6.3
细胞周期包括细胞内物质的复制,随后分裂为两个子细胞。
细胞内容物(尤其是DNA)的复制过程极为关键,该过程中的任何错误都可能导致癌症等疾病。
那么细胞如何在分裂过程中防止出现任何错误呢?
细胞周期调控系统包含多种调节蛋白,可在不同检查点停止细胞周期进程。
在每个检查点,调节蛋白会阻止各步骤的启动,直到前期阶段完成且所有错误均已得到纠正。
通常,细胞周期调控系统在 G1、G2 和 M 期存在三个关键的检查点。
在G1检查点,调控蛋白会检测细胞是否已达到关键大小,以及DNA是否无错误。同时还会检测是否存在足够的营养物质和生长因子以启动DNA合成。
此时,如果细胞未接收到必要的信号,便会进入一种称为 G0 期的静息状态,直到所有条件满足为止。
通过G1检查点的细胞将进入合成期(S期),此时DNA进行复制。
此后,细胞在G2期遇到第二个检查点,此时调控蛋白会检查DNA是否存在错误,以及细胞是否具有合适的大小以进入有丝分裂期(M期)。
在有丝分裂过程中,调控系统会检测染色体是否已连接到纺锤体并准确排列,以确保细胞周期能够继续进行细胞分裂。如果在任何阶段调控蛋白检测到不可修复的损伤,则会引发细胞死亡。一类关键的调控蛋白是依赖细胞周期蛋白的蛋白激酶(cyclin-dependent protein kinases,CDK)。CDK 与细胞周期蛋白结合形成复合物,其活性会影响直接参与细胞生长和 DNA 合成的蛋白质。
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