Egy tipikus sejtciklus szakaszai

A kétféle élő sejtnek különböző a sejtciklusa. Prokarióták egyszerű szervezetek, amelyek sejtjeinek nincs magja; ezek a sejtek bonyolult sejtciklus követése nélkül nőnek, majd hasítanak. Eukarióta sejtek komplex szerkezetűek, magjukkal és organelláikkal, például mitokondriumokkal. Az eukarióta sejtekben a tipikus sejtciklus az úgynevezett négyfokozatú sejtosztódási folyamatból áll mitózis (újabb források hozzáadják az ötödik szakaszt) és a három-négy fokozatú interfázis amelyben a sejt ideje nagy részét tölti.

Mind a prokarióta, mind az eukarióta sejtekben a sejtciklus megoszlik sejtosztódás és a felosztások közötti időszak. A prokarióta sejtek addig nőnek, amíg rendelkezésre állnak a szükséges tápanyagok, elegendő hely van, és nem keletkezik hulladék. Amikor elérnek egy bizonyos méretet, kettéválnak.

Az eukarióta sejtek esetében a sejtek növekedése és osztódása sok tényezőtől függ. Az eukarióta sejtek gyakran egy többsejtű szervezet részét képezik, és nem csak növekedhetnek és oszthatók el egymástól függetlenül. Számukra a mitózis és az interfázisú sejtciklus szakaszai összehangolódnak a szervezet többi sejtjével. Sejtek

A prokarióta sejtek sejtciklusának csak két szakasza van. Vagy növekedési szakaszban vannak, vagy ha elég nagyok, belépnek a maghasadás színpad. Sok prokarióta túlélési stratégiája az, hogy gyorsan szaporodjon, amíg el nem érik a külső határokat, például a tápanyagok hiányát. Ennek eredményeként a sejtciklus hasadási része nagyon gyorsan megtörténhet.

A hasadási szakasz első lépése az DNS replikáció. A prokarióta sejtekben egyetlen kör alakú DNS-szál kapcsolódik a sejtmembránhoz. A hasadás során a DNS másolata elkészül és a sejtmembránhoz is kapcsolódik. Amint a sejt a hasadásra való felkészülés során megnyúlik, a két DNS-kópiát a sejt ellentétes végeire széthúzzák.

Új sejtmembrán anyag rakódik le a sejt két vége között, és új fal növekszik közöttük. Amikor az új sejtfal elkészült, két új leánysejt választ el és lép be sejtciklusának növekedési szakaszába. Az új sejtek mindegyikének azonos DNS-szála van, és részesedése van a többi sejtanyagban.

A prokarióta sejtekhez hasonlóan az eukarióták sejtjeinek is meg kell ismételniük DNS-ét, és két leánysejtre kell osztódniuk. Ez a folyamat bonyolult, mert sok DNS-szálat kell lemásolni, és az eukarióta sejtszerkezetet meg kell duplikálni. Ezenkívül a speciális sejtek gyorsan szaporodhatnak, míg mások alig osztódnak, mások pedig teljesen kilépnek a sejtciklusból.

Az eukarióta sejtek azért oszlanak meg, mert a szervezet növekszik, vagy pótolja az elveszett sejteket. Például a fiatal organizmusoknak egészükben növekedniük kell, és sejtjeiknek osztódniuk kell. A bőrsejtek folyamatosan elpusztulnak és kiürülnek a szervezet felszínéről. Folyamatosan kell osztódniuk az elveszett sejtek pótlására. Más sejtek, például az agy idegsejtjei, nagyon specializáltak és egyáltalán nem osztódnak. Az, hogy egy sejtnek aktív-e a sejtciklusa, a testben betöltött szerepétől függ.

Még a rendszeresen osztódó sejtek is időnk nagy részét interfázisban töltik, felkészülve az osztódásra. Az Interphase a következő négy szakaszból áll:

• Az első résszakaszt nevezzük G₁. Ez a pihenő fázis, miután a sejt befejezte a mitózissal történő osztódást, és mielőtt elkezdené felkészülni az újabb osztódásra.
• A G1-ből a cella kiléphet a cellaciklusból, és beléphet a G₀ fázis. A G₀, a sejtek már nem osztódnak és nem készülnek fel az osztódásra.
• A sejtek a G-ből való kilépéssel kezdik felkészülni a megosztásra₁ és belép a szintézis ill S színpad. A sejt DNS-ét az S szakaszban replikálják, mint a mitózisban való részvétel első lépését.
• Miután a DNS replikáció befejeződött, a sejt belép a második rés szakaszba, G₂. G alatt₂ a DNS helyes duplikációját ellenőrizzük, és a sejtosztódáshoz szükséges sejtfehérjék termelődnek.

