細胞の生殖は、有糸分裂または減数分裂の2種類の細胞分裂サイクルのいずれかに従います。
A 有糸分裂を介して再生する細胞 2つの同一の娘セルの作成につながる一連の手順に従って2つに分割されます。 この方法で複製するのに必要な細胞は1つだけであり、有糸分裂によって作成されたすべての細胞は、基本的な細胞分裂の定義として機能する元の母細胞のコピーです。
しかし、減数分裂は、精子と卵細胞の作成と結合を可能にするより長いプロセスを伴います。 減数分裂は、両方の親生物とは遺伝的に異なる新しい生物を作り出すために必要な細胞を生成します。
2種類の細胞分裂
細菌や藻類など、無性生殖を行う単細胞生物は有糸分裂を起こします。 生物はそのDNAを複製し、2つに分裂し、2つの新しい娘細胞のそれぞれに1つのコピーを分配します。 有糸分裂は、損傷した細胞を修復および置換し、新しい皮膚、毛髪、または筋肉細胞の形成などの成長を可能にする方法として、より複雑な生物で発生します。
有性生殖に必要な精子と卵細胞を生成する減数分裂は、動植物を含むすべての真核生物で発生します。 減数分裂には2つの完全なサイクルが必要です。 最初の減数分裂サイクル中、 減数分裂I、親セルは2つの娘セルに分割され、それぞれに染色体のフルセットがあります。
その後、娘細胞は減数分裂の2番目のサイクルを経ます。 減数分裂II. 2番目のサイクルでは、各娘細胞が2つに分裂し、合計4つの半数体細胞が作成されます。これらの細胞には、新しい生物の作成に必要な遺伝物質の半分が含まれています。
有糸分裂を理解する
有糸分裂を起こしている細胞は、6つのステップまたはフェーズを経ます。
- 間期
- 前期
- 中期
- 後期
- 終期
- 細胞質分裂
最初のステップである間期では、母細胞が成長し、発達し、各染色体を複製します。 染色体には遺伝物質、つまりDNAが含まれています。
前期の間に、新しくコピーされた染色体はペアになり、互いにくっついて形成されます 姉妹染色分体. 通常染色体を含む核の膜は、染色分体を可能にするために溶解します シフトすると極性繊維が糸のように形成され、染色分体を細胞内の反対の極に固定します。
中期の間、染色分体は細胞の赤道に沿って並んでいます。 それらの極性繊維は完全に形成され、染色分体を所定の位置に保持します。 後期では、染色分体は姉妹染色体に分離します。 各染色体がそのコピーから分離するにつれて、極性繊維はゆっくりと染色体を細胞の極に向かって引き寄せます。
終期の間、細胞は染色体の2つの同一のグループの周りに2つの新しい核膜を形成します。 細胞が伸長し、細胞膜が分裂する準備をします。
細胞質分裂は有糸分裂の最終段階であり、細長い細胞の膜が細胞の赤道に沿って膜が出会うまでつまみ始めます。 次に、2つの半分が互いに分離し、母細胞と同じ2つの新しい娘細胞を形成します。
減数分裂I
有性生殖を行う植物、動物、その他の生物は、減数分裂を利用して生殖細胞を作り、有糸分裂では不可能な遺伝的多様性を可能にします。 減数分裂の間、2つの異なるサイクルまたは分裂が必要です。 有糸分裂と同様に、最初のサイクルである減数分裂Iは、次の6つのステップを経て流れます。
- 間期I
- 前期I
- 中期I
- 後期I
- 終期I
- 細胞質分裂I
間期Iの間に、体細胞、または2セットの染色体を持つ細胞がそのDNAをコピーします。 前期Iでは、相同または一致する染色体が一致して、二価または四価と呼ばれるペアを形成します。 各二価には、生物の母親と父親からそれぞれ1つずつ、2つの染色体と4つの染色分体があります。 核膜が溶解し始めます。
中期Iの間、二価は細胞の赤道に沿って並んでいます。 彼らが直面する方向はランダムであるため、各娘細胞が生物の母親または父親のDNAを含む染色体を受け取る可能性は50:50です。
次に、後期Iでは、染色体のペアが分離し、どちらかの極に向かって引っ張られますが、各染色体は2つの染色分体を保持しています。 終期Iは、染色体の各セットの周りに核膜が形成されるときに始まります。 その後、細胞質分裂Iを受け、2つの別々の姉妹細胞に分裂する細胞もありますが、多くの動物では、減数分裂IIを開始する前に姉妹細胞が完全に分離することはありません。
減数分裂II
減数分裂IIの間、減数分裂Iの間に形成された両方の娘細胞は、以下を含む5段階の分裂サイクルを経ます。
- 前期II
- 中期II
- 後期II
- 終期II
- 細胞質分裂II
この2番目の分割はコピーを作成するように設計されているのではなく、各染色体の2つの染色分体を分割し、細胞を準備するように設計されているため、間期はスキップされます。 有性生殖. 前期IIの間に、新しく形成された核膜が溶解し始め、染色分体のペアが所定の位置に漂い始めます。
中期IIでは、対になった染色分体が各娘細胞の赤道に沿って整列し、極性繊維がそれらを所定の位置に固定します。 後期IIの間、各染色体の染色分体は分離し、別々の極に向かって引き寄せられます。 終期IIは、染色体の各セットの周りに核膜が形成されることから始まります。
最後に、細胞質分裂IIが発生します。 細胞膜がつまみ始め、両方の娘細胞が2つに分裂し、染色体が1つの染色分体しかない合計4つの半数体細胞になります。 卵子と精子の両方の細胞は、減数分裂によって作成された一倍体細胞です。
二人が 一倍体細胞 組み合わせると、対応する染色体の染色分体が一致して、新しい生物を作成するために必要な遺伝物質を提供します。