細胞周期1

以有絲分裂方式增殖的細胞從一次分裂結束到下一次分裂結束所經歷的過程。這一過程周而復始。
細胞周期是50年代細胞學上重大發現之一。在這之前認為有絲分裂期是細胞增殖周期中的主要階段，而把處于分裂間期的細胞視為細胞的靜止階段。
1951 年霍華德等用32P-磷酸鹽標記了蠶豆根尖細胞，通過放射自顯影研究根尖細胞DNA合成的時間間隔,觀察到32P之摻入不是在有絲分裂期，而是在有絲分裂前的間期中的一段時間內。發現間期內有一個DNA合成期(S期)，32P只在這時才摻入到DNA;S期和分裂期（M期）之間有一個間隙無32P摻入，稱為 G2 期，在M期和S期之間有另一個間隙稱為G1 期，G1 期也不能合成DNA。
于是他們提出了細胞周期的概念，并首先證明間期是細胞周期中極為重要的一個階段，發生著許多與細胞分裂有關的特殊生化事件。這一發現被以后學者們用 3H-胸腺嘧啶核苷進行的類似研究所證實。

細胞生命活動大部分時間是在間期度過的，如大鼠角膜上皮細胞的細胞周期內,間期占14000分鐘。分裂期僅占70分鐘。細胞周期各階段都有復雜的生化變化。間期是細胞合成DNA、RNA、蛋白質和各種酶的時期，是為細胞分裂準備物質基礎的主要階段。
在一個增殖的細胞群中，所有細胞并非是同步增殖的,它們在細胞周期運行中，可能有四種命運（圖1）:①細胞經M期又開始第二次周期；②停止于G2 期，稱為G2 期細胞(R2),它受某種刺激后可進入周期；③停止在G1 期，稱為休止細胞或名G0期細胞，這類細胞受某種刺激仍能進入周期,并開始DNA合成和有絲分裂；④喪失生命力近于死亡的細胞，稱為丟失細胞，或稱不再分裂的細胞。繼續分裂的細胞沿著細胞周期從一個有絲分裂期到下一個分裂期。不再分裂的細胞離開了細胞周期不再分裂，最終死亡。

G1 期 　進行大量物質合成時期。細胞體積逐漸增大，制造RNA（包括tRNA，mRNA，rRNA以及核糖體等）。RNA的合成又導致結構蛋白和酶蛋白的形成，這些酶又控制著形成新細胞成分的代謝活動。G1 又分為G1 早期和G1 晚期兩個階段；細胞在G1 早期中合成各種在G1 期內所特有的RNA和蛋白質,而在G1 晚期至S期則轉為合成DNA復制所需要的若干前體物和酶分子，包括胸腺嘧啶激酶、胸腺嘧啶核苷酸激酶、脫氧胸腺嘧啶核苷酸合成酶等，特別是DNA聚合酶急劇增高。這些酶活性的增高對于充分利用核酸底物在S期合成DNA是不可少的條件。
G1 期持續時間變異很大，多數細胞的G1 期較長，是與細胞需要增加質量有關。但在某些單細胞生物如大變形蟲、四膜蟲和多細胞生物的某些細胞(如海膽胚胎,小鼠胚胎細胞)則無G1 期,中國倉鼠卵巢細胞的變異株無G1 和G2 期，以致M期和S期連接在一起。G1 期的長短之所以變化很大,與G1 期內存在一個校正點或阻止點(簡稱R點)有關。R點主要控制 G1 期時間的長短。通過了此點，細胞就能以正常速度不受外界條件的影響而完成細胞周期的其他時期。因此,有人認為細胞的生長是在G1 期R點上停止的,例如當細胞內環腺苷酸(cAMP)水平增高,細胞密度增加時，可阻止細胞從G1 期向S期過渡,用嘌呤霉素抑制蛋白質合成或用放射線菌素D抑制RNA合成，也能延緩細胞從G1 期進入S期（圖2）。
有人發現 G1 期內能合成一種有觸發作用的蛋白質；它是不穩定的，極易被分解，故稱為v蛋白。v蛋白在G1 細胞中達到一定水平時，細胞便可通過R點進入S期。
G0期 　細胞周期的調節主要是通過G1 期的阻留而實現的,G0期即指細胞處于阻留的狀態。細胞通過M期一分為二,有的可繼續分裂進行周期循環,有的轉入G0期。G0期是脫離細胞周期暫時停止分裂的一個階段。但在一定適宜刺激下,又可進入周期(圖1),合成DNA與分裂。G0期的特點為:①在未受刺激的G0細胞,DNA合成與細胞分裂的潛力仍然存在;②當G0細胞受到刺激而增殖時，又能合成DNA和進行細胞分裂。
S期 　在這一階段完成DNA的合成以及合成與DNA組裝構成染色質等有關的組蛋白。 DNA含量在此時期增加一倍。S期終結時,每一染色體復制成兩個染色單體(Hole,1979)。 生成的兩個子代DNA分子與原來DNA分子的結構完全相同。一個人體細胞核直徑10～20微米,其中DNA含量為10-11克，如拉成一根DNA鏈，長度可達3米。哺乳類動物細胞S期一般為6～8小時。DNA的復制能在幾小時內完成,主要是由于DNA鏈分成許多的復制單位(復制子)（可多達10000個左右），它們可在S期的不同時間分別復制。另外,在S期內還有組蛋白的合成──組蛋白基因在G1 -S期之間活化，組蛋白mRNA的轉錄增大,并在整個S期內連續進行。 已合成的組蛋白使新合成的DNA很快轉為核組蛋白復合體。
S期細胞含有一種因素能誘導DNA合成，用細胞融合實驗證明，G1 細胞在與S期細胞融合后能加速其核內DNA復制的起點啟動。S期不同階段復制的DNA堿基組成是不同的，早期復制的DNA富有G-C堿基,晚期復制的 DNA富有A-T堿基，即常染色質比異染色質復制較早（圖2）。