細(xì)胞周期(cell cycle)是指細(xì)胞從一次分裂完成開始到下一次分裂結(jié)束所經(jīng)歷的全過程,分為間期與分裂期兩個階段。
(一) 間期
間期又分為三期、即DNA合成前期(G1期)、DNA合成期(S期)與DNA合成后期(G2期)。
1. G1期(first gap) 從有絲分裂到DNA復(fù)制前的一段時期,又稱合成前期,此期主要合成RNA和核糖體。該期特點是物質(zhì)代謝活躍,迅速合成RNA和蛋白質(zhì),細(xì)胞體積顯著增大。這一期的主要意義在于為下階段S期的DNA復(fù)制作好物質(zhì)和能量的準(zhǔn)備。細(xì)胞進入G1期后,并不是毫無例外地都進入下一期繼續(xù)增殖,在此時可能會出現(xiàn)三種不同前景的細(xì)胞:①增殖細(xì)胞:這種細(xì)胞能及時從G1期進入S期,并保持旺盛的分裂能力。例如消化道上皮細(xì)胞及骨髓細(xì)胞等;②暫不增殖細(xì)胞或休止細(xì)胞:這類細(xì)胞進入G1期后不立即轉(zhuǎn)入S期,在需要時,如損傷、手術(shù)等,才進入S期繼續(xù)增殖。例如肝細(xì)胞及腎小管上皮細(xì)胞等;③不增殖細(xì)胞:此種細(xì)胞進入G1期后,失去分裂能力,終身處于G1期,zui后通過分化、衰老直至死亡。例如高度分化的神經(jīng)細(xì)胞、肌細(xì)胞及成熟的紅細(xì)胞等。
2. S期(synthesis) 即DNA合成期,在此期,除了合成DNA外,同時還要合成組蛋白。DNA復(fù)制所需要的酶都在這一時期合成。
3. G2期(second gap)期為DNA合成后期,是有絲分裂的準(zhǔn)備期。在這一時期,DNA合成終止,大量合成RNA及蛋白質(zhì),包括微管蛋白和促成熟因子等。
(二)分裂期
M期:細(xì)胞分裂期。
細(xì)胞分裂期:前期,中期,后期,末期。
細(xì)胞的有絲分裂(mitosis)需經(jīng)前、中、后,末期,是一個連續(xù)變化過程,由一個母細(xì)胞分裂成為兩個子細(xì)胞。一般需1~2小時。
1. 前期(prophase)染色質(zhì)絲高度螺旋化,逐漸形成染色體(chromosome)。染色體短而粗,強嗜堿性。兩個中心體向相反方向移動,在細(xì)胞中形成兩極;而后以中心粒隨體為起始點開始合成微管,形成紡錘體。隨著核仁相隨染色質(zhì)的螺旋化,核仁逐漸消失。核被膜開始瓦解為離散的囊泡狀內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。
2. 中期(metaphase)細(xì)胞變?yōu)榍蛐危巳逝c核被膜已*消失。染色體均移到細(xì)胞的赤道平面,從紡錘體兩極發(fā)出的微管附著于每一個染色體的著絲點上。從中期細(xì)胞可分離得到完整的染色體群,共46個,其中44個為常染色體,2個為性染色體。男性的染色體組型為44+XY,女性為44+XX。分離的染色體呈短粗棒狀或發(fā)夾狀,均由兩個染色單體借狹窄的著絲點連接構(gòu)成。
3.后期(anaphase)由于紡錘體微管的活動,著絲點縱裂,每一染色體的兩個染色單體分開,并向相反方向移動,接近各自的中心體,染色單體遂分為兩組。與此同時,細(xì)胞波拉長,并由于赤道部細(xì)胞膜下方環(huán)行微絲束的活動,該部縮窄,細(xì)胞遂呈啞 鈴形。
4.末期(ophase)染色單體逐漸解螺旋,重新出現(xiàn)染色質(zhì)絲與核仁;內(nèi)質(zhì)網(wǎng)囊泡組合為核被膜;細(xì)胞赤道部縮窄加深,zui后*分裂為兩個2倍體的子細(xì)胞。
G0期:暫時離開細(xì)胞周期,停止細(xì)胞分裂,去執(zhí)行一定生物學(xué)功能的細(xì)胞所處的時期。
在體內(nèi)根據(jù)細(xì)胞的分裂能力可把它們[1]分為三類:①周期性細(xì)胞,如造血干細(xì)胞,表皮與胃腸粘膜上皮的干細(xì)胞。這類細(xì)胞始終保持活躍的分裂能力,連續(xù)進入細(xì)胞周期循環(huán);②終端分化細(xì)胞,如成熟的紅細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞等高度分化的細(xì)胞,它們喪失了分裂能力,又稱終末細(xì)胞(end cell);③暫不增殖細(xì)胞群(G0期細(xì)胞),如肝細(xì)胞、腎小管上皮細(xì)胞、心肌細(xì)胞、甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞。它們是分化的,并執(zhí)行特定功能的細(xì)胞,在通常情況下處于G0期,故又稱G0期細(xì)胞。在某種刺激下,這些細(xì)胞重新進入細(xì)胞周期。如肝部分切除術(shù)后,剩余的肝細(xì)胞迅速分裂。
生命是從一代向下一代傳遞的連續(xù)過程,因此是一個不斷更新、不斷從頭開始的過程。細(xì)胞的生命開始于產(chǎn)生它的母細(xì)胞的分裂, 結(jié)束于它的子細(xì)胞的形成,或是細(xì)胞的自身死亡。通常將子細(xì)胞形成作為一次細(xì)胞分裂結(jié)束的標(biāo)志,細(xì)胞周期是指從一次細(xì)胞分裂形成子細(xì)胞開始到下一次細(xì)胞分裂形成子細(xì)胞為止所經(jīng)歷的過程。在這一過程中,細(xì)胞的遺傳物質(zhì)復(fù)制并均等地分配給兩個子細(xì)胞。
目前,科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)有幾類調(diào)控因子在細(xì)胞周期中起著重要作用。一類是對細(xì)胞分裂增殖有調(diào)控作用的細(xì)胞生長因子。如第二類細(xì)胞周期調(diào)控因子,又稱內(nèi)源性調(diào)節(jié)因子,是細(xì)胞內(nèi)自己合成的蛋白質(zhì)。
細(xì)胞周期調(diào)控機制的序幕已經(jīng)拉開,科學(xué)家們正在從不同的角度研究細(xì)胞周期與癌基因、抑癌基因、生長因子以及細(xì)胞增殖分化的關(guān)系,相信通過努力,我們zui終能找到控制細(xì)胞周期的神奇“開關(guān)”。在腫瘤治療中我們也可利用細(xì)胞周期的原理對癥下藥。如G0細(xì)胞對化療不敏感,往往成為日后癌癥復(fù)發(fā)的根源。因而可以設(shè)法誘導(dǎo)G0期癌細(xì)胞進入增殖周期再行殺滅。這是一個尚在探索中具有理論意義和實踐意義的問題。
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