Клетки эукариотических организмов, таких как люди, хранят свою генетическую информацию в хромосомах, состоящих из дезоксирибонуклеиновой кислоты или ДНК, находящихся в ядре клетки. Клетки проходят через чередующиеся периоды роста и деления. Во время фазы роста или интерфазы клетка реплицирует свою ДНК. Следующим событием клеточного цикла является митоз или деление ядра, за которым следует цитокинез или деление клетки. Прокариотические клетки, такие как бактерии, следуют более простому процессу деления клеток.
Репликация ДНК
ДНК и определенные белки, известные как гистоны, образуют хромосомные структуры. ДНК двухцепочечная и с помощью гистонов образует плотно скрученный пакет. Во время интерфазы хромосомы расслабляются, предоставляя ферментам репликации доступ для создания новой копии каждой хромосомы. Двойные копии, или хроматиды, соединены глобулярной структурой белка, называемой центромерой, образуя знакомую Х-образную форму хромосом. Конденсация хромосом с двойной хроматидой знаменует конец интерфазы и начало митоза.
Профаза и метафаза
Первая стадия митоза - профаза, при которой ядерная мембрана разрушается. Во время профазы клетка создает микротрубочки, прикрепленные к двум органеллам, называемым центросомами, которые мигрируют по обе стороны от клетки. Когда профаза переходит в метафазу, микротрубочки приближаются к хромосомам. Кинетохора, состоящая из белковых отростков каждой хроматиды, образующих структуру, к которой могут прикрепляться микротрубочки. Хромосомы выравниваются на метафазной пластинке в центре клетки. У человека есть 23 пары хромосом, по одному члену пары от каждого родителя.
Анафаза и телофаза
В конце метафазы каждая хроматида прикрепляется к микротрубочке, закрепленной центросомой. Следующая стадия, анафаза, начинается, когда центромеры растворяются, превращая сестринские хроматиды в дочерние хромосомы. Человеческая клетка временно имеет 92 хромосомы на этой стадии, а не нормальные 46. Центросомы тянут микротрубочки с хромосомами к обеим сторонам клетки, так что обе стороны имеют полный набор генетического материала. В телофазе снова появляются ядерные мембраны, охватывающие каждый набор хромосом. Затем хромосомы начинают расслабляться из своего плотно свернутого состояния.
Цитокинез
По окончании митоза клетка начинает делиться по центру. Сократительное кольцо на месте старой метафазной пластинки зажимает клетку, создавая борозду, которая углубляется по мере того, как клетка синтезирует новый материал внешней мембраны. Ядра разделены новыми клеточными мембранами. В конце концов, клетка делится на две дочерние клетки, каждая из которых содержит полный набор хромосом. Затем две клетки входят в интерфазу, и клеточный цикл повторяется.