Komórka jest nieustannie narażona na czynniki środowiskowe uszkadzające DNA i hamujące replikację DNA. Mechanizmem obronnym jest bardzo skomplikowana sieć dróg sygnalizacyjnych, zapewniająca skoordynowane uruchomienie procesów naprawy DNA i zatrzymanie przechodzenia komórki przez cykl komórkowy. Zapobiega to powieleniu uszkodzeń w procesie replikacji a także przekazaniu uszkodzeń komórkom potomnym. Obecnie uważa się, że uszkodzenia DNA są rozpoznawane przez białka czujnikowe(Rad9, Rad1 i Hus1), co zapoczątkowuje sygnał alarmowy, przenoszony na przekaźniki, mające charakter kinaz typu PI3-K. Kinazy te (ATM, ATR) fosforylują białka efektorowe. Zależnie od rodzaju uszkodzeń i kontekstu komórkowego drogi sygnalizacyjne mogą powodować: - rekrutację składników układów naprawy DNA do miejsc uszkodzonych, - aktywację apoptozy, - hamowanie transkrypcji, - aktywację układów kontrolujących przechodzenie komórki przez określone punkty cyklu komórkowego. Pierwszym z nich jest granica faz G1/S. W większości komórek uszkodzenie DNA powoduje fosforylację białek Tp53 i mdm2, co prowadzi do zwiększenia stabilności Tp53, jego tetrameryzacji i działania w charakterze czynnika transkrypcyjnego. Wśród genów, których transkrypcja zostaje pobudzona, jest gen kodujący białko p21/Waf1/Cip1 (CDKN1), inhibitor kinaz cyklinozależnych, kluczowy dla zahamowania wejścia komórki w fazę S. Jeżeli komórka w momencie uszkodzenia znajduje się w fazie S, ważnym efektorem, modyfikowanym przez Atm jest nibryna (Nbs1), stanowiąca część kompleksu Mre11-Rad 50-Nbs1 działającego w naprawie pęknięć podwójnoniciowych. Mutacja tego białka powoduje, że pomimo uszkodzenia DNA, replikacja DNA postępuje i komórka przechodzi przez fazę S bez opóźnienia. Innymi efektorami są kinaza Chk2 i Brca1, białko o wielu funkcjach, często zmutowane w raku piersi. Kolejny punkt kontrolny zlokalizowany jest w fazie G2. Najważniejszym efektorem jest kinaza Chk1, aktywowana przez Atm lub Atr w sposób swoisty dla typu uszkodzenia. Chk1 fosforyluje i inaktywuje fosfatazę Cdc25. Dzięki temu nie następuje aktywacja kinazy p34/Cdc2, niezbędnej do wejścia komórki w mitozę. Równolegle, Tp53 hamuje transkrypcję genów kodujących Cdc2 i cyklinę B1, wzmacniając blok w fazie G2. Niezbędne do zatrzymania komórki w punktach kontrolnych są także niektóre białka czujnikowe. Przytoczone przykłady ilustrują przeplatanie się funkcji niektórych białek w drogach naprawy DNA i regulacji cyklu komórkowego, jak również wskazują, że komórka dysponuje zapasowymi mechanizmami zatrzymywania w cyklu komórkowym, co jest podstawą komórkowego "bezpieczeństwa i higieny pracy". Inhibitory przeciwdziałające tym mechanizmom uczulają na czynniki uszkadzające i sprzyjają wystąpieniu niestabilności genetycznej, istotnemu czynnikowi w procesie nowotworzenia.