細胞週期與分裂

細胞週期(cell cycle)

/ SEL SY-kul /

想想看,一個受精卵如何變成由數萬億個細胞組成的嬰兒,又或者擦破的膝蓋如何癒合。這一切的背後,都是一個細胞變成兩個,一次又一次。但細胞不能想分裂就隨時一分為二——它必須先長大,把全部 DNA 複製一份,好讓每個新細胞都得到一整套,再仔細檢查一切是否就緒。細胞週期就是細胞為了生長、再分裂成兩個所經歷的那一套有序、重複的步驟。

這個週期主要分為兩大部分。漫長的那部分叫間期,在此期間細胞生長、做著自己日常的工作、並複製 DNA。短暫而戲劇化的那部分叫有絲分裂期(M 期),其中被複製的 DNA 被平均分成兩半,細胞也在物理上收縮成兩個子細胞。間期本身又分為 G1(生長)、S(DNA 合成)和 G2(繼續生長並檢查)。一個典型的人類細胞完成整個循環大約需要 24 小時,不過這在不同類型的細胞之間差異極大。

細胞週期之所以重要,是因為它必須被極其小心地控制。分裂得太少,傷口永遠不癒合、胚胎永遠無法成形;分裂得太多、或帶著受損的 DNA 去分裂,就會長出腫瘤。因此細胞透過分子「管理者」(細胞週期蛋白和 CDK)來運行這個週期,並在檢查點暫停,確認每個階段都正確完成後,才允許下一個階段開始。一個常見的誤解是,認為你體內的每個細胞都在不停地分裂——事實上許多成熟細胞,比如大多數神經元,會退出週期,可能永遠不再分裂。

你腸道內壁的細胞大約每隔幾天就分裂一次,差不多每週就把那層內壁整個更新一遍;而一個成熟的心肌細胞可能幾十年都完全不分裂——同樣一套細胞週期機器,運轉的速度卻天差地別。

同樣的週期,在不同組織中以截然不同的速度運行。

細胞週期是一個帶有單向承諾點的循環:一旦細胞通過 G1 晚期的檢查點,它通常就已承諾要分裂下去,因此週期裡真正的決策大多發生在 DNA 複製還沒開始之前。

又稱
cell division cycle细胞分裂周期細胞分裂週期