細胞周期とはなにか？
細胞周期とは、細胞が一つの細胞から二つの娘細胞へと分裂する一連の過程を指します。このサイクルは、単に分裂するだけでなく、DNAの複製や損傷の修復、細胞サイズの調節などを含む精密なプロセスです。
細胞周期の4つの主要なフェーズ
- G1期（Gap 1）：細胞の成長と代謝活動が活発な期間。次のS期に入る準備を行います。
- S期（DNA合成期）：DNAが正確に複製される段階。これにより、2つの娘細胞に正確な遺伝情報が伝えられます。
- G2期（Gap 2）：DNA複製後、分裂の準備を整える段階。損傷があればここで修復されます。
- M期（Mitosis：有糸分裂）：細胞が物理的に2つに分かれる段階。核分裂と細胞質分裂を含みます。
G1、S、G2をまとめて**間期（Interphase）**と呼び、M期とは区別されます。
細胞周期の制御：Cdkとサイクリンの協調作用
細胞周期は、サイクリン依存性キナーゼ（Cdk）とそれに結合するサイクリンによって厳密に制御されています。Cdkは常に細胞内に存在しますが、サイクリンは周期的に合成・分解されます。
- G1期：Cdk4/6 + サイクリンD
- S期：Cdk2 + サイクリンE, A
- G2〜M期：Cdk1 + サイクリンB（別名：MPF）
このシステムにより、細胞は「次のステージに進む準備ができたか」を判断し、問題があればストップをかけます。
チェックポイント：安全装置としての役割
細胞周期にはいくつかの重要なチェックポイントが存在し、DNAの損傷や複製ミスがないかを監視しています。
- G1/Sチェックポイント：DNAに損傷があると進行停止（p53が関与）
- G2/Mチェックポイント：DNA複製が完了しているか、損傷が修復されているかを確認
- M期チェックポイント（スピンドルチェックポイント）：染色体が紡錘体に正しく接続しているかを確認
これらのチェックポイントにより、エラーがある細胞はアポトーシスに誘導されることもあります。
細胞周期の破綻が引き起こす問題
細胞周期が正しく制御されなければ、DNA損傷を含んだまま分裂が進行し、異常な細胞が増殖します。このため、細胞周期の制御機構は生命維持にとって非常に重要です。がん細胞などはこの制御が破綻しており、無秩序な分裂を続けます。
まとめ
細胞周期は、細胞が自己を複製し、新しい個体や組織を形成するための非常に秩序だったメカニズムです。Cdkとサイクリン、チェックポイントといった巧妙な仕組みによって、このサイクルは緻密に管理されています。
出典と引用についての注意事項：
本記事は『Molecular Biology of the Cell（第6版）』の内容に基づいて独自に要約・解説したものであり、著作権を侵害しない範囲で引用・要約しています。詳細な内容は原著をご確認ください。