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染色体は細胞のどこにありますか?

染色体 ある 細胞の核内 .植物細胞も動物細胞も核内に染色体を持っており、すべての染色体はデオキシリボ核酸とタンパク質の単一分子で構成されています。核内および細胞全体における染色体の役割を調べ、細胞分裂の過程で染色体がどのように複製されるかを見てみましょう.

細胞の核とは?

細胞の核は、細胞の「脳」とよく言われます。核は、細胞の再生と成長を制御する機能を果たす膜結合オルガネラであり、細胞の遺伝/遺伝情報を含んでいます。核は細胞内で最大のオルガネラであり、すべての真核細胞の司令塔です。原核細胞には「真の」核はありませんが、遺伝情報が存在する領域はあります。

核の内容物は、核膜と呼ばれる構造に含まれています。これは、選択的に透過性のある二重膜構造です。つまり、特定の物質のみが核外に出入りできます。全体としての細胞の膜と同様に、核膜はリン脂質二重層でできています。この 2 つの層は、リン酸塩の頭部と脂質の尾部が互いに結合し、反対方向を向いています。核エンベロープの構造は、核がその形状を維持するのを助け、核がどの分子を出入りするかを制御するのを助けます。核に入ることを許可された分子は、核孔と呼ばれる膜の小さな穴を通って入ります。核膜は、核膜の内部コンパートメントが小胞体の内部 (内腔) と隣接する領域を形成するように、小胞体に連結されています。

核とは染色体を収める場所で、染色体はDNAで構成されており、細胞の発生や再生に必要な情報が含まれていることから「生命の設計図」とも言われています。細胞は、デフォルトの「静止」状態とアクティブな「分裂」状態の 2 つの異なる状態を持つと見なすことができます。細胞が分裂していないとき、染色体は束ねられ、クロマチンと呼ばれる構造に組織化されます。つまり、人々は核内の染色体を個々の染色体が浮遊していると考える傾向がありますが、実際には複雑な構造でつなぎ合わされています.

染色体を超えて、核には他の構造や構成要素も含まれています。細胞核には、核質と核小体も含まれています。

核質は、細胞内の細胞質に似ており、主に水、有機分子、酵素、溶解塩から構成されるゼリー状の物質です。核質は、核質と呼ばれることもあります。染色体と核小体は核質に包まれており、核質はこれらの構造を保護して緩衝するのに役立ちます。核質はまた、細胞質と細胞骨格が細胞の残りの部分に対して行うのと同じように、核がその形状を維持するのを助けます.核質はまた、ヌクレオチドと酵素が核の周りや核の孔を通って輸送されるのを助けます.

核の内部には、核小体と呼ばれる小さなオルガネラがあります。核小体はタンパク質と RNA の大きな束であり、核とは異なり、膜に結合していません。核には、リボソームの合成を制御する遺伝子を持つ染色体部分もあります。これらの染色体部分は、核小体オーガナイザーと呼ばれます。核小体の機能は、タンパク質合成の過程で一緒になって完全なリボソームを作成するサブユニットを組み立てて転写することにより、リボソームを作成することです.

染色体の構造と機能

染色体は、タンパク質と DNA から構成されているクロマチンのしっかりと巻かれたパケットから作られた、遺伝子の集合体です。染色体が対になっている場合、父親からの 1 つの染色体と母親からの別の染色体がある場合、これらは相同染色体と呼ばれます。

染色体は、重複する場合と重複しない場合があります。重複した染色体は、染色体の 2 本の腕をつなぐ中心構造であるセントロメアで構成されていません。重複していない染色体は一本鎖です。重複していない染色体の長腕は Q アームと呼ばれ、短腕は P アームと呼ばれます。染色体の末端にはテロメアと呼ばれる領域があり、これは非コード DNA 配列で構成されています。

細胞が分裂する前に、DNA複製のプロセスを通じて染色体が複製されます。これにより、細胞が分裂した後、2つの娘細胞が正しい数の染色体を維持できます.複製染色体は、互いに同一の 2 つの染色体から作られ、セントロメアで結合され、姉妹染色分体と呼ばれます。姉妹染色分体は、紡錘糸と呼ばれる構造によって引き離される細胞分裂プロセスの最終段階まで結合したままです。染色分体の分離が完了すると、個々の染色体は娘染色体と呼ばれます。

