结构生物化学/有丝分裂
有丝分裂是细胞核分裂和胞质分裂后产生两个相同子细胞的过程。它是细胞复制的过程，发生在正常的细胞周期中，不应该与减数分裂混淆。以下是有丝分裂的阶段概述。
间期
间期严格来说不是有丝分裂的一部分，但它很重要，因为它被认为是细胞周期的一部分，并且先于有丝分裂过程。在间期，细胞正在为核分裂做准备。它也是开始阶段，在此阶段合成 DNA 并制造蛋白质。C 细胞在间期经历细胞周期的 G1、S 和 G2 阶段。G1 被认为是 DNA 合成前的阶段。S 期是合成 DNA 的时期，G2 期是紧接有丝分裂第一个阶段（前期）之前的阶段，在此阶段细胞合成蛋白质并生长。
前期
前期是细胞周期的下一步，在前期，细胞核中的染色质变得紧凑，核仁分解。中心体（或植物细胞的微管组织中心）移动到细胞的两端。纤维从中心体延伸出来，形成有丝分裂纺锤体。
前中期
在这个阶段，核膜降解，蛋白质附着在着丝粒上，形成一个新的复合体，称为动粒。微管附着在这个复合体上，染色体开始向细胞中央移动。
中期
在中期，染色体在纺锤体的帮助下排列在细胞的中央。这条被称为中期板的线是一种组织方法，以确保细胞的正确分裂，并且每个新的子细胞都恰好获得一条染色体的副本。
后期
在这个阶段，成对的染色体通过在动粒处分离到细胞的两侧而分裂。染色体现在被称为姐妹染色单体。
末期
染色单体完全分离，因为它们位于细胞的两端。新的膜在子细胞核的周围形成，染色体分散。纺锤体纤维开始降解并为胞质分裂做准备。
胞质分裂
胞质分裂是细胞分裂以产生两个完整且相同的子细胞的过程。动植物细胞的过程略有不同。在动物细胞中，胞质分裂通过肌动蛋白的帮助完成，肌动蛋白将细胞掐成两个等效的细胞。然而，在植物细胞中，在细胞的中间形成了细胞板，从而产生了两个等效的子细胞。这一个额外的步骤是由于植物细胞的特征——坚硬的细胞壁。
虽然实际参与细胞分裂的成分非常重要，但也有一些其他成分参与调节和信号传递有丝分裂，这些成分同样至关重要，而且往往被忽视。
G1 检查点
在细胞进入 S 期之前，它必须通过 G1 检查点。这个检查点决定细胞是否应该进行细胞分裂，也称为有丝分裂，或进入静止期并延迟分裂。细胞进入静止期还是细胞分裂取决于细胞类型。例如，肝细胞一年只通过 G1 检查点进行两次细胞分裂。如果细胞在 G1 检查点停止，它将进入 G0 阶段，即静止期。真核生物中的 G1 检查点受 CDK 抑制剂 p16 或 CKI p16 控制。这种蛋白质的目的是抑制 CDK4/6，从而阻止其与 cyclin D1 的相互作用。CDK4/6 与 cyclin D1 之间的抑制相互作用将阻止细胞进入细胞周期。当诱导生长时，由于 cyclin D1 表达量的增加，细胞从 G0 进入 G1 到 S 期，然后 cyclin D1 与 CDK4/6 竞争性结合。当形成 CDK 4/6-Cyclin D 时，该复合物磷酸化视网膜母细胞瘤，表示为 Rb。Rb 允许转录因子 E2F 表达 cyclin E，而 cyclin E 与 CDK2 相互作用，使细胞从 G1 期过渡到 S 期。6
G2 检查点
一旦细胞通过第一个检查点 G1，它必须通过 G2 检查点才能真正进入有丝分裂。G2 检查点发生在 G2 期结束时，在 M 期或有丝分裂期之前。这个检查点的主要目的是确保细胞已准备好进行有丝分裂。在这个检查点，检查细胞是否有确定它是否准备好进行细胞分裂的几个因素。存在于 G2 检查点的 CDK 由 MPF 通过磷酸化 CDK 启动，MPF 被称为“有丝分裂促进因子”。在 G2 检查点，一种称为 CDC25 的活化磷酸酶从 MPF 中去除磷酸盐，以便 MPF 可以促进有丝分裂。然而，DNA 往往在有丝分裂之前受损。因此，通过失活 CDC25 使细胞周期停滞。失活 CDC25 对于防止受损 DNA 传递给子细胞非常重要。5
纺锤体组装检查点 (SAC)
调节细胞周期的重要过程称为纺锤体组装检查点，也称为 SAC。SAC 是细胞在进入后期之前遇到的细胞周期检查点。检查点对于细胞周期很重要，因为它们控制着某个阶段发生的速率和程度。SAC 特别有助于染色体稳定性，并防止非整倍体情况。4
参与 SAC 的蛋白激酶：BUB1 和 BUBR1
