세포 분열은 1 개의 세포가 2 개의 동일한 세포를 만들어내는 과정입니다. 세포 주기 (cell cylce)는 세포가 분열하여 2 개의 세포로 나누어지는 과정이 순차적으로 일어나는 것으로, 분열의 시작에서부터 다음 분열이 시작되기까지의 기간을 의미합니다.
세포 주기
세포 주기가 완전히 걸리는 시간 (세대시간)은 약 8-20시간입니다. 세포의 증식은 유사분열 (mitosis)과 세포질분열 (cytokinesis)의 과정을 통해 이루어집니다. 유사분열은 핵 내에서 새로운 세포가 본래의 세포와 똑같은 염색체의 수와 형태를 갖도록 하고, 세포질분열은 유사분열이 완결되기 전에 시작되며 세포질을 이등분하여 두 개의 세포를 만듭니다.
세포 주기는 mitosis (M phase)와 간기 (interphase)로 이루어져 있으며, 간기는 다시 DNA가 복제되는 S phase와 휴지기인 G1, G2 phase로 구성됩니다. 간기는 세포가 새로운 물질과 세포 내 소기관을 합성하고 성장하는 시기이며, G2 phase까지 초기 세포 함유물을 2 배로 증가시킵니다. 세포의 주기는 G1 phase 후기에서 시작합니다 (Restriction point).
세포 주기는 S, M phase 사이에 존재하는 G1과 G2 phase는 S, M phase를 준비하는 단계로 이 시기에 checkpoint라는 세포 주기 감시 시스템이 작동합니다. 세포 주기는 방향성을 가지며 순차적으로 진행되는 과정이므로 만약 DNA 복제 과정에 문제가 발생하거나 복제된 상동염색체 분리에 이상이 발생할 경우 비정상적인 세포가 만들어질 수 있습니다. 비정상 세포들은 세포 사멸 과정을 거쳐 제거되지만, 그렇지 않은 경우 비정상적으로 계속 분열을 하여 암을 일으키는 원인이 됩니다. 따라서 세포는 checkpoint라는 감시 체계를 통해 세포 주기의 각 단계마다 세포 주기가 정상적으로 진행되고 있는지를 조사합니다. Checkpoint system에 의해 이상이 발견되면 세포는 더 이상 세포 주기 과정을 진행시키지 않고 복구 기작을 활성화시켜 잘못된 것을 고칩니다. Checkpoint system이 제대로 작동하지 않으면 암과 같은 비정상적인 세포 증식을 유발합니다.
세포 주기 조절을 위해서는 많은 인자들이 필요하며, 그중에서 가장 중요한 역할을 담당하는 것이 Cdk입니다. Cdk는 세포 주기의 각 단계마다 특이적으로 발현되는 cyclin이라는 조절 단백질과 결합함으로써 기능적 단위체를 형성하게 되며, 이것에 의해 세포 주기의 각 단계마다 활성화되는 특이적 cyclin-Cdk 복합체가 만들어지게 됩니다.
출처: https://biosci.snu.ac.kr/jhseol/research/part2