セル 分裂は、親細胞が 2 つ以上の娘細胞に分裂するプロセスです。真核生物では、細胞分裂は、有糸分裂と減数分裂として知られる 2 つの異なるタイプに分類できます。有糸分裂は、各娘が親細胞と遺伝的に同一である栄養分裂であるのに対し、減数分裂は、娘細胞の染色体数が半分になって一倍体配偶子を生成する生殖分裂です。 2 つの遺伝的に同一の娘細胞の作成は、有糸分裂の最終結果です。有糸分裂には、前期、中期、後期、終期の 4 つの主要な段階があり、この記事で詳しく説明します。
この記事では、
1.有糸分裂とは
2.有糸分裂の段階とは
– 前期
– 中期
– 後期
– 終期
有糸分裂とは
有糸分裂は真核生物の栄養細胞分裂であり、親細胞の複製されたゲノムを 2 つの娘細胞に分割します。 2 つの細胞は遺伝的に同一であり、ほぼ同数のオルガネラと細胞質を持っています。有糸分裂期は、細胞周期の M 期と呼ばれます。真核生物は多数の染色体を持っています。これらの染色体は、M 期に入る前の細胞周期の間期の S 期に複製されます。複製された染色体には、セントロメアで結合した 2 つの姉妹染色分体が含まれています。
生物の間で、開放有糸分裂と閉鎖有糸分裂の 2 種類の有糸分裂を識別することができます。 開放有糸分裂中 動物では、染色体を分離するために核膜が分解されます。しかし菌類では、閉鎖有糸分裂と呼ばれる無傷の核内で染色体が分離されます。 .
有糸分裂の段階とは
有糸分裂は、前期、中期、後期、終期の 4 つの主要な段階で行われます。有糸分裂の前には間期があり、これは細胞が有糸分裂に備えて DNA をコピーする段階です。複製された染色体は、間期での染色体凝縮によってしっかりとコイル状になります。それらのセントロメアは、核分裂における重要なタイプのタンパク質である動原体にも付着しています。間期では、細胞分裂に必要なタンパク質が合成され、オルガネラを含む細胞成分がその数を増やします。 図 1 に、有糸分裂を示す概略図を示します。 .
図 1:細胞周期における有糸分裂
ステージ 1:前期
前前期
前前期は、前期の前に植物でのみ発生します。前前期の間に、高度に空胞化された植物の核は細胞の中心に移動します。細胞質は、フラグモソームと呼ばれる横方向のシートによって、細胞分裂面に沿って2つに分けられます。微小管と共にアクチン フィラメントのリングである前前期バンドは、前前期中に形成され、有糸分裂紡錘体装置の将来の位置を示します。植物は、微小管の調整中心である中心体を持っていません。このようにして核の表面に紡錘体を形成し、紡錘体装置を独立して組み立てる。紡錘体装置の形成は、核膜を破壊します。
前期
前期は、有糸分裂における核分裂の最初の段階と考えられています。前期の早い段階で、核小体は消失します。染色体はしっかりとコイル状になり、有糸分裂紡錘体の形成が開始されます。光学顕微鏡の高倍率下では、2 つの姉妹染色分体を含み、セントロメアで結合している染色体が、細くて長い糸のような構造として視覚化できます。微小管の調整中心は中心体です。中心体は、2 つの中心小体で構成されます。中心体のペアは、後に微小管紡錘体装置であるタンパク質繊維に囲まれた核の近くに現れます。
図 2:初期前期
図 2 は、蛍光色素で染色された初期の前期細胞を示しています。 .緑色のストランドは非動原体微小管であり、その時点で分解されている核の周りに確立されています。凝縮染色体は青色で示されています。セントロメアは赤色に染色されています。
ステージ 2:中期
前中期
開放有糸分裂の前中期に核ラミンがリン酸化されると、核膜は消失します。リン酸化された核ラミンは、核エンベロープの小さな膜小胞への崩壊を引き起こします。核膜の崩壊により、微小管が核に侵入することができます。動原体微小管は、後期前中期の染色体動原体の動原体に付着しています。有糸分裂紡錘体の成長は、極微小管の相互作用によって起こります。染色された初期の前中期細胞を図 3 に示します。微小管は崩壊しつつある核に侵入し、動原体を探し、セントロメアと集合します。
図 3:初期の前中期
中期
