2) 0.5 — 1 (+)
3) 2 — 4
4) 2 — 8
М-фаза — наиболее короткий и относительно стабильный период клеточного цикла: у большинства пролиферирующих клеток млекопитающих она продолжается около одного часа, поэтому интервал 0,5–1 час является правильным. Основная часть клеточного цикла приходится на интерфазу — стадии G1, S и G2, во время которых клетка растёт, реплицирует ДНК и подготавливается к делению.
В М-фазе последовательно происходят конденсация хромосом, разрушение ядерной оболочки, формирование веретена деления, выстраивание хромосом в экваториальной плоскости, расхождение сестринских хроматид и цитокинез. Вход в митоз запускается комплексом циклин B–CDK1, а переход к анафазе контролируется контрольной точкой сборки веретена. После правильного прикрепления всех хромосом активируется комплекс APC/C, обеспечивающий деградацию секурина и циклина B, разделение хроматид и выход из митоза.
Для радиотерапии существенна высокая радиочувствительность клеток в фазах G2 и M. Во время митоза хромосомы конденсированы, возможности репарации повреждений ДНК ограничены, а двойные разрывы могут реализоваться в хромосомные аберрации, неправильную сегрегацию генетического материала и митотическую катастрофу. Фракционирование лучевой терапии способствует перераспределению опухолевых клеток по циклу, благодаря чему часть из них к следующему облучению входит в более радиочувствительную фазу.
| Стадия М-фазы | Основные клеточные события | Контрольный механизм | Радиобиологическое значение |
|---|---|---|---|
| Профаза | Конденсация хроматина, формирование видимых хромосом, начало организации веретена деления | Активация комплекса циклин B–CDK1 | Повреждения ДНК могут преобразовываться в структурные хромосомные аберрации |
| Прометафаза | Разрушение ядерной оболочки, прикрепление микротрубочек к кинетохорам | Контроль правильности взаимодействия кинетохоров с веретеном | Ошибки прикрепления повышают риск неправильного распределения хромосом |
| Метафаза | Расположение хромосом в экваториальной плоскости клетки | Контрольная точка сборки веретена задерживает анафазу при наличии ошибок | Один из периодов максимальной радиочувствительности клетки |
| Анафаза | Разделение сестринских хроматид и их перемещение к противоположным полюсам | Активация APC/C и деградация секурина | Нерепарированные повреждения проявляются мостами, фрагментами и отставанием хромосом |
| Телофаза | Деконденсация хромосом, восстановление ядерных оболочек | Снижение активности CDK1 вследствие деградации циклина B | Фиксируются последствия нарушенной сегрегации генетического материала |
| Цитокинез | Разделение цитоплазмы с образованием двух дочерних клеток | Сокращение актин-миозинового кольца | Нарушение процесса может приводить к многоядерности, полиплоидии или гибели клетки |
Продолжительность М-фазы может несколько изменяться в зависимости от типа клеток, условий культивирования и активности контрольных точек, однако обычно остаётся значительно меньше длительности интерфазы. Патологическая задержка митоза возникает при дефектах веретена деления или повреждении хромосом и может завершаться апоптозом либо митотической катастрофой. Высокая радиочувствительность митотических клеток связана не с продолжительностью фазы, а с состоянием хроматина и ограниченной возможностью устранить повреждения до разделения хромосом. Таким образом, диапазон 0,5–1 час соответствует общепринятой длительности М-фазы у клеток млекопитающих.