有糸分裂

分裂は、細胞分裂のサイクルの一部である。細胞の染色体がコピーされて2本の同じ染色体が作られ、細胞核が2つの同じ核に分割される。

有糸分裂の前に、細胞は自分の遺伝情報の同一のセットを作ります。これを複製といいます。遺伝情報は、染色体のDNAの中にあります。有糸分裂が始まると、染色体は巻き上がり、光学顕微鏡で見えるようになります。染色体は2本の染色体が動原体で結合した状態になっています。この2つの染色体は互いに同じであることから、姉妹染色体と呼ばれています。

分裂は、精子と卵子を除いて、体内のあらゆる種類の細胞で起こります。精子と卵子は、配偶または性細胞です。配偶子は減数分裂と呼ばれる別の分裂方法で作られます。

有糸分裂の各段階

有糸分裂には5つの相があります。それぞれの相は、細胞がどのような変化を遂げているかを表すのに使われます。相とは、前駆期、前中期、後中期、後中期、テロ期のことです。

プロフェイズ

原相では、核内の染色体が凝縮する。中心子のペアが核の反対側に移動する。紡錘体繊維が細胞の両端を結ぶ橋を形成し始める。

プロメターゼ

前中期になると、染色体を包んでいた核膜が壊れます。これで核がなくなり、姉妹染色分体が自由になります。動原体と呼ばれるタンパク質が各動原体に形成される。細胞の反対側の極から細長いタンパク質が伸びてきて、それぞれの動原体に付着する。

メタフェース

メタフェースでは、結合したキネトコア微小管の押し引きにより、「綱引き」ゲームのように一対の染色体が整列する。姉妹染色分体は両方とも動原体で互いにくっついたままである。染色体は細胞の赤道(中心線)上に並び、分裂の準備が整います。これは分裂の中でも最も長い段階である。

アナフェイズ

アナフェイズでは、姉妹染色分体が分裂し、細胞の赤道(メタフェースプレート)から細胞の極に向かって移動する。動原体はセントロメアに付着している。微小管はキネトコアにつかまり、長さが短くなる。別のグループの微小管、非動原体微小管は、逆に長くなる。長くなります。反対側の端が押し広げられると、細胞は伸び始めます。

テロフェイズ

テロフェイズは有糸分裂の最終段階で、細胞自体が分裂の準備をしている。染色体は細胞の各極に1セットずつ存在する。それぞれのセットは同一である。紡錘体の繊維は消え始め、染色体の周りには核膜が形成される。また、それぞれの新しい核の中に核小体が現れ、一本鎖の染色体がほどけて目に見えないクロマチンの鎖になる。

有糸分裂の略図Zoom
有糸分裂の略図

前中期の初期。 核膜がなくなり、微小管が染色体上の動原体と相互作用する。Zoom
前中期の初期。 核膜がなくなり、微小管が染色体上の動原体と相互作用する。

メタフェース。 中心体が細胞の両極に移動し、紡錘体が形成された。染色体はメタフェースプレートに集合した。Zoom
メタフェース。 中心体が細胞の両極に移動し、紡錘体が形成された。染色体はメタフェースプレートに集合した。

Aaphase: 長くなった非動原体微小管が、2組の染色体をさらに引き離すZoom
Aaphase: 長くなった非動原体微小管が、2組の染色体をさらに引き離す

テロフェイズ プロフェイズとプロメタフェイズの逆転現象Zoom
テロフェイズ プロフェイズとプロメタフェイズの逆転現象

有糸分裂のフェーズ

有糸分裂には5つの相があります。それぞれの相は、細胞がどのような変化を遂げているかを表すのに使われます。相とは、前駆期、前中期、後中期、後中期、テロ期のことです。

プロフェイズ

原相では、核内のクロマチン(絡み合ったDNA)が凝縮して染色体(束ねられたDNA)になる。中心核のペアが核の反対側に移動する。紡錘体繊維が細胞の両端をつなぐ橋を作り始める。

プロメターゼ

前中期になると、染色体を包んでいた核膜が壊れます。これで核がなくなり、姉妹染色分体が自由になります。動原体と呼ばれるタンパク質が各動原体に形成される。細胞の反対側の極から細長いタンパク質が伸びてきて、それぞれの動原体に付着する。

メタフェース

メタフェースでは、結合したキネトコア微小管の押し引きにより、「綱引き」ゲームのように一対の染色体が整列する。姉妹染色分体は両方とも動原体で互いにくっついたままである。染色体は細胞の赤道(中心線)上に並び、分裂の準備が整います。これは分裂の中でも最も長い段階である。

アナフェイズ

アナフェイズでは、姉妹染色分体が分裂し、細胞の赤道(メタフェースプレート)から細胞の極に向かって移動する。動原体はセントロメアに付着している。微小管はキネトコアにつかまり、長さが短くなる。別のグループの微小管、非動原体微小管は、逆に長くなる。長くなります。反対側の端が押し広げられると、細胞は伸び始めます。

