有糸分裂期
パン生地の酵母と成長するカエルの共通点を考えたことはありますか?他のものとは別に、それらはすべて、親細胞と遺伝的に同一の細胞をより多く生成するための細胞分裂のプロセスである有糸分裂を受ける細胞を持っています.これらすべての細胞が有糸分裂を起こすのはなぜですか?そうですね、腸の細胞は使い古した後に交換する必要があります。酵母細胞は、個体数の増加を維持するために複製する必要があり、オタマジャクシは、大きくなり、より複雑になるにつれて、新しい細胞を生成する必要があります.
有糸分裂は、真核細胞の核が 2 つに分裂し、続いて親細胞が分裂して 2 つの娘細胞を形成するプロセスです。 「有糸分裂」という言葉の意味は「糸」であり、細胞が分裂の準備をする前の染色体の糸のような構造を指します。初期の顕微鏡学者がこの構造を最初に観察しました。彼らはまた、有糸分裂プロセス中の微小管の特殊なネットワークの出現にも注目しました。集合的に紡錘体と呼ばれるこれらの細管は、中心体と呼ばれる構造から伸びています。
1 つの中心体は、セルの両端にあります。有糸分裂の段階が進むにつれて、微小管は染色体に固定されます。染色体はすでに DNA を複製しており、細胞の中心に並んでいます。その後、微小管は短くなり、細胞の端に向かって行進します。その過程で、それらは各染色体の 1 つのコピーを細胞の反対側の極に運びます。このプロセスにより、各娘細胞に親細胞の DNA の正確なコピーが 1 つ含まれるようになります。
有糸分裂の段階は?
- 細胞は、有糸分裂の段階に入る前に、間期と呼ばれる成長期間を経ます。細胞が細胞周期で費やす合計時間の約 90% は間期で費やされます。間期はさらに段階に分けられます:
- G1 フェーズ: DNAが合成される前の時期で、細胞分裂に備えて細胞量が増加します。これは、最初のギャップ フェーズと呼ばれます。
- S フェーズ: DNAが合成される時期です。ここでの S は合成を表します。
- G2 フェーズ DNA の合成後の期間で、その後前期が始まります。この期間中、細胞はタンパク質を合成し、そのサイズは増加し続けます。 2 番目のギャップ フェーズです。
- 有糸分裂は、形態学的に異なる 5 つの段階で構成されます。有糸分裂期の順序は、前期、前中期、中期、後期、および終期です。各フェーズは、染色体の整列と分離のプロセスにおける特徴的なステップで構成されています。有糸分裂が終わると、細胞質分裂と呼ばれるプロセスによって細胞全体が 2 つに分裂します。
前期
- 前期は、間期の G2 部分が終わった後に起こる有糸分裂の最初の段階です。前期では、S 期に複製された親細胞の染色体が凝縮し、中間期よりもはるかにコンパクトになります。これは、複製されたすべての染色体に、セントロメアと呼ばれる領域で結合された 2 つの似たような姉妹染色分体が含まれているためです。これらの構造を顕微鏡で見ると、X 字型の物体のように見えます。
- 凝縮プロセスは、コヒーシンやコンデンシンなど、いくつかの DNA 結合タンパク質によって触媒されます。コヒーシンは姉妹染色分体を一緒に保持するリングを生成しますが、コンデンシンは染色体を非常にコンパクトな形に巻き付けるリングを生成します.
