细胞周期包括成功自我复制所需的许多过程,由DNA合成(S)和有丝分裂(M)阶段组成,由G1–S–G2–M顺序的间隙阶段分隔。S期和M期通常被称为G1和G2的间隙期分开,此时细胞周期的进展可以受到各种细胞内和细胞外信号的调节。为了从细胞生命周期的一个阶段进入下一个阶段,细胞必须通过许多检查站。在每个检查点,专门的蛋白质决定是否存在必要的条件。G1期的进展由pRB蛋白控制,CDKs对pRB蛋白的磷酸化释放E2F因子,促进向S期的过渡。使细胞分裂的G2/M转变是在G1/S转变时启动细胞周期的默认结果,许多蛋白质,如Wee1、PLK1和cdc25,参与了这一过程的调节。最好理解的检查点是那些被DNA损伤和DNA复制问题激活的检查点。
DNA损伤反应(DDR)是一系列调节事件,包括DNA损伤、细胞周期停滞、DNA复制的调节以及DNA损伤的修复或旁路,以确保基因组稳定性和细胞活力的维持。当染色体仅部分复制或被双链DNA断裂(DSB)损伤时,如果细胞启动有丝分裂,就会出现基因组不稳定。为了防止DNA受损的细胞进入有丝分裂,ATR通过刺激Cdk1抑制性激酶Wee1和通过Chk1抑制Cdc25C来抑制细胞周期蛋白B/Cdk1的激活,此外,ATM和ATR还通过磷酸化其他几种底物来启动DNA修复。
在癌症细胞中,细胞周期调节器以及DDR途径的其他元素被发现可以保护肿瘤细胞免受不同应激,并促进肿瘤进展。因此,直接调节细胞周期进展的细胞周期蛋白(如CDK)以及检查点激酶、极光激酶和PLK是癌症治疗的潜在靶点。