細胞生物學/細胞增殖及其調控

細胞增殖及其調控 - 細胞分裂 - 細胞周期 - 細胞周期的調控 - 細胞周期與醫學的關係
細胞分裂(cell division)是細胞生命活動的重要特徵之一，指一個親代細胞形成兩個子代細胞的過程。通過細胞分裂，親代細胞的遺傳物質和某些細胞組分可以相對均等地分配到兩個子代細胞中，這有效地保證了生物遺傳的穩定性。細胞分裂與新個體的發生，以及與個體器官組織的維待和更新密切相關。在單細胞生物（如細菌、酵母等）中，細胞分裂是其個體繁衍的重要方式，在高等生物中，經過多次細胞分裂生成成熟的性細胞，這些性細胞之間的有性生殖導致受精卵產生，新的生命個體由此出現。細胞分裂構成了多細胞生物個體生長的基礎，從受精開始到個體成熟的整個發育進程中，細胞需經歷多次分裂，最終形成機體的器官和組織中數量龐大的細胞群體，如僅成人肝臟就含有2.5×10¹⁰個細胞。細胞分裂在維持和更新個體正常組織中也具有重要的作用，在成體動物的皮膚、骨髓、腸上皮等器官組織中存在一些具有潛在分裂能力的原始細胞，如表皮基底層和毛毅中的幹細胞、骨髓造血幹細胞和腸上皮幹細胞等，通過這些細胞的分裂可以適時地生成大量的新的分化成熟細胞，以替代因生理性衰老而死亡的細胞，這樣，既使組織器官的細胞組成得到自我更新，也使細胞的數量保持恆定，維持了器官組織的正常功能。此外，在機體創傷後的組織修復和再生等活動中都存在大量的細胞分裂現象。
細胞分裂的過程總是呈周期性進行：親代分裂產生子代細胞；子代細胞經歷一系列規律的細胞內生物化學變化，包括遺傳物質的複製和特定蛋白質的合成等準備過程，並伴有細胞形態學的改變；然後子代細胞的分裂過程開始。通常將細胞從上次分裂結束到下次分裂結束所經歷的規律性變化過程稱為一個細胞周期(cell cycle)。
大多數的細胞周期都包括數個協調的過程：細胞生長、DNA複製、倍增的染色體分配到子細胞中及細胞分裂。在細菌，細胞生長和DNA複製發生在細胞周期的多數時間內，倍增的DNA和質膜一起分配到子細胞中。在真核細胞，細胞周期比較複雜，包含4個分離的時相期。雖然細胞生長通常是一個連續的過程，但DNA合成僅僅發生在細胞周期的一個時相中，然後，複製的染色體通過一個連續的過程在細胞分裂前被分配到子細胞核中。細胞周期的各步驟進程的調控機制在進化中是保守的，該調控機制不僅可以精細地協調細胞周期中不同的事件，而且還可將調控細胞增殖的細胞外信號與細胞周期聯繫起來，使整個細胞周期呈現出高度的時空有序性和協同性。如果由於細胞某些自身的或環境的因素影響，細胞周期正常的調控體系作用受到阻礙，細胞周期進程將可能出現異常，細胞增殖失控，導致腫瘤等疾病發生。