減数分裂 これは性細胞が生殖する方法であり、染色体を半分に分割して、それらを生み出した元の細胞とは異なる 4 つの一倍体細胞を作成します。減数分裂には 2 つの異なる段階があります:減数分裂 1 (減数分裂 I) ) と減数分裂 2 (減数分裂 II)。これらのフェーズはさらにサブフェーズと中期に分けられます 1 つは減数分裂 1 のサブフェーズです。
中期 1 では、細胞の四分子は、細胞の両端の中間に位置する中期プレートに集まります。この後、紡錘糸は各染色体のセントロメアをつかむことによって染色体に付着します。それぞれの姉妹染色分体の動原体は再配置され、細胞の同じ極に面するように移動します。これにより、両方の動原体が、それぞれの反対側の極から紡錘体繊維にリンクされます。これは、有糸分裂と減数分裂の主な違いの1つです。各染色体ペアの 2 つの染色体は、中期 1 の次の段階である後期 1 の間に互いに分離されます。
一言で言えば、それが減数分裂の中期 1 で起こることです。しかし、中期 1 の目的をよりよく理解するには、それを減数分裂全体の一部として文脈に置く必要があります。
減数分裂とは
あなたの体の細胞は、古い細胞がすり減ると、自分自身を置き換えるために分裂します.この細胞分裂は有糸分裂と呼ばれますが、減数分裂は有糸分裂とは異なります。なぜなら、減数分裂は別の個人の性細胞と結合して遺伝コードを他の個体に伝える性細胞 (配偶子、または精子と卵) を生成することであるためです。次世代。減数分裂では、娘細胞は親細胞の半分の数の染色体を持っています。 2 つの染色体セットを持つ二倍体細胞の代わりに、一倍体細胞は 1 つの染色体セットしか持ちません。人間が持っている一倍体細胞は卵子と精子であり、それらが結合すると、完全な新しい二倍体セットを作成します.
減数分裂の段階
減数分裂はさまざまな点で有糸分裂に似ていますが、2 つのプロセスにはいくつかの重要な違いがあります。一般に、減数分裂は同様の戦略とメカニズムを使用して別々の染色体を編成しますが、減数分裂は有糸分裂のように姉妹染色分体を分離する必要があるだけではありません.減数分裂はまた、個々の生物がその親から受け取る相同染色体である非同一の染色体を分離しなければなりません。これは、2 つの異なる分裂プロセスを通じて達成されます。分裂の最初のサイクルは減数分裂 1 と呼ばれ、分裂の 2 番目のサイクルは減数分裂 2 と呼ばれます。
細胞分裂プロセスが 2 回起こるため、親細胞は 2 つではなく 4 つの配偶子を生成します。分割の両方のラウンドは、前期、中期、後期、および終期の 4 つの異なる段階を経ます。
減数分裂Ⅰ
間期と前期
性細胞は、減数分裂に入る前にまず間期を通過しなければなりません。細胞は間期に成長し、細胞分裂に備えて染色体のコピーを作り始めます。減数分裂の前期が始まると、有糸分裂との違いが明らかになり始めます。染色体は減数第一減数分裂の間に凝縮し始め、対になり、各染色体はその相同パートナーと整列します。染色体は互いに完全に整列しているため、各染色体上のそれぞれの遺伝子は互いに平行です.
