Популяция интерфазных клеток всегда состоит из клеток двух групп: клетки с нормальным (обычно диплоидным) количеством ДНК и клетки, в которых количество ДНК вдвое больше, причем промежуточные типы клеток встречаются очень редко. Было обнаружено, что в любое данное время относительно немногие клетки синтезируют ДНК, т. е. по отношению ко всему клеточному циклу фаза синтеза коротка.

В зависимости от поведения ДНК клеточный цикл можно разбить на четыре периода: G1 (первая пауза, Gap), постмитотическая стадия — ДНК стабильна, S (синтез)—количество ДНК удваивается; G2 (вторая пауза), премитотическая стадия — ДНК стабильна; М (митоз) —ДНК количественно делится пополам и распределяется между дочерними клетками.

Длительность G1 варьирует (Сискен и Киносита, 1961) и, возможно, определяет различия в продолжительности цикла роста клеток, выращиваемых в разных условиях. Покоящиеся ткани, для которых понятие цикла не имеет смысла, можно рассматривать как ткани, физиологически остановившиеся на этой стадии (Тодаро и др., 1965).

Во время S-периода происходит репликация ДНК, осуществляющаяся по полуконсервативному механизму. Хромосомы удваиваются, по-видимому, в определенном порядке (Тейлор, 1963), причем сателлитные ДНК, расположенные около центромеры хромосомы (Пардью и Гол, 1970), реплицируются последними (Тобайа и др., 1970; Эванс, 1964).

Синтез ДНК начинается во многих дискретных участках хромосом и, вероятно, продолжается в двух направлениях от каждой точки инициации. Длина реплицирующихся единиц колеблется от 7 до 30 мкм, а максимальная скорость синтеза ДНК составляет приблизительно 2,5 мкм в секунду, что соответствует примерно 100—150 парам нуклеотидов в минуту (Хьюбермен и Риггс, 1966).

Ферменты, осуществляющие этот синтез, неизвестны, но, по всей видимости, в нем участвует по крайней мере одна из двух недавно описанных (Вайсбах и др., 1971) ДНК-зависимых ДНК-полимераз.
Митоз следует за периодом G2 и приводит к равному распределению хромосом по двум дочерним клеткам.

Если синтез ядерной ДНК происходит во время четко ограниченного периода (S) в цикле роста делящихся клеток, то синтез других макромолекул (РНК и белков) осуществляется на протяжении всего цикла, за исключением митоза.

В клетках, рост которых останавливали на стадии метафазы, обнаружили весьма значительное снижение синтеза как РНК, так и белка (Прескотт и Бендер, 1962); в клетках HeLa во время метафазы отмечалась дезагрегация полисом (Шарф и Роббинс, 1966). Нарушение макромолекулярных синтезов в такого рода клетках подавляет размножение заражающих их вирусов, задерживая его до тех пор, пока не завершится митоз (Маркус и Роббинс, 1963).

- Читать далее "Синхронизация клеточного деления. Биохимия живых клеток"