減数分裂 II の終わりの姉妹染色分体のこの分離イベントは分離と呼ばれます。減数分裂 I 中の交差イベントに続いて、姉妹染色分体が中心体とその微小管によって細胞の反対側に引っ張られるため、同様の分離イベントが発生します。
私たちの体の細胞は、複製、分裂、生存のために何をする必要があるかを正確に知っている信じられないほどの機械であり、遺伝情報をうまく伝えることができます.ただし、細胞分裂と染色体複製の複雑なプロセスでは、途中でエラーが発生する可能性があります。そのようなエラーの 1 つは不分離です。これは、減数分裂中に発生するイベントです。これは、細胞分裂の 2 つの形態の 1 つであり、もう 1 つは有糸分裂 (体細胞、非性細胞の分裂) です。
非分離の複雑さ、およびそれが生物の正常な発達に深刻な影響を与える理由を理解する前に、減数分裂 (このエラーが発生するより大きなプロセス) について簡単に説明する必要があります。
減数分裂とは?
前述のように、減数分裂は性細胞の細胞複製のプロセスであるのに対し、有糸分裂は体細胞 (組織、器官、および私たちを構成するその他すべてを構成する体の他の細胞) で発生する複製および分裂のプロセスです。
受精の過程で、卵子と精子が結合して胚が作られます。参考までに、配偶子は一倍体細胞（1セットの染色体のみを所有）ですが、2つの配偶子が結合すると、二倍体細胞（胚）を形成します。配偶子は、生物の雄および生殖部分に見られる生殖系列細胞の細胞分裂の結果です。人間の場合、精子は精巣で発生し、卵子は卵巣で発生します。
興味深いことに、生殖系列細胞は二倍体生物 (ヒトなど) では二倍体であり、23 本すべての染色体が 2 セットあり、合計 46 本の染色体になります。しかし、減数分裂のプロセスを通じて、その 1 つの二倍体生殖系列細胞は、2 つの細胞分裂イベントの過程で 4 つの半数体細胞を生成します。生成された 4 つの娘細胞はそれぞれ固有のものであり、1 セットの染色体を持ち、合計 23 の染色体になります。これらの娘細胞は、結合して一倍体胚になる配偶子 (卵子と精子) であり、染色体の数を 46 に戻します。
減数分裂のすべての複雑さを説明することは、この記事の範囲を超えていますが、完全なプロセスについて詳しくは こちら をご覧ください。 減数分裂は生殖細胞のライフサイクル全体を表しているわけではないと言えば十分です.体細胞の有糸分裂と同様に、分裂イベントの前に発生するいくつかの段階またはフェーズがあります。生殖系列細胞の場合、ライフ サイクルの S 期に染色体を複製し、ほとんどの人が染色体に関連付ける伝統的な X 型の外観を持つ姉妹染色分体をもたらします。
これらの複製された染色体のペアは、「相同染色体」と呼ばれます。減数分裂の間、これらの相同染色体と姉妹染色分体の作用と分裂によって、細胞分裂の成功または失敗が決まります。 非分離 減数分裂の過程で、これらの姉妹染色分体に関連して発生する可能性のある間違いの 1 つです。
(写真提供:アリ・ジファン/ウィキメディア・コモンズ)
不分離とは?
