細胞分裂の定義

細胞分裂は、細胞が分裂するために通過するプロセスです。 細胞分裂にはいくつかの種類があり、どのような種類の生物が分裂しているかに応じて異なります。 生物は時間とともに進化し、異なる、より複雑な細胞分裂の形式を持つようになりました。 ほとんどの原核生物、つまりバクテリアは、二元分裂で細胞を分割する。 あらゆる大きさの真核生物は、有糸分裂で細胞分裂を行う。 性的に繁殖する真核生物は、減数分裂と呼ばれる特殊な細胞分裂を行い、細胞内の遺伝子の含有量を減らす。 有性生殖では、それぞれの親が必要な遺伝物質の半分だけを与えなければならず、そうしないと子孫のDNAが多すぎて問題になるため、この方法が必要なのです。 これらの異なるタイプの細胞分裂を以下に説明する。

Types of Cell Division

Prokaryotic Cell Division

原核生物は二元分裂と呼ばれるタイプの細胞分裂によって複製を行う。 原核生物は膜が1枚しかなく、内部で分裂しない単純な生物である。 したがって、原核生物が分裂するときは、単にDNAを複製して半分に分けるだけである。 しかし、その過程はもう少し複雑で、DNAはまず特殊なタンパク質によって巻き戻されなければならない。 原核生物のDNAは通常環状に存在していますが、細胞内で使用される際にはかなり絡まることがあります。 そこで、DNAを効率よくコピーするために、DNAを引き伸ばす必要があるのです。 また、これによって、新しく作られた2つの環状のDNAは、作られた後に分離することができる。 原核生物の細胞では、2本のDNAが2つの面に分離します。 そして、細胞は長くなり、真ん中で分裂する。 その過程は下の画像で見ることができます。

DNAはもつれた線です。 他の構成要素にはラベルが貼られている。 プラスミドはDNAの小さな輪で、これも二元分裂の際にコピーされ、環境中、死んだ細胞がバラバラになったものから拾うことができる。 これらのプラスミドは、さらに複製することができる。 プラスミドが有益なものであれば、集団の中で増えていきます。 このようにして、バクテリアの抗生物質耐性が生じるのです。 リボソームは、タンパク質の生産を助ける小さなタンパク質構造体です。 また、各細胞が機能するのに十分な量を持つことができるように、リボソームが複製されます。 真核生物は膜結合小器官と染色体上に存在するDNAを持っているため、細胞分裂が難しくなっています。 真核生物は分裂する前にDNA、小器官、細胞機構を複製する必要がある。 真核生物は、原核生物が他の原核生物の中に住むことによって形成されたと科学者は考えている。

細胞周期の間期でDNAと小器官が複製されると、真核生物は有糸分裂のプロセスを開始することができる。 このプロセスは前段階に始まり、染色体が凝縮する。 もし、染色体が凝縮しないまま有糸分裂が進行すると、DNAが絡まって切れてしまいます。 真核生物のDNAは、多くのタンパク質と結合しており、複雑な構造に折り畳むことができます。 有糸分裂が中期に進むと、染色体は細胞の真ん中に並びます。 染色体の各半分は、互いに複製されたコピーであるため姉妹染色分体と呼ばれ、有糸分裂が進むにつれて細胞の各半分に分離されます。 真核生物はすべて有糸分裂によって細胞を分割する。 しかし、生殖の一形態として有糸分裂を用いるのは単細胞生物だけである。 多細胞生物の多くは有性生殖を行い、自分のDNAと他の生物のDNAを結合して生殖を行う。 このような場合、生物は別の方法で細胞分裂を行う必要がある。 有糸分裂では同一の細胞ができるが、減数分裂では通常の細胞の半分の遺伝情報を持つ細胞ができ、同じ種の異なる生物の2つの細胞が結合できる。

真核生物の細胞分裂 Meiosis

有性生殖を行う動物では、通常、受精前に遺伝情報を減らすことが必要である。 植物では遺伝情報のコピーが多すぎても存在できるものがあるが、ほとんどの生物ではコピーが多すぎるのは非常に不利である。 人間は、1本の染色体が1本でも余分にあると、体に有害な変化が起こる可能性がある。 そこで、有性生殖を行う生物は、減数分裂と呼ばれる細胞分裂を行います。 有糸分裂の前と同様に、DNAと小器官が複製される。 減数分裂のプロセスには、2つの異なる細胞分裂が含まれ、それが背中合わせに行われる。 最初の減数分裂である減数第一分裂では、相同染色体が分離される。 細胞内に存在する相同染色体は、生物が持つ各遺伝子の2つの対立遺伝子を表しています。 これらの対立遺伝子は組み替えられ、分離されるので、結果として娘細胞は各遺伝子の対立遺伝子を1つだけ持ち、相同染色体のペアは存在しない。 2回目の分裂である減数第二分裂では、有糸分裂と同じように2本のDNAコピーが分離される。

生物は通常、これらの細胞を配偶子としてパッケージ化し、他の配偶子を探すために環境中に移動することができます。

このように、生物は通常、これらの細胞を配偶子としてパッケージ化し、環境中を移動して他の配偶子を探すことができる。正しいタイプの配偶子2つが出会うと、一方は他方と受精し、接合子を生み出す。 接合体は単一の細胞であり、有糸分裂を経て、大きな生物に必要な何百万もの細胞を作り出す。

細胞分裂の段階

生物はどちらのタイプの細胞分裂を行うかによって、その段階が若干異なる。 その後、分裂中期に入り、染色体は分裂中期板上に整列します。 その後、染色体はアナフェーズで分離され、テロフェーズで細胞の細胞質は挟み込まれるように分離される。 3904>

減数分裂の段階

減数分裂の段階は有糸分裂と似ているが、染色体の働きは異なっている。 減数分裂には2つの段階があり、その間にDNAが複製されることなく、2つの別々の細胞分裂が行われます。 減数第一分裂と減数第二分裂は有糸分裂と同じ4段階（前段階、分裂中期、分裂後期、分裂後期）である。 3904>

第I相では、染色体が凝縮される。 第I相では、染色体は相同なペアの向かい側に並びます。 第一分裂期と第二分裂期で分離すると、各細胞には各遺伝子の形が1つだけ存在することになり、還元分裂と呼ばれる。 減数第二分裂は、分裂と同じように、姉妹染色分体がメタフェース板上で分裂して進行する。 第二分裂期には、親細胞の半分の対立遺伝子を持ち、ゲノムを1つだけ持つ4つの細胞が存在する。 この細胞は配偶子となり、融合して新しい生物を作り出すことができる。

Quiz

1. 体細胞は体を満たす細胞であり、損傷を修復するために生殖しなければならない。 2.配偶子細胞は、配偶子をつくる細胞である。 それぞれの種類の細胞はどのような細胞分裂を行うか
A. 体細胞＝有糸分裂、配偶子＝減数分裂
B. 体細胞＝有糸分裂、配偶子＝減数分裂と有糸分裂
C. Somatic= mitosis and meiosis; Gametic= meiosis and mitosis