Цикл слияния и разделения клеток, ядерное деление и физическое разделение двух дочерних клеток - все это видно, когда для наблюдения за этими процессами используется микроскоп. Ядерная ДНК клетки сжимается в узнаваемые хромосомы во время митоза, а митотическое веретено, уникальная структура, состоящая из микротрубочек, разделяет их.
Расщепление ядра во время М-фазы клеточного цикла известно как кариокинез. В М-процессе это первый шаг. Эта процедура не зависит от цитокинеза. Оно равномерно разделяет генетический материал. Из дочерней хромосомы образуются два дочерних ядра. Репликация ДНК - это процесс копирования ДНК, который запускается ДНК-полимеразами, которые являются специфическими ферментами. Они считывают последовательности нуклеотидов, которые соединяются вместе, образуя цепочки ДНК по мере их движения вдоль молекулы. В результате каждая нить двойной спирали ДНК служит основой для новой расширяющейся нуклеотидной структуры цепи.
Расщепление цитоплазмы во время M-процесса клеточного цикла называется цитокинезом. В M-процессе это второй этап. Для осуществления этого процесса необходим кариокинез. Следовательно, можно сказать, что цитокинез зависит от процесса кариокинеза. Цитоплазма, а также другие клеточные органеллы дифференцируются между двумя дочерними клетками в течение этого периода митоза.
Большинство клеток в организме диплоидны, что означает, что во время митоза клетка удваивает число хромосом до 4N перед делением, и в результате образуются дочерние клетки с числом 2N. Клетка, приближающаяся к М-фазе, содержит 4N ДНК и делится на две клетки, каждая с одинаковым набором ДНК из 2N.
За один цикл клеточного цикла две дочерние клетки должны перейти на следующую стадию. Это зависит от типа клетки. Многие типы клеток быстро делятся, и дочерние клетки могут сразу же подвергнуться другому процессу клеточного деления. Многие типы клеток в раннем эмбрионе, а также клетки в опухоли, быстро делятся. Клетки других видов делятся медленно или вообще не делают этого. Эти клетки могут покидать фазу G1 и входить в фазу G0, которая является состоянием покоя. Клетка в процессе G0 сознательно не готовится к делению; она просто выполняет свою задачу. Она может, например, отправлять и получать сигналы, как это делает нейрон, или сохранять углеводы, как клетка печени. Некоторые клетки остаются в G0 на неопределенный срок, в то время как другие могут возобновиться.
Митоз необходим для жизни, потому что он генерирует новые клетки для роста и замены поврежденных клеток. В зависимости от типа клетки и вида организма, митоз может занимать меньше времени, например, несколько минут, или может длиться дольше, например, несколько часов. Интересный факт об этом процессе заключается в том, что на этот процесс влияют время суток, температура и химические вещества. Некоторые молекулы, вырабатываемые соседними клетками, препятствуют делению других типов клеток, а иногда они просто не могут делиться. Как следствие, некоторые ткани взрослого организма имеют значительно сниженную способность поддерживать и регенерировать поврежденные или больные клетки. Клетки сердечной мышцы, нервные клетки центральной нервной системы и клетки хрусталика млекопитающих являются примерами таких тканей. Восстановление и поддержание этих клеток ограничено удалением внутриклеточных факторов, а не целых клеток.
М-фазу или митоз можно разделить на четыре основные стадии; это профаза, Метафаза, анафаза и телофаза.
Профаза: Митоз начинается с увеличения и переплетения хромосом во время профазы. Ядрышко, представляющее собой круглую структуру, становится меньше и в конечном итоге исчезает. Начало организации набора волокон для формирования веретена и растворение ядерной мембраны сигнализируют об окончании профазы. Микротрубочки, длинные белки, которые начинают формироваться на противоположных полюсах клетки, составляют митотическое веретено. Веретено отвечает за деление сестринских хроматид на две клетки. За профазой следует метафаза.
Прометафаза - это механизм, с помощью которого воспроизведенный генетический материал родительской клетки разделяется в ядре на две идентичные дочерние клетки. В прометафазе ядерная оболочка, которая является физической мембраной, окружающей ядро, распадается.
Метафаза: Метафаза - это вторая стадия митоза, механизма, с помощью которого ядро родительской клетки делится на две идентичные дочерние клетки, разделяя дублированный генетический материал, содержащийся в ядре. Вокруг центромеры расположены белковые образования, называемые кинетохорами, существовавшие до метафазы. Микротрубочки кинетохор представляют собой длинные белковые нити, которые тянутся от полюсов клетки и связываются с кинетохорами. Во время метафазы сестринские хроматиды перемещаются взад и вперед микротрубочками кинетохор, пока они не сойдутся вдоль экватора клетки, известного как экваториальная плоскость. Во время метафазы хромосомы располагаются в центре клетки.
Анафаза: Каждая пара хроматид в анафазе распадается на две эквивалентные хромосомы, и волокна веретена тянут их к противоположным концам клетки. Сестринские хроматиды, которые представляют собой дублированные парные хромосомы, делятся и начинают перемещаться к противоположным полюсам клетки во время анафазы.
Центромера - это хромосомная структура, которая связывает две хроматиды вместе, которыми в основном являются дочерние цепи реплицированной хромосомы. Центромера - это точка прикрепления кинетохоры. Кинетохора - это структура, к которой прикреплены микротрубочки митотического веретена. Во время клеточного деления веретено является каркасом, который притягивает хроматиды к противоположным полюсам клетки.
Телофаза: процесс митоза, при котором дублированная генетическая информация, содержащаяся в ядре родительской клетки, разделяется на две идентичные дочерние клетки, называется телофазой. Когда реплицированные парные хромосомы перемещаются к противоположным полюсам клетки, начинается телофаза. В телофазе вокруг каждого набора хромосом формируется ядерная мембрана. Хромосомы начинают расплетаться, становясь менее компактными и распределяясь. Наряду с телофазой клетка проходит через цитокинез, в ходе которого цитоплазма родительской клетки разделяется на две дочерние клетки.