细胞生物学/细胞增殖及其调控

细胞增殖及其调控 - 细胞分裂 - 细胞周期 - 细胞周期的调控 - 细胞周期与医学的关系
细胞分裂(cell division)是细胞生命活动的重要特征之一，指一个亲代细胞形成两个子代细胞的过程。通过细胞分裂，亲代细胞的遗传物质和某些细胞组分可以相对均等地分配到两个子代细胞中，这有效地保证了生物遗传的稳定性。细胞分裂与新个体的发生，以及与个体器官组织的维待和更新密切相关。在单细胞生物（如细菌、酵母等）中，细胞分裂是其个体繁衍的重要方式，在高等生物中，经过多次细胞分裂生成成熟的性细胞，这些性细胞之间的有性生殖导致受精卵产生，新的生命个体由此出现。细胞分裂构成了多细胞生物个体生长的基础，从受精开始到个体成熟的整个发育进程中，细胞需经历多次分裂，最终形成机体的器官和组织中数量庞大的细胞群体，如仅成人肝脏就含有2.5×10¹⁰个细胞。细胞分裂在维持和更新个体正常组织中也具有重要的作用，在成体动物的皮肤、骨髓、肠上皮等器官组织中存在一些具有潜在分裂能力的原始细胞，如表皮基底层和毛毅中的干细胞、骨髓造血干细胞和肠上皮干细胞等，通过这些细胞的分裂可以适时地生成大量的新的分化成熟细胞，以替代因生理性衰老而死亡的细胞，这样，既使组织器官的细胞组成得到自我更新，也使细胞的数量保持恒定，维持了器官组织的正常功能。此外，在机体创伤后的组织修复和再生等活动中都存在大量的细胞分裂现象。
细胞分裂的过程总是呈周期性进行：亲代分裂产生子代细胞；子代细胞经历一系列规律的细胞内生物化学变化，包括遗传物质的复制和特定蛋白质的合成等准备过程，并伴有细胞形态学的改变；然后子代细胞的分裂过程开始。通常将细胞从上次分裂结束到下次分裂结束所经历的规律性变化过程称为一个细胞周期(cell cycle)。
大多数的细胞周期都包括数个协调的过程：细胞生长、DNA复制、倍增的染色体分配到子细胞中及细胞分裂。在细菌，细胞生长和DNA复制发生在细胞周期的多数时间内，倍增的DNA和质膜一起分配到子细胞中。在真核细胞，细胞周期比较复杂，包含4个分离的时相期。虽然细胞生长通常是一个连续的过程，但DNA合成仅仅发生在细胞周期的一个时相中，然后，复制的染色体通过一个连续的过程在细胞分裂前被分配到子细胞核中。细胞周期的各步骤进程的调控机制在进化中是保守的，该调控机制不仅可以精细地协调细胞周期中不同的事件，而且还可将调控细胞增殖的细胞外信号与细胞周期联系起来，使整个细胞周期呈现出高度的时空有序性和协同性。如果由于细胞某些自身的或环境的因素影响，细胞周期正常的调控体系作用受到阻碍，细胞周期进程将可能出现异常，细胞增殖失控，导致肿瘤等疾病发生。