Figura reprezintă ciclul celular, adică repetarea creșterii și reproducerii celulare, sub forma unui inel împărțit în sectoare. În golul din mijlocul inelului, o săgeată curbă, însoțită de cuvântul „Interfaza”, arată că inelul se parcurge în sensul acelor de ceasornic: ea pornește din dreptul fazei G1 (jos, în dreapta), ocolește pe lângă faza S (în stânga) și se oprește în dreptul fazei G2 (sus, în dreapta), cu vârful spre felia mitozei. O celulă pornește dintr-un punct al inelului, trece pe rând prin fiecare sector și ajunge înapoi de unde a plecat, cu deosebirea că între timp a devenit două celule.

Cele două perioade majore

Ciclul este împărțit în două perioade principale, ușor de deosebit în desen:

• Interfaza cuprinde cele trei sectoare mari și ocupă aproape tot inelul. Este perioada în care se desfășoară toate activitățile specifice unei celule. Tot în interfază are loc replicarea ADN-ului.
• Mitoza este felia îngustă din dreapta, care se întinde până în centrul inelului. Este perioada în care ADN-ul nuclear al celulei este împărțit în două celule fiice. Diviziunea efectivă a celulei se numește citokineză.

Cele trei faze ale interfazei

În ordinea indicată de săgeată:

• Faza G1 (creșterea) urmează după mitoză și este perioada activităților normale ale celulei. Celula sintetizează proteine structurale și enzime și crește în dimensiuni. Cromozomii se găsesc sub formă de cromatină despiralizată. În celulele umane există 46 de cromozomi, fiecare cu câte o cromatidă.
• Faza S (sinteza ADN): creșterea continuă, ADN-ul din nucleu se replică, iar cromozomii despiralizați încă nu sunt vizibili. Tot acum sunt sintetizate proteine și centrioli, structurile care, în profază, migrează spre polii opuși ai celulei. Fiecare cromozom este copiat cu acuratețe, astfel că, până la sfârșitul fazei S, rezultă câte două cromatide pentru fiecare cromatidă prezentă în G1: tot 46 de cromozomi, dar fiecare cu câte două cromatide, atașate la centromer. Mecanismul replicării ADN-ului este ilustrat în Figura 2.9.
• Faza G2 (creșterea): celula continuă să crească și să funcționeze, în timp ce se pregătește de mitoză. Proteinele se organizează pentru a forma o serie de filamente, numite fus de diviziune, alcătuite din microtubuli. Fusul este asamblat pentru fiecare mitoză și dezasamblat la finalul procesului. Materialul nuclear este încă sub formă de cromatină, dar aceasta începe să se condenseze. Din acest moment, mitoza poate începe.

Cele patru faze ale mitozei

Felia mitozei este împărțită în patru sectoare subțiri, așezate de sus în jos în ordinea în care sunt parcurse. Fazele, cu structurile implicate, sunt ilustrate în Figura 3.8.

1. Profaza: cromozomii duplicați se spiralează, nucleul și nucleolul dispar, fusul este complet, iar cromozomii se deplasează spre centrul celulei.
2. Metafaza: centromerii se aliniază în placa metafazică (ecuatorială).
3. Anafaza: centromerii se clivează, iar cromatidele se deplasează către cei doi poli.
4. Telofaza: cromozomii se despiralizează, se formează nucleul și nucleolul, fusul dispare, iar citokineza se finalizează.

Citokineza și reluarea ciclului

Citokineza nu are un sector propriu în desen. Ea se finalizează în telofază și constă în divizarea citoplasmei: la nivelul plăcii ecuatoriale se formează linia de clivaj prin contracția microfilamentelor, iar membrana celulară strangulează citoplasma, formând cele două celule fiice. Faza G1 urmează după mitoză, așa că fiecare celulă fiică intră în G1 și ciclul reîncepe.

De ce contează ciclul celular

Cu excepția a doar câtorva tipuri de celule mature, cum sunt globulele roșii, toate celulele corpului uman se divid, dar nu la fel de des: în tractul gastrointestinal frecvent, în sistemul nervos mai rar. Mitoza și citokineza permit organismului să crească și înlocuiesc celulele îmbătrânite sau deteriorate. Controlul mitozei este esențial, astfel încât ea să se producă doar când este nevoie: dacă se pierde, de obicei din cauza unei mutații ADN, poate apărea cancerul.