Điểm kiểm soát chu kỳ tế bào
Chức năng

Tất cả các cơ thể sống là sản phẩm của quá trình tăng trưởng và nhân đôi lặp đi lặp lại của tế bào. Trong chu kỳ tế bào, một tế bào nhân đôi và phân chia thành hai tế bào. Mục đích của quá trình này là nhân đôi một cách chính xác bộ DNA của sinh vật và phân chia thành phần tế bào cho hai tế bào. Ở sinh vật nhân thực, chu trình tế bào bao gồm 4 giai đoạn chính: G1, tế bào chuyển hóa và tăng trưởng liên tục; pha S, nhân đôi DNA; G2, tế bào tiếp tục tăng trưởng và tổng hợp protein khác nhau chuẩn bị cho phân chia; và pha M (nguyên phân), cặp nhiễm sắc thể kép (còn gọi là cặp nhiễm sắc thể chị em) chia thành hai nhân con và tế bào cũng phân chia thành hai tế bào con, mỗi tế bào có một bản DNA hoàn chỉnh giống tế bào ban đầu. So với chu kỳ tế bào của sinh vật nhân thực, chu kỳ tế bào của sinh vật nhân sơ diễn ra khá nhanh và đơn giản: nhiễm sắc thể nhân đôi, hình thành màng mới và vách tế bào tạo thành vách ngăn chia tế bào thành hai nửa.
Do chu kỳ tế bào nhân thực là một quá trình phức tạp, sinh vật nhân thực hình thành nhiều protein kiểm soát được gọi là hệ thống kiểm soát chu kỳ tế bào, kiểm soát và điều khiển sự phát triển của tế bào thông qua chu kỳ tế bào. Hệ thống này hoạt động như một chiếc đồng hồ thiết lập một khoảng thời gian nhất định cho tế bào trong mỗi pha của chu kỳ tế bào, đồng thời nó cũng đáp ứng với các thông tin nhận được từ các quá trình kiểm soát. Các điểm kiểm soát miễn dịch đóng vai trò quan trọng trong hệ thống kiểm soát bằng cách nhận diện các sai hỏng xảy ra ở các quá trình như tái bản DNA hoặc phân ly nhiễm sắc thể. Khi các sai hỏng được nhận diện thì điểm kiểm soát sẽ sử dụng cơ chế tín hiệu để ngừng chu kỳ tế bào cho đến khi các sai hỏng được khắc phục hoặc nếu không khắc phục được thì kích hoạt cơ chế tự hủy tế bào theo chương trình hay còn được gọi là chết tế bào theo chương trình (cơ chế phản ứng). Tất cả các điểm kiểm soát sai hỏng về DNA đều sử dụng cơ chế nhận diện-tín hiệu-phản ứng như vậy.

Một chức năng quan trọng của nhiều điểm kiểm soát là để kiểm soát các sai hỏng về DNA - các sai hỏng này được nhận biết bằng các cơ chế nhận diện.
Tuy nhiên trong phần lớn các tế bào, cơ chế kiểm soát này có những phản ứng đối với các thông tin chúng nhận được trong chu kỳ tế bào và qua đó điều chỉnh thời gian các pha của chu kỳ để tế bào có đủ thời gian sửa chữa sai hỏng và chuẩn bị cho pha kế tiếp. Chu kỳ tế bào hiện nay được mô tả như một chuỗi đôminô: pha trước của chu kỳ phải hoàn tất trước khi pha sau diễn ra. Các điểm kiểm soát chu kỳ tế bào được cấu thành bởi các enzyme kinase và các protein tiếp hợp, tất cả chúng đóng vai trò trọng yếu trong việc duy trì sự thống nhất của quá trình phân bào.
Trong phần lớn các tế bào nhân chuẩn, một chu kỳ tế bào có ba điểm kiểm soát chính. Ở cuối pha G1 có một điểm kiểm soát mang tên điểm giới hạn (restriction point hay restriction checkpoint - RP) hay điểm bắt đầu, tại đó tế bào tiến vào pha S và bắt đầu quá trình tự nhân đôi DNA. Điểm thứ hai là điểm kiểm soát G2/M. tại đây cơ chế kiểm soát kích hoạt các sự kiện sớm của quá trình nguyên phân dẫn tới sự sắp xếp của các nhiễm sắc thể trên thoi vô sắc. Điểm kiểm soát thứ ba là điểm chuyển tiếp kỳ giữa-kỳ sau, tại đây hệ thống kiểm soát kích hoạt sự chia tách của các nhiễm sắc tử chị em trong các nhiễm sắc thể kép. Cơ chế chính của các điểm kiểm soát chu kỳ tế bào là điều hòa hoạt động của các protein kinase có tên là cyclin-dependent kinase (CDKs), gắn vào các nhóm protein điều hòa khác nhau gọi là các cyclin, hình thành phức hợp cyclin-CDK và hoạt hóa các pha khác nhau của chu kỳ tế bào. Đến lượt mình, phức hợp này hoạt hóa các đích phía sau từ đó kích thích hoặc ngăn chặn quá trình chu kỳ tế bào.