2017年7月7日 星期五

細胞週期系列之一 — 何謂細胞週期(The Cell Cycle)?


細胞週期系列之一    何謂細胞週期(The Cell Cycle)

體細胞有絲分裂(Mitosis)一次的時間。

一、      分為四期:

(1)   第一間期(Gap 1 (G1) phase)為細胞生長期,此時細胞代謝旺盛,複製細胞分裂相關的胞器;

(2)  合成期(Synthesis (S) phase)進行複製DNA的時期;

(3)  第二間期(Gap 2 (G2) phase)此時細胞已具有兩倍(4n)的遺傳物質,並為有絲分裂期做準備。

(4)  有絲分裂期(Mitosis (M) phase)進行細胞核分裂(染色體由4n2n)及細胞質分裂的時期。

※大多數的神經元以及骨骼肌、心肌細胞於出生後會進入G0 phase,為細胞停止分裂的時期。




01. 細胞週期的分期,分為G1SG2M四期。M期即分裂期,在圖01.M期所畫的時間太長,於第二點時會解釋。


二、 G1SG2 phases合稱為細胞間期(Interphase)M phase有絲分裂期

為何圖01所畫的M期時間太長?

1. 細胞間期時遺傳物質是以染色質(chromatin)的形式存在,在染色質的形式,其中的基因能夠表現形成蛋白質,以維持細胞正常的新陳代謝。

2. 有絲分裂期時遺傳物質是以染色體(chromosome)的形式存在,而在染色體的形式時,其中的基因是無法表現形成蛋白質。所以細胞分裂時存在於有絲分裂期(M)的時間理當是越短越好。

3. 『動植物細胞的細胞周期大約20小時左右,其中細胞間期占的時間比較長,約需1819小時,此時期最重要的變化為去氧核醣核酸的複製。』-----此段話摘自20022月號第350期科學發展月刊《揭開細胞周期的奧秘—癌症治療的新希望》 p.54



02. 細胞週期的分期。此圖有絲分裂(Mitosis)所佔的時間(黃色部分),與事實較相符合。

Cytokinesis細胞質分裂

圖片來源:


三、細胞週期的進行受到精確的調控,此為下一篇BLOG的主題,先提及部分重要觀念。

    2001年諾貝爾生理醫學獎得主之一美國的利蘭.哈特威爾(Leland Hartwell)提出「檢查點(checkpoint)」的觀念,認為細胞週期中有一些特定的關鍵時期(檢查點),細胞分裂到檢查點時,必須符合某些特定的條件,細胞週期才會繼續,如此可確保細胞週期進行之正確無誤。

    在真核細胞的細胞週期中,有三個檢查點:

(1)    G1 checkpoint(又稱為限制點,Restriction Point),在G1 phase晚期,進入S phase前,主要檢查細胞的大小、營養狀態、生長因子、和DNA是否有損傷;

(2)    G2 checkpoint,第二個檢查點在G2 phase晚期,就是進入M phase前,主要檢查細胞的大小和DNA是否複製完全;

(3)    M Checkpoint (Spindle assembly checkpoint),第三個檢查點在M phase的過程中,主要是檢查染色體的排列,染色體的中央節(centromere)是否附著於紡錘絲(Mitotic Spindle)上。




03. 細胞週期具有三個檢查點。(The cell cycle is controlled at three checkpoints.)






04. 細胞週期三個檢查點檢查的主要項目。





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