染色体が整列した後、交差と呼ばれるプロセスを経ます。これは、遺伝子がばらばらになり、別の染色体に渡って再結合するときです。染色体間のこの交換プロセスは、2 つの染色体の DNA を混合し、シナプトネマ複合体と呼ばれるタンパク質構造によって促進されます。交差が発生する領域は基本的にランダムであり、遺伝的多様性の促進に役立ちます。
中期Ⅰ
減数分裂の第 1 中期は、交差が発生した後に始まります。この段階では、有糸分裂紡錘体が染色体をつかんで引っ張り始め、細胞の中心にある中期板に向かって移動させます。これは、有糸分裂における染色体の配置と非常に似ていますが、有糸分裂とは異なり、染色体は紡錘体の 1 つの極のみから微小管にリンクされています。その結果、染色体の各半分が 1 つの極の微小管に結合し、個々の染色体ではなく、相同染色体対が分離用に準備されます。相同染色体のペアの方向は、交差するのと同じように、本質的にランダムです。
後期Ⅰ
後期 1 では、前のフェーズで中期プレートに並んでいた同族体が有糸分裂紡錘体によって引き離されます。スピンドルによって分離された後、それらはセルの反対側の極に引っ張られます。姉妹染色分体は紡錘体によって分離されず、一緒にとどまります。
終期Ⅰ
終期の間、引き離された染色体は、細胞の両端への旅を完了します。核膜 (前のステップで劣化した) が終期 1 で再形成されるかどうかは、問題の細胞の種類に依存します。一部の生物は終期で染色体を脱凝縮して膜を再形成しますが、他の生物はそうではありません。 .細胞は減数分裂 II で別の分裂を行うため、膜を再形成する必要は厳密にはありません。 1 つの細胞を 2 つの細胞に分割するプロセスである細胞質分裂は、通常、この段階で始まり、2 つの一倍体細胞を作成します。
減数分裂 II
細胞が減数分裂 1 を完了した後、別の段階である減数分裂 2 の準備が整います。減数分裂 1 から減数分裂 2 への移行は、細胞内で DNA をコピーすることなく発生します。減数分裂 1 と比較して、減数分裂 2 はより短く、より単純なプロセスです。また、減数分裂 1 よりも有糸分裂との共通点が多く、減数分裂 2 は有糸分裂と考えることができますが、一倍体細胞の場合です。
減数分裂 1 で作成された一倍体細胞は、減数分裂 2 を開始し、元の同族体ペアのそれぞれから単一の染色体を持ちます。それにもかかわらず、一倍体細胞内の染色体は、依然として 2 つの姉妹染色分体から作られています。姉妹染色分体は減数分裂 2 の過程で分離し、最終結果は重複していない染色体を持つ一倍体細胞になります。
減数分裂 2 の前期では、必要に応じて核膜が分解され、染色体が凝縮します。有糸分裂紡錘体は、中心体が細胞の両端に移動するときに形成されます。有糸分裂紡錘体の微小管は、前期に染色体を捕捉し始め、この作用を中期まで継続します。 (前期の後半は、前中期と呼ばれることもあります。)
中期 2 では、微小管によって捕捉された姉妹染色分体は紡錘体によってシャッフルされます。染色体は、中期 1 と同じように、中期プレートに並べられます。減数分裂 2 の後期では、姉妹染色分体が分離され、細胞の両端に向かって移動し、細胞が細胞質分裂の準備ができていることがわかります。
終期 2 では、細胞内の核膜が再形成され始め、それぞれの染色体セットが発達します。染色体はここで脱凝縮し、細胞質分裂が終了し、2 つの細胞が 4 つの細胞に分割されます。これらの 4 つの細胞には、単一の染色分体から作られる染色体があります。これらの単一染色分体細胞は現在、性細胞 (卵子または精子) と見なされています。
なぜ減数分裂 1 で中期が重要なのですか?
減数分裂 1 の中期では、ホモログ ペアは中期プレート上に配置されます。この方向付けが必要なのは、それがないと相同体ペアの遺伝的多様性が大幅に低下するためです。発生するランダムな方向は、相同染色体のさまざまな配置が大量に存在することを意味します。このランダムな方向のおかげで、人間の細胞では、800 万を超える異なる配偶子を作成できます。これらの可能性が、プロセッシングオーバーで発生する遺伝子交換と掛け合わされると、作成できる異なる可能な配偶子の数は機能的に無限になります.
減数分裂と有糸分裂で中期 1 はどのように異なりますか?
有糸分裂の中期は減数分裂の中期と非常に似ていますが、いくつかの重要な違いがあります。減数分裂の中期 1 のように、染色体は紡錘体によって動かされ、細胞分裂のために中期板に並びます。有糸分裂と減数分裂の中期 1 の主な違いは次のとおりです。
有糸分裂では、単一の染色体が中期板に並び、これらの染色体にはそれぞれ 2 つの染色分体があります。減数分裂では、4 つの染色分体を持つ四分体または対になった染色体が中期板に並びます。
染色分体は、有糸分裂では紡錘体の赤道上にあるため自由に伸びることができますが、減数分裂では、対になった染色体は極に向けられることによって適切に配向されます。
有糸分裂では、セントロメアは両方の極からの紡錘糸とつながっていますが、減数分裂では、紡錘糸は極の 1 つだけから伸びています。
最後に、有糸分裂染色体は遺伝的に同一ですが、減数分裂染色体は交差の影響により似ていません。
