没有两片一模一样的树叶,有两个一模一样的细胞吗?严格来说,也没有,可是两个细胞可以近乎一样。这才能保证了组织器官内细胞不断自我更新替换和自我修复,并且功能不会发生偏离。如何实现细胞高相似度的复制呢?因为它们一次次经历了细胞周期。哪怕肿瘤细胞的增殖,也是按照这个规律进行的。

细胞周期的组成

细胞周期是如何定义:连续分裂细胞从上一次分裂结束到下一次分裂完全结束所经历的过程。它可以分为分裂间期和分裂期。

细胞分裂后原细胞还存在吗(细胞的自我复制)(1)

细胞周期示意图

在分裂间期里,细胞为自我复制做着大量准备工作,包括DNA的复制和新细胞所需蛋白的合成,细胞体积不断增大。之后进入分裂期:通过有丝分裂,一个细胞变成两个细胞,每一个新细胞各有一份DNA库。

细胞分裂后原细胞还存在吗(细胞的自我复制)(2)

细胞分裂示意图

也会有一些细胞静止不再自我繁殖,这是处于G0期,比如免疫淋巴细胞,只有在启动免疫时才进行细胞繁殖。

参与细胞周期的调控蛋白

在细胞周期内,许多蛋白基因表达出调控蛋白,参与到细胞自我复制过程中,起到至关重要的作用。它们中主要有细胞周期蛋白、细胞周期蛋白依赖激酶(Cdk)、Cdk抑制因子和促进Cdk调节因子降解酶复合物。

当细胞正向开始推进细胞周期时,细胞周期蛋白(cyclin)在不同时间和Cdk结合,才能发挥作用,调节Cdk激酶,从而推动细胞周期(细胞自我复制)进程。就好像在一条生产线上,一件产品从上游往下游移动,每到一个工位,工位上的固定的操作员就要按一下工位上的按钮,该工位的设备部件开始运行一部分的生产操作。比如cyclinC、D、E的表达推动了细胞分裂间期G1阶段。

Cdk抑制因子是一种负性调节因子,是抑癌基因的产物,其目的是抑制癌细胞的发生或发展。

促进Cdk调节因子降解酶复合物则是同时针对细胞周期蛋白(cyclin)和Cdk抑制因子(CdkI),让这两类蛋白在发挥完功能后,自行降解。细胞通过泛素化来标机需要降解的目标物。

在细胞周期内,也是细胞内DNA最容易受到损伤的时候。许多肿瘤细胞是在这个阶段出现的,所以了解细胞周期,有助于理解肿瘤的形成。

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