Rozmnožování a tvorba potomstva jsou základní charakteristikou živých organismů. V případě pohlavně se rozmnožujících eukaryotních organismů, mezi které patří i člověk, se musí zohlednit jejich tzv. diploidní stav. Znamená to, že v jádře buňky se nachází 23 párů chromosomů, dohromady tedy 46. Chromosomový pár tvoří typově stejnými chromosomy, které však mají různý původ. Každý pochází od jiného rodiče. Schematicky se tato skutečnost označuje symbolem "2n".

Z uvedených skutečností vyplývá, že v lidském organismu se musí využívat dva typy rozmnožování buněk. Prvním typem se zajistí, aby vzniklo potomstvo muže a ženy splynutím jejich pohlavních buněk. Druhým typem je třeba zaručit rozmnožení buněk, specifických pro tkáně a orgány. Výsledkem správného průběhu obou typů dělení je normálně vyvinutý organismus člověka.

V literatuře se jednotlivým typům rozmnožování buněk říká "dělení" buněk. Myslí se tím fakt, že během svého rozmnožování se mateřská buňka rozdělí na několik dceřiných buněk. Pokud má být rozmnožování mateřské buňky úspěšné, dceřiné buňky by měly být stejně životaschopné jako jejich "matka". Z toho vyplývá nutnost, aby zdědili všechny buněčné komponenty a informace o jejich struktuře, které jsou pro buňku životně důležité. Patří sem mitochondrie, které jsou centrem dýchacích procesů. Pro buňku jsou nepostradatelné a bez nich nemůže existovat. Dále je třeba jmenovat Golgiho aparát, endoplazmatické retikulum, které je centrem proteosyntézy probíhající na ribozomech. Nakonec nelze zapomenout ani na chromozomy, které se nacházejí v jádře a nesou genetickou informaci buňky.

Pokud se buňka chce dělit, musí dostatečně "narůst", aby zajistila dostatek stavebních a strukturálních komponentů pro všechny dceřiné buňky. Rozdělením na dceřiné buňky současně buňka mateřská zaniká.

Můžeme tedy shrnout, že rozmnožování buněk je většinou cyklický děj, který začíná vznikem dceřiné buňky rozdělením její "matky", pokračuje růstem vzniklé buňky a končí jejím dělením na další potomstvo. Tento cyklus se nazývá životní cyklus buňky. Z formálního hlediska se období mezi vznikem buňky z její mateřské předchůdkyně a jejím zánikem dělením nazývá interfáze. Interfáze se dělí na tři časové úseky: G1-fázi, S-fázi a G2-fázi.

G1-fáze se uskutečňuje jako první po vzniku nové buňky. Je typická intenzivní metabolickou aktivitou, charakteristickou pro růst. Dochází během ní k syntéze potřebných enzymů a dalších bílkovin, které jsou nezbytné pro tvorbu jednotlivých strukturních částí buňky.

S-fáze je charakteristická tím, že se během ní syntetizuje DNA. Buňka sice má "svou" DNA, kterou zdědila, ale na to, aby mohla dát šanci vzniknout minimálně dvěma dceřiným buňkám, nutně potřebuje vytvořit co nejpřesnější kopii své DNA. Musí vytvořit kopie všech 46 chromozomů, které se nacházejí v jejím jádře. Nově kopie chromozomů se však během rozdělení mateřské buňky na dceřiné nenacházejí samostatně, ale jsou spojeny se svým "originálem". Pod mikroskopem lze proto vidět typické struktury chromozomů, které jsou jedinečné pouze pro časový úsek dělení buňky. Mají charakteristický tvar připomínající písmeno X. Pozornému pozorovateli neunikne, že i po syntéze kopií chromozomů zůstává přítomen diploidní stav (2n). Abychom však novou situaci odlišili, označujeme ji symbolem 4C. Jinými slovy, z původních dvou kopií určitého chromozomového páru vzniknou další dvě nové, spolu jich je tedy 4 (proto "4C"), které však nejsou samostatné (proto nadále platí "2n", označení diploidních stavu).

G2-fáze je typická syntézou buněčných stavebních složek, potřebných pro nadcházející rozmnožování buňky. Patří sem např. mikrotubuly. Po této fázi může nastat dělení buňky na své dceřiné potomstvo. Všimněte si důležité slůvko "může". Pro organismus je nezbytné regulovat počet buněk jednotlivých tkání a orgánů. Pokud je jich dostatečný počet, pak nově vzniklé buňky se již většinou dále nedělí, ale nahrazují funkčně opotřebované předchůdkyně. V takovém případě mluvíme o speciální fázi života buňky, tzv. "G0" fáze. Je charakteristická dostavbou a dozráním - diferenciací do podoby, ve které buňka vykonává svou roli v organismu. Po jejím opotřebení buňka zaniká, nastává buněčná smrt. Ta však není (s výjimkou např. poškození a traumata) neregulovaná. Naopak, organismus se snaží využít veškerý použitelný materiál zanikající buňky. Mluvíme o apoptóze, tedy o regulované buněčné smrti.

Genetika_x401.JPG

Na životním cyklu buňky vidíme, že převážnou část jejího života tvoří interfáze. Časově kratší rozsah většinou zabírá rozdělení buňky. Během dělení buňky většinou zaniká jaderná membrána. Je to proto, aby spiralizované chromozomy mohly volně nasedat na vlákna dělícího aparátu, který je rozdělí k opačným stranám buňky. Mluvíme proto o tzv. nepřímém dělení buňky. Patří sem mitóza, čili nepřímé somatické dělení buňky a meióza, která je nepřímým redukčním dělením. Obě dělení jsou podrobně vysvětleny v kapitole 4.1. Kromě nich lze výjimečně u některých živých systémů pozorovat rovněž přímé dělení buněk, tzv. amitózu, při kterém jaderná membrána nezaniká. Jádro se podélně prodlouží a rozdělí na dvě části, které jsou základem jader dvou nových dceřiných buněk. V druhém sledu se rozdělí cytoplazmatická membrána, čím se ukončí proces dělení. Amitóza bývá vzácná, častěji jde o atypicky průběh mitózy, tzv. endomitózu.