減数分裂の開始時に、生殖系列細胞にはすべての染色体のコピーが 2 つあることを思い出してください。それらはセントロメアと呼ばれる中心点で互いにくっついています。最初の細胞分裂イベントである減数分裂 I の終わりまでに、結果は 23 の異なる染色体を持つ 2 つの細胞になりますが、それらは依然として姉妹染色分体の形で付着します。減数分裂中の 2 番目の細胞分裂イベント (減数分裂 II) の間、姉妹染色分体はそれぞれの細胞に並んで引き離され、減数分裂中に発生する交差のプロセスにより、さまざまな染色体構成を持つ 4 つの一倍体細胞が残ります。
減数分裂 II の終わりの姉妹染色分体のこの分離イベントは、分離と呼ばれます。減数分裂 I 中の交差イベントに続いて、姉妹染色分体が中心体とその微小管によって細胞の反対側に引っ張られるため、同様の分離イベントが発生します。
ただし、これらの分離イベント中に、姉妹染色分体が適切に機能しない場合、最終結果は、染色体が多すぎるか少なすぎる配偶子になります。
減数分裂 I
相同染色体が減数分裂 I の後期に 2 組の姉妹染色分体に分割されない場合、娘細胞の 1 つには両方のホモログが含まれ、2 番目の娘細胞には含まれません。減数分裂 II で 2 回目の細胞分裂が起こると、最後の娘細胞の 2 つには染色体が含まれませんが、他の 2 つには通常の状況で起こる 1 セットではなく 2 セットの染色体が含まれます。
(写真提供:Tweety207/Wikimedia Commons)
これらの配偶子が他の正常な配偶子と結合すると、つまり受精すると、生成される細胞は不規則になります。それらは、染色体の 3 つのセット (2 つのセット + 正常なセット 1 つ) または染色体の 1 つのセット (0 つのセット + 正常なセット 1 つ) のいずれかになります。これらの 2 つの状態は、それぞれトリソミーとモノソミーと呼ばれます。
減数分裂 II で
他の場合では、非分離は減数分裂 II の後期まで発生しません。この状況では、減数分裂の最初の細胞分裂イベントが正常に進行し、それぞれ 1 対の姉妹染色分体を持つ 2 つの娘細胞が生成されます。ただし、これらの姉妹染色分体が減数分裂 II 中に適切に引き離されない場合、減数分裂プロセスの最後の 4 つの細胞のうち 2 つが異常になります。これらの異常な細胞の 1 つは、特定の染色体の 2 つのセットを持ちますが、別の細胞にはまったくありません。正常に分裂する姉妹染色分体ペアから形成された他の 2 つの娘細胞は、正常な配偶子になります。
(写真提供:Tweety207/Wikimedia Commons)
これらの配偶子が他の正常な配偶子と結合すると、生成される二倍体細胞の半分が異常になります。 2 つの染色体を持つ娘細胞は、それらの染色体のうち 3 つを持つ細胞 (トリソミー) になり、染色体が 0 の娘細胞は、染色体セットが 1 つしかない細胞 (モノソミー) になります。減数分裂 II の他の 2 つの娘細胞は、正常に機能する配偶子であり、他の配偶子とともに正常な二倍体細胞を生成できます。
不分離の原因
不分離の正確な原因は、依然として熱く議論されているトピックですが、細胞機構と私たちの体の一般的な機能の両方に関連しています.非分離は、年配の個人でより一般的であることが示されています。これは、細胞が若いときほど効果的ではない細胞メカニズムの症状である可能性があります.しかし細胞内には、スピンドルチェックポイントと呼ばれる、そのようなミスを避けるためのシステムがあります。紡錘体繊維は、染色体と染色分体を結合および分離するものであり、このチェックポイントは、染色体の分離が適切に行われるように、繊維が適切に形成、結合、および機能することを保証する細胞のメカニズムです。このチェックポイント メカニズムが失敗すると、年をとったときのように、不分離イベントが発生する可能性が高くなります。
不分離の効果
残念なことに、不分離の影響は非常に深刻になる可能性があり、多くの有名な遺伝病がこのような不均衡な数の染色体に関連しています.ダウン症候群は、おそらくこれらの状態の中で最もよく知られており、21 番目の染色体 (常染色体) に 3 つの染色体があります。エドワーズ症候群は、18 番目の染色体に影響を与えるもう 1 つのトリソミー病です。
細胞の性染色体では、非分離は、クラインフェルター症候群 (2X と 1 つの Y を持つ男性)、ターナー症候群 (1 つの X 染色体しか持たない女性)、またはトリソミー X (3 つの染色体を持つ女性) などのあまり知られていない病気を引き起こす可能性があります。 2 ではなく X 染色体)。
これらの状態の多くは、何らかの形の精神的または身体的障害に関連しており、一部は、子供が生まれる前であっても致命的であることが証明されており、流産につながる.私たちは主に減数分裂における不分離について話してきたが、体の特定の部分だけが異なる数の染色体を持つ細胞の影響を受けるモザイク症候群を含む、いくつかの有糸分裂形態の不分離がある.性細胞の非分離は、生物全体に影響を及ぼし、それらの基本的な DNA に存在する症候群または障害を引き起こします。
最後の言葉
胚が発生し始めた後に非分離が発生したかどうかを確認する方法はいくつかありますが、細胞内で非分離が発生するリスクは常にあります。ただし、特定のライフスタイルを調整することで、喫煙を避ける、特定の化学物質 (ベンゼンや防虫剤など) への曝露、過剰なアルコール摂取などのリスク要因を減らすことができます!
