細胞周期（Cell Cycle）

細胞周期（Cell Cycle）とは、細胞が成長し、DNAを複製し、分裂して新しい細胞を生成する一連の過程を指す。この周期は、細胞が正確かつ効率的に遺伝情報を次世代の細胞に伝えるために厳密に制御されている。

細胞周期の主な段階

1. G1期（Gap 1期、細胞成長期）

• 概要: 細胞が分裂後に成長する段階。
• 特徴:
  • タンパク質やRNAの合成が活発に行われる。
  • 細胞の大きさが増加し、次のDNA複製に必要な準備を行う。
  • 細胞周期進行を制御する重要なチェックポイント（G1/Sチェックポイント）が存在する。
• 結果: 細胞が次のS期に進むか、休止状態（G0期）に入るかが決定される。

2. S期（Synthesis期、DNA合成期）

• 概要: DNAが複製される段階。
• 特徴:
  • 各染色体のDNAが複製され、2つの姉妹染色分体が形成される。
  • DNA複製酵素や修復酵素が活発に働き、正確な複製が行われる。

3. G2期（Gap 2期、分裂準備期）

• 概要: 細胞分裂に向けた準備を行う段階。
• 特徴:
  • タンパク質（特に微小管関連タンパク質）の合成が進み、細胞分裂のための構造が形成される。
  • M期に進む準備が整うかどうかを確認するチェックポイント（G2/Mチェックポイント）が存在する。

4. M期（Mitotic期、分裂期）

• 概要: 細胞が分裂し、2つの娘細胞を形成する段階。
• 特徴:
  • 核分裂（Mitosis）: 染色体が娘細胞に均等に分配される。
    • 前期（Prophase）
    • 中期（Metaphase）
    • 後期（Anaphase）
    • 終期（Telophase）
  • 細胞質分裂（Cytokinesis）: 細胞質が分裂し、2つの個別の娘細胞が形成される。

細胞周期の調節とチェックポイント

細胞周期は、正確で安全な進行を保証するために、いくつかのチェックポイントによって制御されている。

1. G1/Sチェックポイント
   • 条件: 細胞の成長が十分であるか、DNA損傷がないかを確認。
   • 異常時: 損傷が検出されると細胞周期が停止し、修復が試みられる。
2. G2/Mチェックポイント
   • 条件: DNA複製が完全であり、損傷がないことを確認。
   • 異常時: 修復や停止が行われ、分裂が中断される。

細胞周期の制御因子

細胞周期は、以下の主な分子群によって制御される：

1. サイクリン（Cyclin）
   • 細胞周期特異的に発現するタンパク質で、CDK（サイクリン依存性キナーゼ）と結合して活性化する。
2. サイクリン依存性キナーゼ（Cyclin-Dependent Kinase, CDK）
   • サイクリンと結合することで活性化し、細胞周期の進行に必要なタンパク質をリン酸化する。
3. CDK阻害因子（CDK Inhibitor, CKI）
   • CDKの活性を抑制し、細胞周期を停止させる役割を持つ。
4. 腫瘍抑制因子
   • p53: DNA損傷を感知し、修復を促進。または細胞周期を停止させる。
   • Rbタンパク質: G1/Sチェックポイントを制御。