【技术速递】细胞周期

细胞周期（英语：cell cycle），是指能持续分裂的真核细胞从一次有丝分裂结束后生长，再到下一次分裂结束的循环过程(准确来说只要有DNA复制，不管是不是有没有有丝分裂它都有细胞周期。生殖细胞无细胞周期。)。细胞周期的长短反映了细胞所处状态，这是一个细胞物质积累与细胞分裂的循环过程。癌变的细胞以及特定阶段的胚胎细胞常常有异常的分裂周期。

细胞生命周期

细胞周期的划分

细胞周期的划分：G1期→S期→G2期→M期，以及G0期。

G1期:进行细胞生长，S 期:进行DNA复制,使DNA成为相同的两份，G2期:制造蛋白质,准备细胞分裂的所需物质，M期：有丝分裂；为进行核裂(染色体分离)和质裂(细胞质分裂)的阶段。

当细胞处于G0期时 就会停止细胞一切的复制分裂过程

总的看来，细胞周期通常可划分为分裂间期(I期)和分裂期(M期)，分裂间期是物质准备和积累阶段，分裂期则是细胞增殖的实施过程。整个周期表示为 I期→M期。

其中分裂间期(I期)又常常可以划分为DNA合成前期（G1,gap 1），DNA合成期（S, synthesis）和DNA合成后期（G2, gap2）。在此期间的任务主要是完成染色质中的DNA复制和相关蛋白质的合成。将I期细分之后，整个细胞周期(qī)可(kě)以(yǐ)表(biǎo)示(shì)为(wèi)：G1期(qī)→S期(qī)→G2期(qī)→M期(qī)。

细(xì)胞(bāo)进(jìn)入(rù)G1期(qī)可(kě)能(néng)出(chū)现(xiàn)三(sān)种(zhǒng)情(qíng)况(kuàng)，其(qí)中(zhōng)暂(zàn)不(bù)继(jì)续(xù)增(zēng)殖(zhí)，如(rú)骨髓干细胞和处于不利状态下的癌细胞，但在某些刺激下，这些细胞又可以继续生长分裂，因此有人把这种非增殖状态的G1期细胞称为G0期细胞。以区别处于增殖状态的G1期细胞。

而分裂期通常分作分裂前期(Prophase)、前中期(Prometaphase)、中期(Metaphase)、后期(Anaphase)和末期(Telophase)5个阶段，在此期间进行细胞物质的(de)平(píng)均(jūn)分(fēn)配(pèi)并(bìng)形(xíng)成(chéng)两(liǎng)个(gè)新(xīn)的(de)细(xì)胞(bāo)。

细胞分裂后，每个子细胞开始新周期的间期。 虽然间期的各个阶段通常在形态学上不可区分，但细胞周期的每个阶段都有一组不同的特化生物化学过程，为细胞分裂的起始做准备。

真核细胞周期的调控

保罗·纳斯

蒂姆·亨特

利兰·哈特韦尔，保罗·纳斯和蒂姆·亨特共享2024年度的诺贝尔生理暨医学奖，以表彰他们多年的研究发现细胞周期的关键因子与调控机制。

细胞周期的进行是由不同的周期素(Cyclin)所调控。周期素意味着这些蛋白质的表现量会随(suí)着(zhe)细(xì)胞(bāo)周(zhōu)期(qī)的(de)进(jìn)行(xíng)而(ér)有(yǒu)所(suǒ)变(biàn)化(huà)，进(jìn)而(ér)确(què)认(rèn)周(zhōu)期素原来是扮演细胞周期调控的角色。依照目前的认知，就如同细胞周期G1期→S期→G2期→M期的进行，在G1期大量表现的周期素D(cyclin D)渐渐的由周期素E(cyclin E)取代，而之后的变化则是E→A→B。

细胞周期蛋白和CDK的作用

两(liǎng)类(lèi)关键调(diào)控(kòng)分(fēn)子(zi)，周(zhōu)期(qī)素(sù)(Cyclin)和(hé)细(xì)胞(bāo)周(zhōu)期(qī)蛋(dàn)白(bái)依(yī)赖(lài)性(xìng)激(jī)酶(méi)（CDKs）决(jué)定(dìng)细(xì)胞(bāo)在(zài)细(xì)胞(bāo)周(zhōu)期(qī)中(zhōng)的(de)进(jìn)展[1]。2024年诺贝尔生理暨医学奖颁给利兰·哈特韦尔(Leland H. Hartwell)、蒂姆·亨特(R. Timothy (Tim) Hunt)、和保罗·纳斯(Paul M. Nurse)等三人，以表彰他们多年的研究发现细胞周期的关键因子与调控机制，促进世人对细胞周期的了解，进而开启癌症的生成与不正常细胞周期调控的研究方向[2]。许多编码细胞周期蛋白和CDK的基因被都是保守在所有真核生物中，但通常更复杂的生物体具有更精细的细胞周期控制系统，其包含更多的个别组件。 许多相关基因首先通过研究酵母，尤其是酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）来鉴定[3]; 酵母中的遗传命名法将许多这些基因cdc（即“细胞分裂周期(For "cell division cycle")”）跟随着一个鉴定数字，cdc25或cdc20。

细胞周期检查点

细胞周期检查点被细(xì)胞(bāo)用(yòng)来(lái)监(jiān)测(cè)和(hé)调(diào)节(jié)细(xì)胞(bāo)周(zhōu)期(qī)的(de)进(jìn)展(zhǎn)[4]。

而(ér)除(chú)了(le)周(zhōu)期(qī)素(sù)决(jué)定(dìng)细(xì)胞(bāo)何(hé)时(shí)进(jìn)入(rù)下(xià)一(yī)个(gè)周(zhōu)期(qī)以(yǐ)外(wài)，细(xì)胞(bāo)周(zhōu)期(qī)检(jiǎn)查(chá)点(diǎn)则(zé)是(shì)扮演监督的角色，只要细胞尚未做好预备复制—分裂的话，检查点就会活化，一方面停滞周期蛋白的功能，另一方面则可以争取更多准备的(de)时(shí)间(jiān)。

无(wú)论(lùn)是(shì)周(zhōu)期(qī)素(sù)或(huò)检(jiǎn)查(chá)点(diǎn)功(gōng)能(néng)发(fā)生(shēng)异(yì)常(cháng)，那(nà)细(xì)胞(bāo)往(wǎng)往(wǎng)在(zài)M期(qī)时(shí)无(wú)法(fǎ)顺(shùn)利(lì)进(jìn)行(xíng)分(fēn)裂(liè)过(guò)程(chéng)而(ér)走(zǒu)向(xiàng)细(xì)胞(bāo)凋(diāo)亡(wáng)，只(zhǐ)有(yǒu)极(jí)少(shǎo)数(shù)的(de)细(xì)胞(bāo)可(kě)以(yǐ)逃(táo)过(guò)这(zhè)个(gè)劫(jié)难(nán)，最(zuì)后(hòu)演(yǎn)化(huà)成(chéng)癌(ái)细(xì)胞(bāo)。

在肿瘤形成中的角色

细胞周期成分的失调可能导致肿瘤形成[5]。 如上所述，当细胞周期抑制因子RB，p53等突变时，它们可能导致细胞失控增殖，形成肿瘤。