BUB1（苯并咪唑不受抑制的发芽-1）和 BUBR1（苯并咪唑相关不受抑制的发芽-1）是蛋白质，在建立中央有丝分裂检查点中起着关键作用。BUB1 和 BUBR1 由三个主要区域组成。其中一个区域是 C 端。该区域是一个催化丝氨酸/苏氨酸蛋白结构域。另一个区域是 N 端区域，它在 BUBR1 和 BUB1 以及它们的同源物中是保守的。N 端区域包含动粒定位结构域。最后一个区域是非保守区域，已知 BUB3 结合在该区域。3 BUB1 和 BUBR1 都是通过 blinkin 定向到动粒的。Blinkin 是一种多蛋白大分子复合体，充当动粒和 BUB1/BUBR1 之间的连接码头。7
BUB1 功能
虽然结构相似，但 BUB1 和 BUBR1 是旁系同源物，因为它们在有丝分裂检查点中具有不同的功能和作用。BUB1 的主要作用是：1）建立和/或维持纺锤体微管与染色体动粒的有效双极附着，以及 2）染色体会聚。
SAC 的主要作用是确保染色体以可靠的方式传递到下一代，作为中央监控机制。只要动粒缺乏与微管的双极附着，SAC 就会阻止中期到后期的过渡。因此，高度敏感的信号通路非常关键。BUB1 通过充当形成和信号传递 SAC 的主要调节器而发挥作用。还有其他几种蛋白质（如 MAD1、MAD2、MAD3/BUBR1、BUB3、MPsp1）也是检查点的一部分，但其中许多蛋白质已知与 BUB1 相互作用。
由于 BUB1 是一种多结构域蛋白激酶，它具有几个可能独立于彼此发挥作用的结构域。除了所有其他功能之外，BUB1 的一项功能是从 ATP 转运磷酸盐到不同的分子。因此，一旦激活 SAC，BUB1 就会磷酸化 APC/C 的称为 Cdc20 的共激活剂。这会导致 APC/C 活性的降低，APC/C 负责中期到后期的过渡。APC/C 反过来通过使 BUB1 准备好降解，以便它可以退出有丝分裂。N 端对于有效的 SAC 极其重要，因为涉及突变或编码 N 端的外显子缺失的研究导致染色体分离错误以及染色体不稳定和微弱的纺锤体检查点反应。酵母细胞中 BUB1 的缺失增加了染色体错误分离的速率，这证实了 BUB1 在 SAC 中的作用。3
BUBR1 功能
BUBR1 的作用大不相同。它的作用与修复错误附着或未附着的动粒有关。BUBR1 也参与染色体排列。BUBR1 有助于稳定微管与染色体动粒的附着，以便可以有效地进行分离。3
与癌症的联系
BUB1 和 BUBR1 是帮助调节细胞分裂和整个细胞周期的重要组成部分。对 BUB1 或 BUBR1 的任何损伤都会导致有丝分裂检查点紊乱。有丝分裂检查点紊乱与许多形式的癌症有关。其原因是有丝分裂检查点的突变导致非整倍体和染色体不稳定。具体来说，BUB1 基因表达量降低或基因突变已被证明与结肠癌、乳腺癌、胃癌、食道癌和黑色素瘤的形成相关。动物实验也表明 BUB1 可能参与肿瘤形成。例如，BUB1 表达量低的 mice 显示出肿瘤易感性增加。3
参考文献
1. http://www.biology.arizona.edu/cell_bio/tutorials/cell_cycle/cells3.html
2. http://www.cellsalive.com/mitosis.htm
3. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3061984/
4. http://www.yeastgenome.org/cgi-bin/locus.fpl?locus=bub1
5. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10856933
6. http://www.cellsignal.com/reference/pathway/Cell_Cycle_G1S.html
7. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3267040/
外部链接 动画：http://www.khanacademy.org/science/biology/cell-division/v/phases-of-mitosis?playlist=Biology