有糸分裂と減数分裂は、すべての多細胞生物の細胞分裂と生殖に関与する 2 種類のメカニズムです。有糸分裂は、ウイルスを除く地球上のすべての生物で発生します。減数分裂は、動物、植物、および菌類でのみ発生します。有糸分裂も減数分裂も、二倍体の親細胞から始まります。有糸分裂によって、2 つの同一の娘細胞が生成されます。有糸分裂によって、4 つの一倍体配偶子が生成されます。有糸分裂は多細胞生物の体内の体細胞で発生し、減数分裂は生殖細胞でのみ発生します。
対象となる主な分野
1.有糸分裂とは
– 定義、段階、プロセス、機能
2.減数分裂とは
– 定義、段階、プロセス、機能
3.有糸分裂と減数分裂の類似点は何ですか
– 共通機能の概要
重要な用語:後期、後期 I、後期 II、細胞分裂、娘細胞、二倍体、一倍体、配偶子、中期、中期 I、中期 II、減数分裂、有糸分裂、親細胞、前中期、前期、前期 I、前期 II、体細胞、終期、終期 I、終期 II
有糸分裂とは
有糸分裂は細胞分裂の一種で、親細胞と同一の娘細胞を 2 つ生成します。有糸分裂は、通常の組織の成長と修復に見られ、体の体細胞数が増加します。有糸分裂は核分裂のプロセスです 、これには常に細胞質の分裂、細胞質分裂が続きます。典型的には、中間期を完了した二倍体細胞は有糸分裂を起こす。間期はG1で構成されています 、S、G2 段階。細胞の最高速度の代謝活動は、中間期に観察できます。 DNA 複製、タンパク質合成、オルガネラの合成は間期に発生します。前期、前中期、中期、終期、および後期は、有糸分裂の段階です。
前期
核内のクロマチンは凝縮され、前期に染色体として見えるようになります。核小体は消失します。 2 つの中心小体が反対の極に移動するため、有糸分裂紡錘体が形成され始めます。
前中期
前中期では、核膜が溶解し、動原体タンパク質が染色体のセントロメアで形成されます。有糸分裂紡錘体の微小管は、動原体タンパク質に付着します。
中期
個々の染色体は有糸分裂紡錘体の助けを借りて細胞の赤道に沿って整列し、姉妹染色分体が 2 つの娘細胞に適切に分離されるようにします。
後期
後期の間、姉妹染色分体はセントロメアから分離されます。分離された姉妹染色分体は、細胞の反対側の極に向かって移動し始めます。
終期
終期では、姉妹染色分体が 2 つの対極に到達し、新しい核膜が 2 つの娘核の周囲に形成されます。
核分裂を経た後、細胞質の分裂または細胞質分裂は、動物の細胞の中心にあるアクチン線維の配置から始まります。アクチン繊維の収縮により、親細胞が 2 つの娘細胞に挟まれます。植物では、親細胞の真ん中に固い細胞壁ができて、親細胞を2つに分けています。有糸分裂の段階は 図 1 に示されています .
