Розрізняють два основних способи розмноження клітин:
· Мітоз (каріокенез) - непрямий поділ клітин, яке притаманне в основному соматичним клітинам;
· Мейоз або редукційний поділ - характерно тільки для статевих клітин.
У літературі нерідко описують третій спосіб поділу клітин - амитоз або прямий поділ клітин, яке здійснюється за допомогою перетяжки ядра і цитоплазми, з утворенням двох дочірніх клітин або однієї двуядерной. Однак в даний час прийнято вважати, що прямий спосіб розподілу характерний тільки для старих і дегенерують клітин і є відображенням патології клітини. Можливий четвертий тип репродукції клітини - ендорепродукція. характеризується збільшенням об'єму клітини, збільшенням кількістю ДНК в хромосомах, збільшується кількість функціональних органел. Клітина є гіпертрофованої, але до збільшення числа клітин ендорепродукція не приводить, а лише підвищується функціональна активність клітин. Вона спостерігається в клітинах печенігепатоцітах, в епітелії сечового міхура.
Зазначені вище два основні періоди в життєвому циклі часто діляться клітин (мітоз і интерфаза) в свою чергу поділяються на фази або періоди. Мітоз підрозділяється на 4 фази:
У кожній фазі відбуваються певні структурні перетворення.
Профаза характеризується морфологічними змінами ядра і цитоплазми. В ядрі відбувається: конденсація хроматину та освіту хромосом, що складаються з двох хроматид. зникнення ядерця, розпад каріолемми на окремі бульбашки. У цитоплазмі відзначається редупликация (подвоєння) центриолей і розбіжність їх до протилежних полюсів клітини, формування з мікротрубочок веретена поділу, репродукція зернистої ендоплазматичної мережі, а також зменшення числа вільних і прикріплених рибосом.
У метафазі відбувається утворення метафазної пластинки, або материнської зірки, неповне відокремлення сестринських хроматид один від одного.
Анафаза характеризується повним відокремленням (розбіжністю) хроматид і утворенням двох рівноцінних диплоїдних наборів хромосом, розбіжністю хромосомних наборів до полюсів митотического веретена і розбіжністю самих полюсів.
Телофаза характеризується деконденсація хромосом кожного хромосомного набору, формуванням з бульбашок ядерної оболонки, цітотоміейперетяжкой двуядерной клітини на дві дочірні самостійні клітини, появою ядерця в ядрах дочірніх клітин.
Интерфаза підрозділяється на 3 періоди:
· J1, або пресинтетичний;
· S, або синтетичний;
· J2, або постсинтетичний.
Кожен період характеризується перш за все деякими функціональними особливостями. У J1 (пресинтетичному) періоді відбувається:
· Посилене формування синтетичного апарату клітини - збільшення числа рибосом, а також кількості різних видів РНК (інформаційної, рибосомальної, транспортних);
· Посилення синтезу білків, необхідних для росту клітини;
· Підготовка клітини до синтетичного періоду - синтез ферментів, необхідних для утворення нових молекул ДНК.
Для S-періоду характерно подвоєння (редуплікація) ДНК, що призводить до подвоєння плоїдності диплоїдних ядер і є обов'язковою умовою для подальшого мітотичного поділу клітини.
J2-період (постсинтетичний, або премітотіческій) характеризується посиленим синтезом інформаційної РНК, а також посиленим синтезом усіх клітинних білків, але особливо білків-тубулінів, необхідних для подальшого (в профазі мітозу) формування мітотичного веретена поділу.
Описані закономірності життєвого циклу характерні насамперед для часто діляться клітин. Однак клітини деяких тканин (наприклад, клітини печінкової тканини - гепатоцити), після виходу з мітозу, вступають в так званий J0-період. під час якого вони виконують свої численні функції протягом багатьох років, не вступаючи в S-період. Однак при певних обставинах (при ураженні або видаленні частини печінки) вони вступають в нормальний клітинний цикл, тобто в S-період, синтезують ДНК, а потім мітотичний діляться. Такі клітини відносяться до рідко діляться клітинам, і їхній життєвий цикл поділяється на мітоз, J0-період, S-період, J2-період.
Більшість клітин нервової тканини, особливо нейроцита центральної нервової системи, після виходу з мітозу ще в ембріональному періоді, надалі не діляться. Життєвий цикл таких неделящихся клітин складається з наступних періодів: мітозу, зростання, тривалого функціонування, старіння, смерті. Однак протягом тривалого життєвого циклу такі клітини постійно регенерують по внутрішньоклітинного типу: білкові і ліпідні молекули, що входять до різноманітні структурні компоненти клітин, поступово замінюються новими, а отже такі клітини поступово оновлюються. Разом з тим протягом життєвого циклу в цитоплазмі неделящихся клітин поступово накопичуються різні, перш за все ліпідні включення, зокрема липофусцин. який розглядається як пігмент старіння.
Крім розглянутих двох основних способів розмноження (репродукції) клітин розрізняють ще третій спосіб - ендорепродукцію. який, хоча і не призводить до збільшення числа клітин, однак призводить до збільшення числа працюючих структур і збільшення функціональної здатності клітини. Саме тому він і називається ендорепродукціей. Цей спосіб характеризується тим, що після мітозу новостворені клітини вступають як зазвичай в J1-період, потім і в S-період. Однак після подвоєння ДНК такі клітини не вступають в J2-період і в мітоз. В результаті кількість ДНК виявляється вдвічі збільшеним 4н, 4с і такі клітини називаються поліплоїдні. Поліплоїдні клітини можуть знову вступати в S-період і знову збільшувати свою плоїдність (8н, 8с; 16Н, 16с і так далі). У поліплоїдних клітинах збільшується розмір ядра і цитоплазми, тобто такі клітини є гіпертрофованими. Деякі поліплоїдні клітини після редуплікаціі ДНК вступають в мітоз, однак він не закінчується цитотомії і такі клітини стають двоядерними. Таким чином, при ендорепродукціі збільшення числа клітин не відбувається, але збільшується кількість ДНК, число органел, а отже збільшується і функціональна здатність поліплоїдні клітини. Здатністю до ендопродукціі володіють не всі клітини. Найбільш характерна ендопродукція для печінкових клітин, особливо зі збільшенням віку (в старості 80% гепатоцитів у людини є поліплоїдні), а також для ацінозних клітин підшлункової залози, епітелію сечового міхура.