细胞周期

(cell cycle)细胞从一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成的周期。在细胞周期中完成了遗传物质的加倍和细胞内各种成分的加倍,在有丝分裂期(M)又将它们一分为二进入两个子细胞中。完成细胞周期所需要的时间叫细胞周期时间。根据这个狭义的定义,细胞周期的概念限定在对体内或体外培养细胞增殖周期的动态变化过程的分析,主要研究生物体内各种细胞群体在新生、增殖、消亡过程中处于各种状态的时间参数、细胞数量、分布位置以及细胞迁移的途经、更新过程。其特点是能提供定量的客观数据,所以又叫细胞动力学。由于许多研究细胞周期的真正目的是研究细胞增殖的调节,所以细胞周期概念的范围扩大了,包括正常以及异常细胞生长的细胞学和生物化学的调节方面,即是包括细胞的增殖、分化、迁移和死亡,体内外因素对这些过程的影响及其调节控制。

细胞周期中,繁殖旺盛的细胞可以周而复始进入四个时期:有丝分裂期

  1. →间期 1(G1)→DNA 合成期(S)→间期

    2(G2)→有丝分裂期(M)⋯⋯。分裂期实际上就是显微镜下能够看到的、将早已完成倍增的各种成分最终分配到两个子细胞中去的现象。S 期即 DNA 合成期,其间主要完成遗传物质DNA的合成,同时还伴随有组蛋白和非组蛋白的合成。G1 期是有丝分裂结束到DNA合成开始的一段间隙时期。其最大的特点是易变性,即不同类型的细胞群体,甚至在同一细胞群体中 G1 期时间长短差异很大。在环境条件的变化不利于细胞繁殖时,细胞则由 G1 期转入 G0 期(休止期)。一旦条件合适,静止细胞又可被刺激进入细胞周期。此外,终分化细胞也可由最后一次有丝分裂后的 G1期逸出细胞周期,直至死亡。G2 期是 DNA 合成结束到开始有丝分裂之间的一段间隙时间,其间有活跃的蛋白质和 RNA 合成,尤其是纺锤体微管蛋白的合成以为细胞分裂作好准备。

细胞周期及其各时相的时间可以用脉冲标记(PLM 法)、连续标记或双标记等方法进行测定。各种细胞的周期可以不同,通常至少要 10 小时左右。原来人们以为肿瘤生长快,逻辑上似乎应该是肿瘤细胞周期较正常细胞为短,因而肿瘤细胞较正常细胞增殖快。但实际观察到小鼠的小肠粘膜上皮细胞的周期时间短于快速生长的小鼠肿瘤细胞,从而证实了肿瘤细胞的增殖慢于正常细胞。这里的主要问题是,肿瘤细胞是一个广泛的不受宿主控制的非调节的生长,所以人们不得不花大力气去研究和寻找如何去调节控制肿瘤细胞的生长。因此,有关细胞周期的研究,不仅关系到从根本上了解和征服肿瘤,还将关系到阐明生物学中许多重要的基础理论问题。