G1期からS期への移行
細胞周期は、細胞の成長と2つの娘細胞への分割をもたらす一連の順序立ったイベントからなる過程である。生み出された2つの娘細胞がこの周期を繰り返すため、細胞周期は直線的過程というよりはサイクルである。この過程は、細胞が成長しDNAのコピーを合成する間期と、細胞がDNAを分離して2つの新たな娘細胞へと分割される有糸分裂(M)期という主に2つの段階からなる。間期はさらにG1期、S期、G2期へと分けられ、M期は有糸分裂と細胞質分裂へと分けられる。細胞質分裂後のG1期の間、細胞は環境の成長因子を監視しながら成長し、閾値となるサイズ(など細胞種に特有のrRNAや総タンパク質量)を越えると、S期への進行を開始する。S期の間、細胞はM期のDNA分離に重要な中心体や微小管形成中心の複製も行う。DNA合成の完了後、細胞はG2期に移行し、有糸分裂に備えて成長を続ける。有糸分裂は前期、中期、後期、終期といったサブ段階から構成される。有糸分裂中は、DNAは染色体へと凝縮され、紡錘体によって整列されて分離される。複製されたDNAがそれぞれ細胞の反対側の極へ分離されると、細胞質分裂の過程で細胞質は2つへ分割され、2つの娘細胞が形成される。
G1期の中盤における他の重要な二量体は、Rbタンパク質(pRb)と転写因子E2Fから構成される。pRbがE2Fに結合している場合、E2Fは不活性状態である。サイクリンDが合成されてCdk4/6が活性化されると、サイクリン-Cdk複合体はpRbをリン酸化の標的とする。pRbはリン酸化に伴ってコンフォメーションが変化し、その結果E2Fは遊離して活性化され、遺伝子の上流に結合して遺伝子発現を開始する。具体的には、E2FはサイクリンE、Aなど他のサイクリンやDNA複製に必要な遺伝子の発現が駆動される。サイクリンEはpRBのさらなるリン酸化を誘導してE2Fをさらに活性化し、サイクリンEの発現をさらに促進する。サイクリンEはCdk2とも相互作用し、G1期からS期への進行を駆動する。