テロフェイズ

テロフェイズは有糸分裂の最終段階で、細胞自体が分裂の準備をしている。染色体は細胞の各極に1セットずつ存在する。それぞれのセットは同一である。紡錘体の繊維は消え始め、染色体の周りには核膜が形成される。また、それぞれの新しい核の中に核小体が現れ、一本鎖の染色体がほどけて、目に見えないクロマチンの束になります。

有糸分裂の略図Zoom
有糸分裂の略図

前中期の初期。 核膜がなくなり、微小管が染色体上の動原体と相互作用する。Zoom
前中期の初期。 核膜がなくなり、微小管が染色体上の動原体と相互作用する。

メタフェース。 中心体が細胞の両極に移動し、紡錘体が形成された。染色体はメタフェースプレートに集合した。Zoom
メタフェース。 中心体が細胞の両極に移動し、紡錘体が形成された。染色体はメタフェースプレートに集合した。

Aaphase: 長くなった非動原体微小管が、2組の染色体をさらに引き離すZoom
Aaphase: 長くなった非動原体微小管が、2組の染色体をさらに引き離す

テロフェイズ プロフェイズとプロメタフェイズの逆転現象Zoom
テロフェイズ プロフェイズとプロメタフェイズの逆転現象

サイトキネシス

細胞分裂にとって非常に重要であるにもかかわらず、有糸分裂の段階とはみなされない。細胞分裂では、細胞が物理的に分裂する。これは、アナフェイズの直後とテロフェイズの間に起こる。タンパク質のリングによって引き起こされるピンチである切断溝は、完全にピンチオフされ、細胞が閉じられる。

これで細胞は自己再生に成功したことになる。細胞分裂が終わると、細胞は再び間期に入り、このサイクルを繰り返す。もし、分裂を経ていない細胞に細胞質分裂が起こったとしたら、娘の細胞は違ったものになったり、正常に機能しなくなったりするだろう。一方の細胞には核があり、もう一方の細胞には核がありません。動物細胞と植物細胞では、細胞分裂の仕方が違います。植物細胞では、2つに分かれるのではなく、細胞板を形成します。これは、分裂した2つの核の間にできる細胞壁のことです。これは、細胞が硬い形をしていて、細胞壁で完全に覆われていないと機能しないために起こる現象です。

サイトキネシス

細胞分裂にとって非常に重要であるにもかかわらず、有糸分裂の段階とはみなされない。細胞分裂では、細胞が物理的に分裂する。これは、アナフェイズの直後とテロフェイズの間に起こる。タンパク質のリングによって引き起こされるピンチである切断溝は、完全にピンチオフされ、細胞が閉じられる。

これで細胞は自己再生に成功したことになる。細胞分裂が終わると、細胞は再び間期に入り、このサイクルを繰り返す。もし、分裂を経ていない細胞に細胞質分裂が起こったとしたら、娘の細胞は違ったものになったり、正常に機能しなくなったりするだろう。一方の細胞には核があり、もう一方の細胞には核がありません。動物細胞と植物細胞では、細胞分裂の仕方が違います。植物細胞では、2つに分かれるのではなく、細胞板を形成します。これは、分裂した2つの核の間にできる細胞壁のことです。これは、細胞が硬い形をしていて、細胞壁で完全に覆われていないと機能しないために起こる現象です。

質問と回答

Q:有糸分裂とは何ですか?


A:有糸分裂とは、細胞分裂のサイクルの一部で、染色体がコピーされて2つの同じ染色体セットができ、細胞核が2つの同じ核に分裂することです。

Q:有糸分裂の前には何が起こるのですか?


A: 有糸分裂の前に、細胞は自分自身の遺伝情報の同一セットを作成します。これを複製といいます。遺伝情報は染色体のDNAの中にあります。

Q:有糸分裂はどのようにして観察するのですか?


A:有糸分裂の初期には、染色体が巻き上がり、光学顕微鏡で見ることができます。この時、染色体はセントロメアで結合した2本の染色体になっています。この2本の染色体は互いに同一であるため、姉妹染色体と呼ばれます。

Q:有糸分裂はどのような種類の細胞で起こるのですか?


A:有糸分裂は、精子と卵子(配偶子または性細胞)を除く、人体のすべての種類の細胞分裂で起こります。

Q:配偶子の場合は、代わりにどのようなプロセスが起こるのですか?


A:配偶子(精子と卵子)については、代わりに減数分裂という別の分裂方法が行われます。

Q:有糸分裂前の細胞が作る同一集合を何というか?


A:分裂前の細胞が作る同一集合を複製という。

Q:有糸分裂の際に、互いに同一の染色分体を2つ作ることを何というか?



A: 有糸分裂の際に互いに同一の染色体を2つ作ることを姉妹染色体と呼びます。

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