姉妹染色分体は、染色体の 2 つの同一のコピーです。それらはセントロメアによって結合され、細胞分裂中に紡錘糸によって引き離されます。
DNA の複製プロセスは、私たちの生存と異なる世代間での遺伝物質の受け渡しの基本的な部分です。 DNA複製と細胞分裂は、それ自体で研究する魅力的なテーマですが、姉妹染色分体のみに関心があるため、この記事の範囲を少し超えています. DNA の複製や、有糸分裂や減数分裂の複雑さについて詳しく知りたい場合は、Science ABC の他の記事をご覧ください。
ただし、姉妹染色分体に入る前に、細胞複製について簡単に説明しておく必要があるかもしれません。
DNA複製中に何が起こる?
細胞が分裂する前に、核内の遺伝物質を複製して、次の世代に引き継ぐ必要があります。ご存じのとおり、DNA は二重らせんの形をしており、窒素塩基、リン酸基、糖基で構成されるヌクレオチドで構成されています。窒素塩基には、アデニン、チミン、シトシン、グアニンの 4 種類があります。
(写真提供:Forluvoft / ウィキメディア・コモンズ)
DNA が複製される時期になると、ヘリカーゼと呼ばれる酵素が現れて二重らせんを「解凍」し、2 本の一本鎖 (リーディング鎖とラギング鎖) を残します。プライマーがこれらの鎖に沿って通過し、相補的なヌクレオチドをテンプレート鎖に引き寄せると、鎖は「チェック」され、DNA リガーゼで圧縮されます。これにより、(理論的には) 同一の 2 つの DNA 鎖が残り、それぞれに「古い」半分と「新しい」半分が 1 つずつあります。これらは、有糸分裂と減数分裂の両方の後期に入る前に、クロマチン形態 (姉妹染色分体) に再圧縮できます。
姉妹染色分体とは?
前述のように、姉妹染色分体は、広げられて複製された染色体の同一のコピーであり、セントロメアでパートナーに結合します。細胞周期の間期部分 (複製の間の時間) では、細胞分裂に備えてすべての染色体が複製されます。これらの姉妹染色分体が最終的に分離するとき、両方の娘細胞が正しい数の染色体になるようにする必要があります.そうは言っても、姉妹染色分体は有糸分裂と減数分裂の両方に存在しますが、これら 2 つの細胞活動中のそれらの挙動.
減数分裂における姉妹染色分体
性細胞の複製 (減数分裂) は平均的な細胞分裂とはわずかに異なるため、姉妹染色分体の動きと同様に、複製プロセスもわずかに異なります。減数分裂の最初の段階では、複製された姉妹染色分体の相同染色体があり、これらの相同染色体は分裂して後期 1 で個々の娘細胞に移動し、その後、分裂後期 I で分離します。反対側の中心体に向かってスピンドル。したがって、減数分裂の結果は、染色体の数の半分 (23) を持つ 4 つの娘細胞であり、これは性細胞にとって望ましい量です。
減数分裂の段階 (写真提供:Ali Zifan / Wikimedia Commons)
興味深いことに、姉妹染色分体は減数分裂のより重要な段階の 1 つである遺伝子組換えにも関与しています。相同染色体と姉妹染色分体の間の DNA チャンクの交叉と交換の間に、私たちの遺伝子発現の多様性と多様性の多くが生まれます。
有糸分裂中の姉妹染色分体
有糸分裂 (体細胞の細胞複製および分裂) では、染色体は前期が始まる前に姉妹染色分体に複製され、その時点で細胞の中心に移動します。後期には、紡錘体が姉妹染色分体を引き離し、反対側の中心体に向かって引っ張ります。終期の間に、元の細胞は 2 つの娘細胞に分裂します。それぞれの細胞は、娘染色体として知られる 46 本の染色体の完全なセットを持っています。
姉妹染色分体と相同染色体はどのように違うのですか?
多くの人が姉妹染色分体を相同染色体と混同していますが、これは理解できます。なぜなら、それらは両方とも染色体の「ペア」であるためです。
まず第一に、姉妹染色分体は、異なる娘細胞に分散された完全なコピーであることを意図しているため、母方または父方のソースから同一の遺伝物質を運びます。一方、相同染色体には、父方の染色体と母方の染色体の両方が含まれています。さらに、相同染色体の遺伝子配列は同一ではない可能性があり、同じ遺伝子の異なる対立遺伝子が存在する可能性がありますが、これは姉妹染色分体には当てはまりません.
これらの「ペア」が細胞プロセス中に現れる時期に関しては、姉妹染色分体は、DNA が複製された後、間期に現れますが、相同染色体は (減数分裂 I の) 中期 I まで現れません。相同染色体は後期 I で分離しますが、姉妹染色分体は後期 II まで分離しません。相同染色体も「ペア」で互いに近くに存在するにもかかわらず、接続されていません。姉妹染色分体は、紡錘糸によって引き離されるまで、セントロメアによって結合されます。
これら 2 つのグループ分けの主な違いは、組換えまたは交差イベントが発生するまでは、相同染色体では異なりますが、姉妹染色分体では同一である遺伝子構成です。
最後の言葉
これらの小さな複製された DNA の塊は、重要ではなかったり、見過ごされやすいように見えるかもしれませんが、私たちをユニークにする遺伝物質のすべての部分の複製における重要なステップを表しています。姉妹染色分体の分離における小さなエラーでさえ、深刻な染色体欠損や生命を脅かす病気につながる可能性があるため、これらの小さなペアを当然のことと考えないでください!