細胞分裂と染色体

細胞が分裂するとき、正しい数の染色体が維持されなければなりません。有糸分裂、つまり非性細胞の再生の過程では、染色体は 2 つの娘細胞だけに分配されなければなりません。対照的に、減数分裂は性細胞の再生であり、これらの染色体は 4 つの娘細胞に分散する必要があります。

細胞分裂の過程で、染色体は、紡錘体装置とそれに付随する紡錘体繊維として知られる構造によって動き回ります。紡錘体装置には、染色体を引き離して正しい位置に移動させるために利用される微小管およびモータータンパク質として知られるものがあります。分裂プロセスから作成されるすべての細胞は、正しい数の染色体を持っている必要があるため、染色体の分離と編成は完全に実行する必要があります。細胞分裂でエラーが発生した場合、問題の個体は、染色体の数が少なすぎたり多すぎたりするなど、不均衡な数の染色体を持っている可能性があります。染色体の不適切な数は、発達障害、先天異常、時には死に至ることがよくあります。

同様に、染色体の突然変異は通常、先天性欠損症や発達障害などの有害な結果をもたらします。これは、不適切な細胞分裂、または放射線/変異原性化学物質への曝露の結果として発生する可能性があります.タンパク質の不適切な複製は染色体構造の変化につながる可能性があり、これらの変異の大部分は有害です。異常な数の染色体は通常、細胞分裂中に相同染色体が適切に分離されないために発生します。

タンパク質生産

染色体と DNA は、重要な細胞プロセスであるタンパク質の生産に必要です。 DNA に見られる遺伝子は、特定のタンパク質の生成をコードし、タンパク質合成の過程で DNA が巻き戻され (または解凍され)、DNA の情報が RNA として知られる別の分子に転写されます。次に、RNA によって運ばれるこの転写は翻訳され、リボソームに運ばれ、そこで情報がタンパク質の作成に使用されます。

細胞分裂期の染色体

染色体の動きは、有糸分裂と減数分裂の間にわずかに異なる方法で処理されますが、2 つのプロセスには多くの類似点があります。

有糸分裂の過程で、間期に染色体がコピーされて姉妹染色分体が作られます。一方、前期では、染色体が凝縮し始めます。染色体凝縮のプロセスにより、後で細胞分裂または細胞質分裂の実際のプロセス中に染色体が分離しやすくなります。前中期と呼ばれることもある前期後期に、有糸分裂紡錘体が伸び、その中に染色体を捕捉します。有糸分裂紡錘体の微小管は、染色分体のセントロメアに見られるタンパク質の塊である動原体と呼ばれる領域で染色体に融合しています。

中期では、染色体は有糸分裂紡錘体によって細胞の中央に移動し、中期板と呼ばれる領域に整列します。細胞の反対側の極からの微小管は、それぞれ各染色体の 2 つの動原体に付着し、次の段階でそれらを分割する準備をします。後期には、染色体の実際の分離が起こり、姉妹染色分体が引き離され、有糸分裂紡錘体によって細胞の両端に向かって引きずられます。このプロセスにより、終期が発生して細胞が 2 つに分裂し、それぞれの新しい細胞が正しい数の染色体を持つときに、染色体が正しい位置にあることが保証されます。分裂後、染色体は分解され、通常の紐のような形に戻ります.

生殖細胞を生成する細胞分裂のプロセスである減数分裂では、2 つの娘細胞ではなく 4 つの娘細胞が生成されます。これは、娘細胞の染色体数が親細胞と同じままである有糸分裂とは対照的に、染色体数が親細胞の染色体数の半分になることを意味します。半分の数の染色体を持つこれらの娘細胞は、一倍体細胞と呼ばれます。

減数分裂の間、染色体で遺伝子組換えまたはランダム スワッピングのプロセスが発生します。これは減数分裂の前期 1 の間に起こり、交叉と呼ばれます。 1 つの染色体のランダムな断片が別の染色体の同等の領域と交換され、新しい固有の DNA の組み合わせが作成されます。有糸分裂と減数分裂のもう1つの違いは、有糸分裂の中期では個々の染色体が中期プレートに並んでいるのに対し、減数分裂の中期では染色体のペアが中期プレートに並んでいることです。最後に、減数分裂は実際には、1回のデートビジョンと有糸分裂と比較して、2回の細胞分裂を持っています.減数分裂後期 1 では、姉妹染色分体は同じ極に移動しますが、減数分裂後期 2 では、染色分体は反対の極に引っ張られます。


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