细胞周期阶段与调控
真核细胞周期分为四个有序阶段——G1、S、G2和M——其进程由周期性活性的细胞周期蛋白依赖性激酶驱动和计时。本主题涵盖每个阶段发生的事情、细胞如何在限制点不可逆地进入分裂，以及细胞周期蛋白的合成和降解如何设定周期的节律。
Definition
细胞周期阶段是分裂细胞所经历的连续间隔——G1、S（DNA合成）、G2和M（有丝分裂和细胞质分裂）——其时间和顺序由与阶段特异性细胞周期蛋白结合的细胞周期蛋白依赖性激酶的振荡活性控制。
Scope
本条目描述了间期（G1、S、G2）和M期、细胞周期蛋白和细胞周期蛋白依赖性激酶的分子控制机制、G0静止状态，以及细胞进入分裂的限制（起始）点。它将阶段结构及其调控视为细胞生物学主题，而非临床指导。
Key concepts
- G1期（细胞生长）
- S期（DNA复制）
- G2期（有丝分裂准备）
- M期（有丝分裂和细胞质分裂）
- G0静止状态
- 限制点 / 起始点
- 细胞周期蛋白和细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK）
- CDK抑制剂和CDK激活
- 成熟促进因子（MPF）
Mechanisms
每个阶段都由细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK）的活性控制，这些酶只有在与调节性细胞周期蛋白结合时才具有催化活性。细胞周期蛋白以阶段特异性方式合成，然后突然降解——这首先在每次卵裂分裂时被破坏的海胆细胞周期蛋白中得到证实（Evans及其同事，1983）——因此CDK活性呈波浪状上升和下降。不同的细胞周期蛋白-CDK复合物触发不同的转变：G1/S复合物使细胞在限制点复制其DNA，S期复合物许可并启动复制起点，M期CDK1（由Nurse鉴定的普遍有丝分裂激酶）驱动细胞进入有丝分裂。Morgan的综合研究将CDK视为既驱动又计时这些转变的引擎和时钟，而Vermeulen及其同事综述的CDK失调是癌症的一个标志。
Clinical relevance
阶段结构和CDK调控为描述细胞增殖、细胞周期靶向抗癌药物的原理以及组织分析中增殖标志物的意义提供了概念基础。本条目是对正常和失调周期控制的参考描述，不提供诊断或治疗指导。
History
阶段模型（G1、S、G2、M）由20世纪中叶的DNA合成标记研究建立。其分子基础源于两条汇聚的线索：酵母中普遍有丝分裂激酶的遗传鉴定（Nurse）和细胞周期蛋白作为其周期性破坏计时周期的蛋白质的生化发现（Evans、Hunt及其同事，1983）。2001年诺贝尔奖认可了这项工作。
Key figures
- Paul Nurse
- Timothy Hunt
- David Morgan
- Arthur Pardee
Related topics
Seminal works
- nurse-1990
- evans-1983
- morgan-1997
Frequently asked questions
- 什么是限制点？
- 限制点（在酵母中称为起始点）是G1期后期的一个控制点，在此之后细胞将独立于外部生长信号完成周期；在此之前，细胞可以转入静止的G0状态。
- 细胞周期蛋白和CDK有什么作用？
- 细胞周期蛋白依赖性激酶是磷酸化靶蛋白以驱动细胞周期转变的酶，但它们只有在与细胞周期蛋白结合时才具有活性；由于细胞周期蛋白是周期性合成和破坏的，因此CDK活性会振荡并设定每个阶段的时间。