図 1:有糸分裂
続きを読む:有糸分裂の段階とは
減数分裂とは
減数分裂は、生殖腺の生殖細胞で配偶子形成中にのみ起こるもう 1 つのタイプの細胞分裂です。減数分裂では、4 つの娘細胞が 2 回の連続した核分裂を経て生成され、元の染色体数の半分を含む配偶子が生成されます。特定の種の染色体数の半分を持つ配偶子の生産は、有性生殖中にその種の正確な染色体数を維持するために重要です。 2 つの配偶子の融合により、通常の染色体数が再生されます。
細胞は、減数分裂の過程で核分裂において 9 つの段階を経ます。減数分裂は、減数分裂 I と減数分裂 II の 2 つの主要な段階に分けることができます。減数分裂 I は、間期、前期 I、中期 I、後期 I、終期 I、および細胞質分裂から構成されます。減数分裂 II は、前期 II、中期 II、後期 II、終期 II、および細胞質分裂から構成されます。 2 つの核分裂では、細胞内で DNA 複製、タンパク質合成、オルガネラ合成が行われる間期が 1 つだけ見られます。
減数分裂Ⅰ
前期Ⅰ
前期 I では、クロマチンの凝縮により染色体が見えるようになります。相同染色体の対合が起こり、相同染色体の一部の交差による遺伝物質の相同組換えが可能になります。核膜も消失します。
中期Ⅰ
中期 I では、相同染色体のペアが細胞の赤道に沿って整列します。減数分裂紡錘体が形成され始め、染色体のセントロメアに向かって微小管が伸びます。減数分裂紡錘体の微小管は、ペアの各相同染色体のセントロメアに付着しています。
後期Ⅰ
後期 I では、相同ペアの各染色体が減数分裂紡錘体によって引き離されます。減数分裂 I の間、染色体の 2 つの姉妹染色分体は一緒にとどまります。
終期Iと細胞質分裂
終期Iでは、個々の染色体の完全なセットが、細胞の2つの反対極のそれぞれに見られます。核膜は、2 つの娘核のそれぞれを囲むように形成されます。細胞は真ん中からつまんで、細胞質分裂で2つの娘細胞に分かれます。
減数分裂 II
前期 II
前期 II は、減数分裂 I の結果として娘細胞で発生します。娘細胞のそれぞれは、2 つの姉妹染色分体を持つ個々の染色体セットで構成されます。核膜は前期 II で消失し、第 2 減数分裂紡錘体の形成が始まります。
中期 II
中期 II では、個々の染色体が細胞の赤道で整列します。第 2 減数分裂紡錘体の微小管は、個々の染色体のセントロメアの両側に付着しています。
後期 II
姉妹染色分体は、減数分裂紡錘体の収縮により、細胞の反対極に向かって引き離されます。各姉妹染色分体は反対の極に移動します。
終末期 II と細胞質分裂
姉妹染色分体の各セットは、終期 II の細胞の反対側の極に見られます。 2番目の2つの娘核が形成され、核膜に囲まれています。細胞質の分裂により、減数分裂 I の娘細胞のそれぞれから 2 つの孫娘細胞が生成されます。生成された孫娘細胞は、男性では精子細胞に、女性では卵細胞に分化します。減数分裂の段階は、図 2 に示されています。
図 2:減数分裂
続きを読む:減数分裂 1 と減数分裂 2 の違い
有糸分裂と減数分裂の類似点
- 有糸分裂と減数分裂は、多細胞生物の生殖に関与する 2 つのメカニズムです。
- 有糸分裂も減数分裂も、二倍体の親細胞から始まります。
- 有糸分裂と減数分裂はどちらも、細胞の核分裂のプロセスです。
- 有糸分裂と減数分裂の主な段階は、間期、前期、中期、終期、後期です。
- 親細胞の DNA は、核分裂の前に複製されます。
- 有糸分裂は減数分裂 II に似ています。
- 有糸分裂中期と減数分裂中期 II では、個々の染色体が細胞の赤道に配置されます。
- 有糸分裂の後期と減数分裂の後期 II の間、姉妹染色分体は反対の極に分離されます。
- 有糸分裂と減数分裂はどちらも細胞質分裂で終わります。
続きを読む:有糸分裂と減数分裂の違い
結論
有糸分裂と減数分裂は、動物、植物、菌類などの高等生物で起こる 2 種類の細胞分裂です。有糸分裂は体細胞で発生し、成長と修復に関与しています。減数分裂は生殖腺の生殖細胞で起こり、親細胞の半分の数の染色体を持つ娘細胞を生成します。減数分裂は、体細胞で一定の染色体数を維持することに関与しています。有糸分裂と減数分裂はどちらも、核分裂のほとんど同じ段階で発生します。
参照:
1.「有糸分裂」。細胞周期と有糸分裂のチュートリアル。 N.p.、n.d.ウェブ。こちらから入手できます。 2017 年 7 月 16 日.
2.「減数分裂とは?」事実。 Wellcome Genome Campus の Public Engagement チーム、2016 年 5 月 6 日。ウェブ。こちらから入手できます。 2017 年 7 月 16 日。
画像提供:
1. Marek Kultys 著「有糸分裂図」 – 自作 (アップロード者による自作).Źródło (ソース):(CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedia 経由
(CC BY-SA 3.0) コモンズ ウィキメディア経由
