Ниже — «человеческое» объяснение, как это обычно расписывают на сайтах с вопросами и ответами.

Что такое деление клетки в целом

Деление клетки — это способ увеличить число клеток и/или передать наследственную информацию следующему поколению. У прокариот (бактерий и архей) это простое бинарное деление. У эукариот две главные схемы: митоз (для роста, обновления тканей, бесполого размножения) и мейоз (для образования половых клеток).

Базовая рамка: клеточный цикл (для эукариот)

Перед самим делением клетка проходит циклические стадии:

• G1 — рост, подготовка ферментов и органоидов.

• S — репликация ДНК (удвоение хромосом).

• G2 — финальная проверка и подготовка к делению.

• M-фаза — собственно деление ядра (митоз или мейоз) + цитокинез (расщепление цитоплазмы на две клетки).

Контроль обеспечивают контрольные точки (G1/S, G2/M и контроль веретена), а также циклины и CDK. При грубых ошибках запускается остановка цикла или апоптоз.

Вариант 1: бинарное деление (прокариоты)

1. Круговая хромосома прикреплена к мембране.

2. Репликация ДНК начинаетcя в точке ori и идёт по кругу.

3. Клетка растёт, копии ДНК расходятся к разным участкам мембраны.

4. Перетяжка мембраны и стенки разделяет цитоплазму → две генетически идентичные клетки.

Это быстро и без веретена деления, потому что нет оформленного ядра и хромосом с гистонами как у эукариот.

Вариант 2: митоз (эукариоты)

Цель — получить две дочерние клетки с тем же набором хромосом, что и у родительской.

Подготовка: ДНК уже удвоена в S-фазе; каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид.

Стадии митоза:

1. Профаза
   Хроматин конденсируется → видны хромосомы; центросомы расходятся к полюсам; начинается сборка веретена из микротрубочек.

2. Прометафаза
   Ядерная оболочка распадается; микротрубочки через кинетохоры «цепляют» хромосомы.

3. Метафаза
   Все хромосомы выстроены по экватору клетки (метафазная пластинка); контроль веретена проверяет правильность прикрепления каждой хроматиды к противоположным полюсам.

4. Анафаза
   Белки-«стяжки» разрываются, сестринские хроматиды расходятся к полюсам — теперь это самостоятельные хромосомы.

5. Телофаза
   Хромосомы деконденсируются; вокруг двух наборов формируются новые ядерные оболочки; веретено разрушается.

Цитокинез (разделение цитоплазмы):

• У животных — образуется перетяжка из актин-миозинового кольца, которая стягивает мембрану.

• У растений — из везикул аппарата Гольджи строится клеточная пластинка, которая превращается в новую клеточную стенку.

Результат: 2 диплоидные (или вообще «того же плоидного уровня») генетически одинаковые клетки.

Вариант 3: мейоз (эукариоты)

Цель — получить четыре генетически разнообразные гаплоидные клетки (гаметы). Идёт в два деления подряд: мейоз I и мейоз II.

Ключевые особенности

• Редукция набора: в мейозе I гомологичные хромосомы расходятся по разным клеткам → переход от 2n к n.

• Генетическое перемешивание:

  • Кроссинговер (обмен участками между гомологами) в профазе I;

  • Независимое расхождение пар гомологов в анафазе I.

Стадии кратко

Мейоз I (редукционное деление)

1. Профаза I (длинная, делится на лептотену, зиготену, пахитену, диплотену, диакинез):
   Гомологи находят друг друга (синапсис) и обмениваются участками (кроссинговер).

2. Метафаза I:
   Пары гомологов (двойные хромосомы) выстраиваются на экваторе.

3. Анафаза I:
   Гомологичные хромосомы расходятся к полюсам (сестринские хроматиды пока вместе).

4. Телофаза I + цитокинез:
   Формируются две клетки с гаплоидным набором, но хромосомы всё ещё состоят из двух хроматид.

Мейоз II (эквационное, «как митоз»)

1. Профаза II:
   Подготовка второго веретена.

2. Метафаза II:
   Хромосомы на экваторе, кинетохоры сестринских хроматид подключены к разным полюсам.

3. Анафаза II:
   Сестринские хроматиды расходятся.

4. Телофаза II + цитокинез:
   Получается 4 гаплоидные клетки, генетически различающиеся за счёт кроссинговера и независимого расхождения.

Как это регулируется и что может пойти не так

• Контрольные точки ловят поломки ДНК, неполную репликацию, неправильное прикрепление веретена.

• Циклины/CDK включают/выключают переходы между фазами.

• Коэзины/сепараза управляют сцеплением и разъединением сестринских хроматид.

• Ошибки дают анеуплоидии (например, трисомии), поломки онкогенов/супрессоров опухолей и т. п.

Зачем организму разные типы деления

• Митоз — рост, заживление, поддержание стабильности генома в соматических тканях.

• Мейоз — половое размножение и генетическое разнообразие потомства.

• Бинарное деление — быстрая популяционная динамика у прокариот.

Это и есть классическая картина: клеточный цикл → митоз или мейоз (с цитокинезом), с жёстким контролем качества на каждом шаге.