Bunkový cyklus predstavuje obdobie života eukaryotickej bunky od jej vzniku delením až po opätovné rozdelenie. Život bunky však nie je obmedzený výlučne na rast a reprodukciu. Podľa prítomnosti extracelulárnych faktorov a fyziologického stavu prechádza bunka rôznymi procesmi:
- bunkový cyklus – aktívna príprava a samotné rozdelenie na dve dcérske bunky
- kviescencia – pokojové štádium (G0-fáza), ktoré je reverzibilné a bunka môže po čase opäť vstúpiť do aktívneho cyklu
- diferenciácia – procesy vedúce k vzniku funkčne špecializovaných a tvarovo odlišných buniek (tkanív a pletív)
- senescencia – stav, kedy sa bunky už z G0-fázy nemôžu vrátiť do bunkového cyklu (terminálna diferenciácia)
- apoptóza – programovaná bunková smrť
Súčasné pomenovanie fáz bunkového cyklu zaviedli v roku 1953 rádiobiológovia ALMA HOWARD (1913–1984) a STEPHEN PELC (1908–1973). Celý cyklus sa z časového a logického hľadiska rozdeľuje na dve hlavné etapy: interfázu (príprava bunky na delenie) a M-fázu (samotné delenie).
Interfáza link
Interfáza je najdlhšia fáza bunkového cyklu. Bunka v nej intenzívne rastie, plní svoje bežné metabolické funkcie a fyziologicky sa chystá na delenie. Pozostáva z troch na seba nadväzujúcich fáz (G1, S, G2) a jednej špecifickej odbočky (G0).
G1-fáza (postmitotická fáza) link
Začína sa bezprostredne po vzniku novej bunky. Bunka v nej intenzívne rastie, syntetizuje RNA, bielkoviny a dopĺňa si bunkové organely. Prebieha tu tvorba zásoby nukleotidov a enzýmov nevyhnutných pre neskoršie zdvojenie DNA. Na konci G1-fázy sa nachádza hlavný kontrolný uzol. Tu sa bunka na základe vonkajších podmienok a vnútorných signálov fyziologicky „rozhodne“, či bude pokračovať v cykle, alebo ho opustí a prejde do G0-fázy.
G0-fáza (kviescencia) link
Ak bunka opustí aktívny cyklus, vstupuje do G0-fázy, ktorá sa označuje aj ako pracovné obdobie. Bunka v tomto štádiu žije, plní svoje špecifické funkcie v organizme, morfologicky sa diferencuje, ale nedelí sa. V mnohobunkových organizmoch sa v tejto fáze nachádza drvivá väčšina buniek (napríklad neuróny alebo svalové bunky). Čím je stupeň diferenciácie bunky vyšší, tým je pravdepodobnosť jej návratu do aktívneho delenia nižšia.
S-fáza (syntetická fáza) link
Ak bunka úspešne prejde kontrolným uzlom, vstupuje do energeticky mimoriadne náročnej S-fázy. Prebieha v nej replikácia (syntéza DNA), ktorej výsledkom je presné zdvojnásobenie genetického materiálu. Každý chromozóm je na konci tejto fázy tvorený dvomi identickými sesterskými chromatídami, ktoré sú fyzicky spojené v mieste centroméry. Bunka je v tomto momente fyziologicky tetraploidná (\( 2 \times 2n = 4n \)). Taktiež tu dochádza k replikácii centriol.
G2-fáza (predmitotická fáza) link
Záverečná časť interfázy, v ktorej sa bunka finálne chystá na delenie. Podobne ako v G1-fáze, aj tu pokračujú syntetické procesy – najvýraznejšie sa syntetizuje RNA a bielkoviny (napríklad tubulín, nevyhnutný pre stavbu deliaceho vretienka). Zároveň prebieha delenie semiautonómnych organel (mitochondrií a plastidov), čomu predchádza replikácia ich vlastnej mimojadrovej DNA. Ostatné membránové organely (ako endoplazmatické retikulum a Golgiho aparát) sa rozpadajú na menšie fragmenty, čím sa zabezpečí ich neskoršie rovnomerné rozdelenie do dcérskych buniek.
M-fáza (fáza bunkového delenia) link
Z časového hľadiska predstavuje samotné delenie bunky zhruba 10 % celkového trvania cyklu. Táto fáza sa skladá z dvoch logicky a fyziologicky odlišných procesov, ktoré na seba úzko nadväzujú: delenie jadra a delenie samotnej bunky.
Karyokinéza (delenie jadra) link
Cieľom karyokinézy je prísne rovnomerné rozdelenie zdvojeného genetického materiálu z materského jadra do dvoch budúcich dcérskych jadier. Existujú dva základné typy delenia jadra:
- mitóza – základný spôsob reprodukcie jadra somatických buniek. Počas nadväzujúcich fáz (profáza, prometafáza, metafáza, anafáza, telofáza) sa rozpadne pôvodný jadrový obal, chromozómy sa zoradia pomocou deliaceho vretienka, sesterské chromatídy sa oddelia a putujú k opačným pólom. Vytvoria sa dva nové jadrové obaly a bunka má v tomto momente dve plnohodnotné jadrá
- meióza – špecifický typ redukčného delenia jadra, ktorý prebieha výlučne pri dozrievaní pohlavných buniek (gamét)
Výnimočnou odchýlkou tohto procesu je tzv. endomitóza, pri ktorej sa chromozómy v jadre síce zdvoja, ale bunka sa nerozdelí (čo vedie k vzniku polyploidných buniek so zmnoženou sadou chromozómov).
Cytokinéza (delenie bunky) link
Predstavuje samotné fyzické rozdelenie cytoplazmy a bunkových organel, čím z jednej materskej bunky definitívne vzniknú dve samostatné dcérske bunky. Mechanizmus tohto delenia priamo závisí od prítomnosti bunkovej steny:
- u živočíšnych buniek – prebieha zaškrtením cytoplazmatickej membrány od vonkajšieho povrchu do stredu (dostredivo, centripetálne). Tento proces zabezpečuje kontraktilný prstenec tvorený z bielkovín aktínu a myozínu
- u rastlinných buniek – pre prítomnosť pevnej bunkovej steny sa bunka nemôže jednoducho zaškrtiť. Namiesto toho sa v strede bunky začnú hromadiť vezikuly z Golgiho aparátu. Z nich sa postupne vybuduje nová deliaca priehradka (centrálna lamela), ktorá bunku fyzicky predelí zvnútra smerom von (odstredivo, centrifugálne)