A rés szakaszai elválasztják a mitózist a DNS replikációs folyamattól. Ez az elválasztás kritikus fontosságú annak biztosítása érdekében, hogy csak azok a sejtek tudnak osztódni, amelyek teljes és pontos DNS-replikációval rendelkeznek. G₁ ellenőrző pontokat tartalmaz, amelyek ellenőrzik, hogy a sejt sikeresen osztódott-e, és hogy DNS-e megfelelően felépült-e. G₂ különböző ellenőrzési pontokkal rendelkezik annak biztosítására, hogy a DNS-replikáció sikeres legyen. A DNS integritását ellenőrizzük, és a sejtosztódás törölhető vagy elhalasztható.

Amint a sejt kilép az interfázisból és a G₂, a sejt a mitózis során hasít. A mitózis kezdetekor a DNS duplikált példányai léteznek, és a sejt elegendő mennyiséget termelt anyag, fehérjék, organellák és egyéb szerkezeti elemek lehetővé teszik a sejtek kettéosztását leánysejtek. A mitózis négy szakasza a következő:

• Előrejelzés. A sejt DNS kromoszómapárokat képez, és a magmembrán feloldódik. Az orsó kezd kialakulni, amely mentén a kromoszómák elválnak. Újabb források helye prometaphase a prófázis után, de a metafázis előtt.
  
• Metafázis. Az orsó kialakulása befejeződött. és a kromoszómák a metafázislemeznél sorakoznak, egy síkkal az orsó végei között félúton.
• Anaphase. A kromoszómák az orsó mentén kezdenek vándorolni, és a kettő mindegyike a sejt megnyúlásakor a sejt ellentétes végeihez utazik.
• Telofázis. A kromoszómavándorlás teljes, és minden egyes halmazhoz új mag képződik. Az orsó feloldódik, és új sejtmembrán alakul ki a két leánysejt között.

Mitózis viszonylag gyorsan történik. Az új sejtek belépnek a G interfázisba₁ színpad. Az új sejtek ilyenkor gyakran differenciálódnak, és olyan speciális sejtekké válnak, mint a májsejtek vagy a vérsejtek. Egyes sejtek megkülönböztetetlenek maradnak, és további sejtek forrásai, amelyek képesek osztódni és specializálódni. A sejtosztódás, differenciálódás és specializáció jelei a szervezet más sejtjeiből származnak.

A sejtciklus fő feladata, hogy leánysejteket állítson elő a genetikai kód azonos az eredeti cellával. Itt szakadhat meg a ciklus a legkárosabb hatásokkal, és ezt próbálják elkerülni a résszakaszokban lévő ellenőrző pontok. Leánysejtek hibás DNS-sel és ezért a hibás genetikai kód rákot és más betegségeket okozhat. Azok a sejtek, amelyeknél nincsenek ellenőrzési pontok, ellenőrizetlenül szaporodhatnak, és növekedéseket és daganatokat hozhatnak létre.

Amikor egy sejt egy problémát fedez fel egy ellenőrző ponton, megpróbálhatja kijavítani a problémát, vagy ha nem, akkor kiválthatja a sejt halálát vagy apoptózis. A bonyolult sejtciklus-szakaszok és ellenőrzési pontok segítenek abban, hogy csak az ellenőrzött DNS-sel rendelkező egészséges sejtek szaporodhassanak és termelhessenek több millió új sejtet, amelyet egy normális test rendszeresen termel.

A nem megfelelően működő sejtciklus gyorsan hibás sejtekhez vezet. Ha ezeket nem kapják meg egy ellenőrző ponton, akkor az eredmény olyan szervezet lehet, amely nem képes ellátni a normális funkciókat, például az élelmiszer keresését vagy a szaporodást. Ha a hibás sejtek olyan kulcsszervben vannak, mint a szív vagy az agy, akkor a szervezet halála következhet be.