- 有糸分裂紡錘体も前期に発達し始めます。細胞の 2 つの中心体が反対の極に向かって移動するにつれて、微小管がそれらの間に徐々に集まり、後で複製された染色体を引き離すネットワークを形成します。
前中期
- 前期が終わると、細胞は有糸分裂の第 2 段階である前中期に入ります。この段階では、M-CDK による核ラミンのリン酸化により、核膜が多数の小さな小胞に分解されます。その結果、紡錘体微小管は細胞の遺伝物質に直接アクセスできるようになりました。
- 各微小管は非常に動的で、中心体から外側に成長し、染色体を見つけようとするときに後方に落ちます。最終的に、微小管は標的の位置を突き止め、セントロメアに位置するタンパク質の複合体である動原体で各染色体に付着します。
- 動原体に接続する微小管の実際の数は種によって異なりますが、各極から少なくとも 1 つの微小管が各染色体の動原体に接続します。その後、染色体が 2 つの極に向かって行き来するため、綱引きが行われます。
中期
- 前中期が終わり中期が始まると、染色体は細胞の赤道に沿って並びます。すべての染色体には、動原体から伸びる少なくとも 2 つの微小管と、各極に付着した少なくとも 1 つの微小管があります。
- この時点で、細胞内の張力が均衡し、染色体が行き来しなくなります。さらに、紡錘体が完成し、紡錘体微小管の 3 つのグループが見えます。
- 動原体の微小管は染色体を紡錘体の極につないでいます。極間微小管は紡錘体極から伸び、赤道まで伸び、その反対側の紡錘体端まで伸び、アストラル微小管はそこから細胞膜まで突き出ています。
後期
- 中期の後、後期が発生し、その間に各染色体部分の姉妹染色分体が細胞の両端に移動します。前期に姉妹染色分体に結合するコヒーシンの酵素分解は、この分離を容易にします。分離後、すべての染色分体は個別の染色体を形成します。
- 一方、微小管の長さの変化は、染色体の動きのメカニズムを提供します。より具体的には、後期の最初の部分 (後期 A と呼ばれることもあります) では、動原体微小管が凝縮し、紡錘体末端に向かって染色体を引っ張ります。次に、後期の次の部分 (後期 B と呼ばれることもあります) では、細胞膜に結び付いたアストラル微小管が極を引き離し、極間微小管が互いにすり抜けて、染色体に追加の引っ張り力を加えます。
終期
- 終期では、染色体が細胞極に到達し、有糸分裂紡錘体が解体され、親核膜の断片を運ぶ小胞が 2 組の染色体の近くに集まります。次に、細胞の両端にあるラミンがホスファターゼによってリン酸化されます。このリン酸化により、染色体の各グループの周りに新しい核膜が形成されます。
細胞質分裂
- 細胞質分裂は、親細胞を 2 つの同一の娘細胞に分割する有糸分裂段階の最終プロセスです。このプロセスの間、細胞膜は細胞の赤道で微調整され、開裂溝と呼ばれる開口部が生じます。畝の位置は、後期のアストラル微小管と極間微小管の位置に基づいています。
- アクチン フィラメントとミオシン フィラメントが重なり合う収縮リングの作用により、へき開溝が形成されます。アクチン フィラメントとミオシン フィラメントが互いに移動すると、財布の上部にある引きひもを引くのと同じように、収縮リングが小さくなります。環が最小点まで進むと、分裂溝が細胞をその中心で二等分し、同じサイズの 2 つの別個の娘細胞が生じます。
- 細胞質分裂のプロセスは、植物細胞と動物細胞では異なります。動物では、細胞質分裂は、アクチンおよびミオシンと呼ばれる収縮性マイクロフィラメントのバンドによって細胞を収縮させることによって発生します。これらは、筋肉の収縮やその他の種類の細胞運動に関与するタンパク質です。植物内細胞では、細胞質分裂は、細胞板と呼ばれる 2 つの娘細胞の間に新しい細胞壁を形成することによって発生します。細胞板は、円盤状の構造を生じさせるために、終期紡錘体の赤道を横切る平面で融合する小さなゴルジ体由来の小胞から形成されます。
有糸分裂の段階の重要性
- 有糸分裂のプロセスは、生物の損傷を受けて使い古された細胞の成長と置換に不可欠です。酵母のような単細胞生物では、有糸分裂は無性的に行われ、集団に新しい個体を追加します。人間でも、多くの細胞が有糸分裂によって分裂します。
結論
したがって、有糸分裂は核分裂のプロセスであり、細胞分裂または細胞質分裂の直前に発生します。この有糸分裂の段階順序のプロセス中に、細胞の染色体が圧縮され、紡錘体が集まります。次に、複製された染色体は紡錘体に接続し、細胞の赤道で整列し、紡錘体の微小管が細胞の反対側の極に向かって後退するにつれて、離れて漂流します.その後、染色体の各セットは核膜によって囲まれ、親細胞は 2 つの完全な娘細胞に分割されます。
よくある質問
<強い>1.セントロメアとは?
セントロメアは、2 つの染色分体を一緒に保持する染色体内の構造です。それは、有糸分裂紡錘体の微小管が付着する構造である動原体の付着点です。
<強い>2.スピンドルは何をしますか?
紡錘体は、有糸分裂と減数分裂の細胞分裂プロセス中に染色分体を細胞の反対側の極に引っ張ります。分離後、各染色分体は染色体になります。したがって、分裂後、両方の娘細胞は染色体の完全なセットを持ちます。
<強い>3.胚とは?
胚は、妊娠中の雌の卵または子宮内にある動物の初期発生過程の段階です。ヒトでは、胚という用語は、受胎後 7 週目までの胎児を指します。 8 週以降、胎児は胎児と呼ばれます。