動原体がセントメアに配置された後、2 つの中心体は微小管を収縮させることによって染色体を反対の極に向かって引っ張ります。張力により、染色体は中期の細胞の赤道板に整列します。中期チェックポイントは、赤道板での染色体の均等な分布を保証します。後期に進むには、細胞が中期チェックポイントを通過する必要があります。染色された中期細胞を 図 に示します 4 . 2 つの中心体は、細胞の反対側の極にあり、紡錘体装置を確立します。
図 4:染色された中期細胞
メタフェーズ 1 と 2 の違い
ステージ 3:後期
後期 A の間 、姉妹染色分体は、中心体によって生成された引っ張り張力によって分離され、2つの娘染色体を形成します。これらの娘染色体は、さらに収縮する微小管によって反対の極に引っ張られます。 後期 B 中 、極微小管が互いに押し合い、細胞を伸長させます。染色体は後期後期で最大の凝縮レベルにあります。それらは、核を再形成するために分離されます。染色された後期細胞を図に示します 5 . 2 つの染色体セットは動原体微小管によって引き離され、細胞をさらに引き離します。
図 5:染色された後期細胞
ステージ 4:終期
収縮した微小管が緩み、細胞がさらに長くなります。 2 つの染色体セットは反対の極にあります。新しい核エンベロープが形成され、初期に崩壊した親細胞の膜小胞によって設定された各染色体が取り囲まれます。したがって、遺伝的に同一の 2 つの新しい核が表示されます。各核内の染色体は、有糸分裂を完了するために脱凝縮されます。染色された終期細胞を 図 に示します 6 .微小管が緩むと、細胞が長くなります。
図 6:終期
まとめ
有糸分裂は、真核生物の無性生殖中に発生し、遺伝的に同一の 2 つの娘細胞を生成します。ゲノム中の DNA は、有糸分裂期に入る前の中間期に複製されます。複製された DNA には、凝縮された形の染色体に 2 つの姉妹染色分体が含まれています。細胞質内のオルガネラも間期にその数を増やします。細胞の中間期の後に有糸分裂期が続き、細胞数が増加します。
有糸分裂は主に、前期、中期、後期、終期の 4 つの段階で構成されます。染色分体は、前期の間に染色体に凝縮されます。これらの染色分体は、フォーミング スピンドル装置によって細胞の赤道板に整列されます。染色体のセントロメアに接続されている動原体微小管が収縮し、セントロメアに張力が発生し、後期で 2 つの姉妹染色分体が一緒に保持されます。この緊張により、セントロメアの凝集タンパク質複合体が切断され、2 つの姉妹染色分体が分離され、2 つの娘染色体が生成されます。これらの娘染色体は、有糸分裂の最終段階である終期に動原体微小管がさらに収縮することにより、反対の極に向かって引っ張られます。 M 期を完了した後、親細胞は細胞質分裂として知られる細胞質分裂を経て、遺伝的に同一の 2 つの分離した細胞になります。
参考:
1. 「有糸分裂」。 En.wikipedia.org。 N.p.、2017年。ウェブ。 2017 年 3 月 9 日
画像提供:
1. 「有糸分裂概略図 en」 Schemazeichnung_Mitose.svg 著:*Diagrama_Mitosis.svg:Jpablo cadtranslation:Matt (話)Diagrama_Mitosis.svg:juliana osori 派生作品:M3.dahl (話) – Schemazeichnung_Mitose.svgDiagrama_Mitosis.svg (CC BY-SA 3.0 ) コモンズ ウィキメディア経由
2. 「ProphaseIF」Roy van Heesbeen 著 – Commons Wikimedia 経由の自身の作品 (パブリック ドメイン)
3. Roy van Heesbeenによる「プロメタフェーズ」– Commons Wikimedia経由のRoy（パブリックドメイン）
4. Roy van Heesbeen 著「MetaphaseIF」 – Roy (パブリック ドメイン)、Commons Wikimedia 経由
5. Roy van Heesbeen 著「後期 IF」– Delta Vision Roy van Heesbeen (パブリック ドメイン)、Commons Wikimedia 経由
6. Roy van Heesbeen著「TelophaseIF」– Commons Wikimedia経由のRoy（パブリックドメイン）
