Жизненный цикл любой клетки представляет собой совокупность событий, протекающих в клетке с момента её возникновения в результате деления и до гибели или последующего митоза. Жизненный цикл клетки включает в себя стадию подготовки к митозу — интерфазу, во время которой клетка выполняет свои специфические функции.
Процессы происходящие в клетке в стадию интерфазы – подготовка клетки к построению второй хроматиды каждой хромосомы:
- синтез белков ферментов,
- синтез рРНК, иРНК и тРНК,
- образование рибосом,
- синтез пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов,
- синтез АТФ,
- деление митохондрий и пропластид (у растений),
- образование всех одномембранных органелл клетки,
- рост клетки и другие не маловажные процессы.
Продолжительность интерфазы всегда больше, чем само деление.
Сперматогенез — процесс превращения диплоидных предшественников половых клеток — сперматогониев в сперматозоиды.
1. Сперматогонии делятся на две дочерние клетки — сперматоциты первого порядка.
2. Сперматоциты первого порядка делятся мейозом (первое деление) на две дочерние клетки — сперматоциты второго порядка.
3. Сперматоциты второго порядка (в фазе созревания) поступают ко второму мейотическому делению, в результате которого образуются четыре гаплоидные сперматиды.
4. Сперматиды после дифференцировки превращаются в зрелые сперматозоиды.
Овогенез — образование яйцеклеток у особей женского пола. У животных он происходит в яичниках. В зоне размножения находятся овогонии — первичные половые клетки, размножающиеся митозом. Из овогониев после первого мейотического деления образуются овоциты первого порядка. После второго мейотического деления образуются овоциты второго порядка, из которых формируется одна яйцеклетка и три направительных тельца, которые затем гибнут. Яйцеклетки неподвижны, имеют шаровидную форму. Они крупнее других клеток содержат запас питательных веществ для развития зародыша.
Цитокинез — процесс разделения цитоплазмы. Клеточная мембрана в центральной части клетки втягивается внутрь. Образуется бороздка деления, по мере углубления которой клетка раздваивается, образуются две дочерние клетки.
| Фаза клеточного цикла | |
| Анафаза I мейоза | Анафаза II мейоза |
К каждому полюсу отходит по одной из гомологичных хромосом. Каждая хромосома состоит из двух хроматид.  n2c | К полюсам отходит по одной хромосоме. Каждая хромосома состоит из одной хроматиды.  n2c |
Первые две фазы (размножения и роста) происходят в женском организме в период его зародышевого развития. Третья фаза — созревания — длится много лет, и только в период полового созревания происходит второе мейотическое деление, в ходе которого образуется яйцеклетка и три направительных тельца (в дальнейшем которые отмирают).
Процесс сперматогенеза начинается в зародышевом периоде развития мужского организма и продолжается в детском возрасте (фаза размножения сперматогониев). По мере наступления половой зрелости часть сперматогониев вступает в фазу созревания, образуя сперматозоиды, а остальные продолжают делиться путем.
Митоза для последующего сперматогенеза. Весь процесс сперматогенеза у человека длится 70-80 дней, он прекращается по мере старения.
Профаза I мейоза I — самая продолжительная фаза первого деления мейоза. Она включает в себя большое количество разных процессов, поэтому её подразделяют на пять стадий. В одну из стадий (зиготена «фаза парных нитей») гомологичные хромосомы сближаются по всей длине и образуют пары — биваленты (тетрады). После завершения конъюгации происходит дальнейшее уплотнение упаковки хромосомного материала, усиление спирализации хромосом. В бивалентах происходит расщепление каждой хромосомы на две хроматиды, которые остаются при этом соединёнными в нескольких точках — при помощи своих центромер, а также хиазм, возникших при конъюгации. Происходит кроссинговер — обмен гомологичными участками гомологичных хромосом. После завершения кроссинговера гомологичные хромосомы не расходятся, а остаются связанными в биваленты (тетраду) вплоть до анафазы.
Гаплоидный набор хромосом (n) содержат клетки на стадиях, обозначенных на схеме В и Г (фаза созревания В и формирования Г).
Процесс непрямого деления клеток происходит на стадии размножения, обозначенной на схеме буквой А.
Процесс редукционного деления клеток происходит на стадии (созревания), обозначенной на схеме буквой В.
Развитие насекомых происходит с полным или неполным превращением. У одних насекомых из оплодотворенных яиц появляются личинки, резко отличающиеся по строению и образу жизни от взрослых насекомых. Они после ряда линек и изменений превращаются в неподвижную куколку, из которой через некоторое время выходит взрослое насекомое. Такое развитие получило название развития с полным превращением (1 яйцо→2 личинка→3 куколка→4 взрослое насекомое)). Оно свойственно жукам, бабочкам, мухам, тутовому шелкопряду и др.
Стадия развития бабочки под №4 — куколка. Из яйца бабочки развивается личинка, она питается, растет, затем превращается в покоящуюся стадию куколку, внутри которой происходит полная перестройка всех органов, из куколки выходит взрослое насекомое (имаго).
У спор хвоща полевого к моменту созревания наружная оболочка лопается и в виде четырех ленточек остается прикрепленной в одном месте. При изменении влажности воздуха эти ленточки благодаря гигроскопичности то скручиваются, то распрямляются и, цепляясь одна за другую, соединяют споры в хлопья, которые разносятся ветром. По внешнему виду споры хвощей одинаковы, но из одних образуются мужские заростки — небольшие, слабо разветвленные слоевища с антеридиями, из других женские заростки — более крупные глубоко расчлененные слоевища с длинными лопастями, у основания которых находятся архегоний. Так как споры разносятся не поодиночке, а группами, заростки развиваются на почве один вблизи от другого, чем обеспечивается большая возможность процесса оплодотворения. После слияния гамет образовавшаяся зигота дает начало новому, бесполому поколению — спорофиту (с диплоидными клетками). Вначале вырастает зародыш, затем все взрослое растение, на котором образуются споры.
Амитоз — прямое (простое) деление интерфазного ядра путём перетяжки. Происходит вне митотического цикла, т.е. не сопровождается сложной перестройкой всей клетки; спирализации хромосом также не выходит. Понятно, что при этом не обеспечивается равномерное распределение генетического материала между дочерними ядрами. Амитоз может сопровождаться делением клетки, а может ограничиваться лишь делением ядра без разделения цитоплазмы, что приводит к образованию дву- и многоядерных клеток. Клетка претерпевшая амитоз, в дальнейшем не способна вступить в нормальный митотический цикл. По сравнению с митозом амитоз встречается довольно редко. В норме он наблюдается в высокоспециализированных тканях, в клетках, которым уже не предстоит делиться: в эпителии и печени позвоночных, в зародышевых оболочках млекопитающих, в клетках эндомперма семени растений. Амитоз наблюдается также при необходимости быстрого восстановления тканей (после операций и травм). Амитозом также часто делятся клетки злокачественных опухолей.