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过程，由一个控制系统调控，该系统确保正确的时间和顺序。

Definition

细胞周期是包括DNA复制和分裂在内的一系列重复事件，通过这些事件一个细胞变成两个；细胞分裂是将细胞内容物物理性地分割成子细胞的过程。

Scope

本领域涵盖细胞周期的各个阶段、细胞周期蛋白和细胞周期蛋白依赖性激酶及其检查点的分子控制系统、分配复制染色体的有丝分裂和细胞分裂的机制，以及产生配子的特殊分裂——减数分裂。

Sub-topics

• 细胞周期控制系统
• 减数分裂与重组
• 有丝分裂和胞质分裂

Core questions

• 细胞周期的各个阶段是什么？每个阶段发生什么？
• 细胞周期蛋白和细胞周期蛋白依赖性激酶如何驱动细胞周期进程？
• 检查点如何确保事件按正确顺序发生？
• 有丝分裂和减数分裂在结果上有何不同？

Key theories

细胞周期蛋白-CDK对细胞周期的控制

细胞周期进程由细胞周期蛋白依赖性激酶驱动，其活性随细胞周期蛋白伴侣的合成和降解而升降，依次触发每个阶段的转换。

细胞分裂周期的遗传控制

特定基因的突变会在特定点阻断细胞周期，表明细胞分裂是由有序的遗传程序而非被动的一系列反应所控制的。

Mechanisms

细胞周期经历G1期、DNA复制的S期、G2期以及细胞分裂的M期。一个基于细胞周期蛋白依赖性激酶的控制系统，通过细胞周期蛋白激活并受磷酸化和抑制剂调节，触发阶段转换。检查点监测细胞大小、DNA完整性、复制完成情况和染色体附着情况，在条件满足前暂停进程。在M期，有丝分裂纺锤体分离染色体，细胞分裂将细胞质分开；减数分裂增加了一个重组步骤和第二次分裂以使染色体数目减半。

Clinical relevance

细胞周期是生长、组织更新和繁殖的基础，其控制系统是细胞和发育生物学的基石。此处处理为描述性而非规定性。

History

哈特韦尔（Hartwell）的酵母遗传学定义了细胞分裂周期基因和检查点；诺斯（Nurse）识别了关键的细胞周期蛋白依赖性激酶，而亨特（Hunt）发现了作为周期性降解调节剂的细胞周期蛋白，共同建立了细胞周期的分子控制机制。

Key figures

• Leland Hartwell
• Paul Nurse
• Tim Hunt
• David Morgan

Seminal works

• evans1983
• hartwell1974

Frequently asked questions

什么是细胞周期蛋白依赖性激酶？

它们是酶，通过磷酸化靶蛋白来推动细胞周期前进，但只有在与细胞周期蛋白伴侣结合时才具有活性，因此它们的活性受细胞周期蛋白升降的调控。

细胞周期检查点的目的是什么？

检查点暂停细胞周期，直到关键条件得到满足，例如DNA复制完成且无损伤以及染色体正确附着，从而确保分裂产生正确的子细胞。