• Prophase. Celle-DNA danner par af kromosomer, og kernemembranen opløses. Den spindel, som kromosomerne adskiller sig efter, begynder at dannes. Nyere kilder placeres prometaphase efter profase, men før metafase.
  
• Metafase. Dannelsen af ​​spindlen er fuldført. og kromosomerne står på linje med metafasepladen, et plan halvvejs mellem spindelens ender.
• Anafase. Kromosomerne begynder at migrere langs spindlen, hver af duplikaterne bevæger sig til modsatte ender af cellen, når cellen forlænges.
• Telofase. Den kromosomale migration er komplet, og der dannes en ny kerne for hvert sæt. Spindlen opløses, og der dannes en ny cellemembran mellem de to datterceller.

Mitose sker relativt hurtigt. De nye celler kommer ind i mellemfasen G₁ scene. Nye celler skelner ofte på dette tidspunkt og bliver specialiserede celler som leverceller eller blodlegemer. Nogle celler forbliver udifferentierede og er kilden til flere celler, der kan dele sig og blive specialiserede. Signalerne for celledeling, differentiering og specialisering kommer fra andre celler i organismen.

Cellecyklusens vigtigste funktion er at producere datterceller med en genetisk kode identisk med den oprindelige celle. Det er her, cyklussen kan bryde sammen med de mest skadelige virkninger, og dette er hvad kontrolpunkterne i mellemrummet prøver at undgå. Datterceller med defekt DNA og derfor kan en defekt genetisk kode forårsage kræft og andre sygdomme. Celler, der mangler kontrolpunkter, kan formere sig på en ukontrolleret måde og kan skabe vækst og tumorer.

Når en celle opdager et problem ved et kontrolpunkt, kan den forsøge at løse problemet, eller hvis det ikke kan, kan det udløse celledød eller apoptose. De detaljerede cellecyklusfaser og kontrolpunkter hjælper med at sikre, at kun sunde celler med verificeret DNA kan formere sig og producere de millioner af nye celler, som en normal krop producerer regelmæssigt.

En cellecyklus, der ikke fungerer korrekt, fører hurtigt til defekte celler. Hvis disse ikke fanges ved et kontrolpunkt, kan resultatet være en organisme, der ikke kan udføre normale funktioner såsom at lede efter mad eller reproducere. Hvis de defekte celler er i et nøgleorgan såsom hjertet eller hjernen, kan organismen dø.