一、細胞週期是上世紀50年代細胞學上重大發現之一。細胞週期(cell cycle)指由細胞分裂結束到下一次細胞分裂結束的整個過程。一般可分為間期與分裂期兩個階段。間期佔用時間相對較分裂期長，細胞的生命活動大部分是在此期。
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間期 |
DNA |
從有絲分裂完成到DNA複製之前的一段時間 |
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DNA |
DNA複製 |
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DNA |
DNA複製完成到有絲分裂開始之前的一段時間 |
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分裂期 |
前期 |
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中期 |
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後期 |
著絲點縱裂，每一染色體的兩個染色單體分開，並朝相反方向移動，接近各自的中心體 |
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末期 |
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二、根據細胞的分裂能力，我們將它們分為三類細胞：
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分類 |
定義 |
代表 |
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增殖細胞群 |
細胞始終保持活躍的分裂能力，連續進入細胞週期 |
造血幹細胞、表皮幹細胞、胃腸粘膜上皮 |
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暫不增殖 |
已經分化並執行特定功能的細胞。平時處於G0期，在某種刺激下，這些細胞重新進入細胞週期 |
肝細胞、腎小管上皮細胞、甲狀腺濾泡上皮細胞 |
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不再增殖 |
細胞喪失分裂能力，又稱 end cell |
成熟RBC、神經細胞、心肌細胞等高度分化的細胞 |
三、細胞週期的調控
細胞增殖由複雜的調控機制所監控，各種細胞之間需要彼此協調、相互制約，才能使結構和功能處於穩定平衡的狀態。此外，細胞中還存在著細胞週期控制系統(cell cycle control system)，可控制細胞週期中每一個過程順序進行；當其中某過程發生異常，異常訊息會被送至控制系統中，從而延遲細胞週期往下一個階段邁進，以避免細胞損傷。目前研究，細胞週期中有4個檢查點(checkpoint)，分別是G1 /S期檢查點、S期檢查點、G2 /M期檢查點、M期檢查點等，負責監控回饋信號及阻滯細胞週期進程。此外，檢查點並非細胞週期進程所必需的，而是一種刹車系統(braking system)。一旦失去檢查點調控的細胞，基因突變的機率增高，增加癌症的風險。|
G1 /S期 |
主要監測細胞生長狀態、環境條件(如營養狀態)及DNA損傷情況 |
是芽殖酵母細胞和哺乳動物細胞中最主要的檢查點，能防止受損DNA的鹼基複製，並使突變的染色體修復 |
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G2 /M期 |
主要監測細胞生長狀態、環境條件(如營養狀態)及DNA損傷情況 |
是裂殖酵母中最主要的檢查點，能讓已複製好的DNA但卻有損傷處進行修復，然後才進入分裂期 |
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M期 |
監測紡錘體有沒有組裝完好，監測每條染色體的微管與紡錘體兩極相連 |
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目前對檢查點可阻止細胞週期進行的分子機轉還沒有瞭解清楚，目前已知一類稱為cyclin-Cdk的複合物，以MPF為例，其中cyclin是調節亞基，Cdk是催化亞基，cyclin含量在M期達到高峰，其可調節Cdk(cyclin-dependent kinase)發揮激酶作用，使得Cdk在不同的細胞週期階段磷酸化特定蛋白上的絲氨酸和蘇氨酸殘基，引起這些蛋白質結構和功能的變化，從而產生相應的細胞週期事件。
cyclin並非總與Cdk結合，它在細胞週期的不同階段可規律地降解。Cyclin本身就含有與降解有關的特殊氨基酸序列；此外，cyclin降解前還須進行多聚泛素化(polyubiquitination)，即cyclin要與多種泛素(ubiquitin)結合，讓蛋白酶體(proteasome)的多酶體蛋白識別後才可降解。
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表皮生長因數(EGF) |
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血小板源 |
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抑素 |
抑素(chalone)可先與膜上特異受體結合，進一步啟動腺苷酸環化酶，提高cAMP濃度，達到抑制細胞增殖的作用 |
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胞內信使 |
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- 依序可分為M 期、G1 期、G2 期、S 期，再回到M 期
- 可受到各種MAP kinase（mitogen-activated protein kinase）調控
- 被細胞外之生長因數（growth factor）所抑制
- 只要細胞存活，細胞週期就會不斷進行