细胞周期与分裂
细胞周期是细胞复制其内容物并分裂成两个子细胞的有序事件序列。本领域汇集了细胞如何经历间期和分裂、这种进程如何被调控和监督，以及两种主要的核分裂形式——有丝分裂和减数分裂——分别如何产生体细胞和生殖细胞的基本知识。
Definition
细胞周期是真核细胞生长、复制DNA、并将其基因组和细胞质分配到两个子细胞的重复阶段系列——间期（G1、S、G2）后接有丝分裂期（M）——受周期性细胞周期蛋白依赖性激酶活性和监控检查点调控。
Scope
本领域涵盖真核细胞周期的四个阶段（G1、S、G2、M）、驱动进程的细胞周期蛋白和细胞周期蛋白依赖性激酶机制、维持基因组完整性的监控检查点、有丝分裂和细胞质分裂的机制、减数分裂的还原分裂和均等分裂，以及作为细胞数量补充控制的程序性细胞死亡。它将这些内容视为结构和调控性的细胞生物学主题，而非临床指导。
Sub-topics
Key concepts
- 间期（G1、S、G2）和M期
- 细胞周期蛋白和细胞周期蛋白依赖性激酶（CDKs）
- DNA复制和染色体分离
- 细胞周期检查点
- 限制点和分裂承诺
- 有丝分裂与减数分裂
- 程序性细胞死亡（细胞凋亡）
Mechanisms
细胞周期进程由细胞周期蛋白依赖性激酶的周期性激活驱动，其活性随着调节性细胞周期蛋白伴侣的合成和降解而升降。Nurse及其同事的研究表明，单一的CDK（Cdc2/CDK1）在所有真核生物中都作为进入有丝分裂的普遍触发器，而Morgan的综合理论则将CDK视为细胞周期的引擎和时钟。Hartwell和Weinert将检查点定义为控制电路，它能暂停细胞周期，直到先前的步骤——例如完整的DNA复制或正确的染色体附着——完成，从而确保事件按正确顺序发生。Vermeulen及其同事综述的癌症生物学表明，这些控制的失调是导致失控增殖的基础。
Clinical relevance
理解细胞周期是健康科学中描述增殖、组织更新和非整倍性的基础，也是许多抗癌药物被概念化为作用于分裂细胞的方式。本领域在参考层面描述了正常和失调的细胞分裂，并非诊断或治疗决策的依据。
History
现代对细胞周期的理解出现于20世纪后期，源于酵母遗传学和海洋无脊椎动物卵的生物化学研究：Nurse关于裂殖酵母的工作确定了普遍的有丝分裂激酶，细胞周期蛋白的发现解释了其周期性激活，而Hartwell和Weinert的检查点概念解释了如何强制执行顺序和忠实性。2001年诺贝尔生理学或医学奖表彰了Hartwell、Hunt和Nurse的这些发现。
Key figures
- Leland Hartwell
- Paul Nurse
- Timothy Hunt
- David Morgan
Related topics
Seminal works
- hartwell-weinert-1989
- nurse-1990
- morgan-1997
Frequently asked questions
- 细胞周期的阶段有哪些？
- 间期包括G1期（生长）、S期（DNA合成）和G2期（生长和准备），之后是有丝分裂期（M期），其中细胞核通过有丝分裂分裂，细胞通过细胞质分裂；不分裂的细胞可能处于称为G0期的静止状态。
- 细胞周期与细胞分裂有何不同？
- 细胞周期是细胞在两次分裂之间经历的整个重复序列，而细胞分裂（有丝分裂伴随细胞质分裂，或减数分裂）是M期的一部分，其中一个细胞变成两个，或在减数分裂中变成四个。