세포주기(cell cycle): 간기+세포분열기

 

세포주기 = 간기(G1기, S기, G2기)+분열기(M기)

 

 

간기(interphase)

 

간기는 세포주기의 90%를 차지하므로 현미경으로 관찰된 대부분의 세포는 간기에 위치합니다. 간기에서 RNA 전사와 단백질 번역이 꾸준히 일어나 mt, 소포체와 같은 세포소기관을 만들어 세포의 크기가 증가합니다.

따라서 세포는 성장하고(G1), 염색체를 복제하면서 계속 성장하고(S), 세포분열을 위한 준비를 끝내가면서 더욱 성장합니다(G2). 후에 분열하는 M기가 이어집니다.

비록 간기의 길이는 세포유형마다 다르지만 전형적으로 분열중인 포유류 세포는 G1이 약 10시간, S가 9시간, 그리고 G2기가 약 4시간 정도 걸립니다.

 

1. G1기(Gap 1 phase)

 

G1기에는 단백질, 탄수화물, 지질 등의 합성이 활발히 일어나 DNA 복제에 필요한 여러 물질을 합성하고 세포성장과 세포소기관 증식이 일어납니다.

G1기는 세포의 생활에서 결정시점이기 때문에 세포 종류에 따라서 매우 다양한 양상을 보입니다. 예를 들어, 초기 배아세포의 세포분열에는 G1기가 없으며, 사람의 골수세포의 G1기는 16~24시간입니다.

G1기에는 세포분열의 여부를 결정하는 검문지점(check point)이라는 것이 존재합니다. 이 검문지점에서 세포는 Cyclin과 Cdk의 신호를 받아 세포분열 유무를 결정합니다. 고등 진핵세포에서 제한점(restriction point)이라고 불리는 이 검문지점은 세포분열을 해야 할지, 손상된 DNA를 치유하기 위해 멈추어야 할 지 또는 G0기로 들어가야 할 지, 죽어야 할 지 등을 결정하는 중요 지점입니다. 효모와 같은 하등 진핵세포에서는 G1 검문지점을 시작점(start point)이라고 합니다.

 

※ G0기(=정지기, 휴지기, 무활동기 quiescent phase)

G0기는 세포가 일시적 또는 영구적으로 분열을 멈춘 시기를 뜻하지만, 비활동 상태를 나타내는 것이 아니라 여러 물질 대사와 관련된 기능을 바쁘게 수행하는 시기입니다. 신경세포, 근육세포, 혈구세포는 성숙하고 나면 분열을 하지 않아 G0 상태로 쭉 가게 되는데, 그에 반해 암세포는 끊임없이 분열하기 때문에 G0기가 없다고 할 수 있습니다.

 

 

2. S기(synthesis phase)

 

DNA, 중심체 복제 및 히스톤 단백질과 비히스톤 단백질이 합성되는 시기입니다. ³H-티미딘(³H-thymidine) 또는 ³H-BrdU(bromodeoxyuridine)을 세포에 투여한 후 자기방사법을 통해 S기를 추적할 수 있습니다.

 

3. G2기

 

G2기에는 튜불린 합성 등 분열기(M기)에 필요한 물질을 합성합니다. MPF(maturation promoting factor, M기 촉진인자)가 형성되어 G2기의 검문지점(checkpoint)을 통과하도록 합니다.

 

 

분열기(M기)

 

분열기는 핵분열 과정인 전기, (전중기), 중기, 후기, 말기와 세포질 분열과정으로 나뉩니다. 다음 글에서는 체세포분열과 감수분열에서의 분열기에 대해 다루도록 하겠습니다.