細胞分裂：それはどのように機能しますか？

人体には、あなたの人生の毎日を分割するほぼ2兆個の細胞が含まれています。 それらは、減数分裂や有糸分裂などのいくつかの異なるプロセスを通じて、すべての生物で絶えず分裂またはより多くの細胞を作ります。 細胞は分裂して赤ちゃんが成長するにつれてより多くの細胞を作ります。また、細胞は分裂して臓器や組織が適切に治癒するのを助けます。

細胞はいくつかの理由で分裂します。 赤ちゃんが成長しているとき、彼または彼女は適切な成長のためにより多くの細胞を必要とします、そしてこれは細胞分裂を通して行われます。 赤ちゃんは、単一の細胞または卵子として始まります。 赤ちゃんが成長しても細胞は大きくなりませんが、代わりに体内に多くの細胞があります。

細胞はまたあなたが癒すのを助けるために分裂します。 膝の皮を剥ぐなどの怪我がある場合、細胞は分裂して膝の欠けている、古い、または損傷した細胞を置き換え、傷ついた領域を新しい細胞で癒します。 このため、毎日死ぬものを失うと皮膚細胞は絶えず分裂し、それらを置き換えるために新しい健康な皮膚細胞が必要になります。

有糸分裂と減数分裂は、細胞分裂の2つの主要なカテゴリーです。 有糸分裂は、体内のあらゆる種類の体細胞または非生殖細胞の分裂です。 これらのタイプの細胞はあなたの髪、皮膚、器官、筋肉そしてあなたの体の組織にあります。 減数分裂はあなたの体の生殖細胞の分裂であり、女性の卵子または男性の精子細胞が含まれます。

細胞分裂では、親細胞または元の細胞が2つの同一の娘細胞に分裂します。 このプロセスは、いわゆる細胞周期で何度も繰り返されます。 細胞は、化学信号を使用して相互に通信することにより、実際に分裂を調節します。 信号はサイクリンと呼ばれ、細胞にいつ分裂するかを伝えるオンスイッチのように機能し、次に細胞に分裂を停止するように伝えるオフスイッチとして機能します。 細胞は、適切な成長と健康のために正しい時間に分裂を停止する必要がありますが、細胞が停止するはずだった後に分裂を続けると、癌細胞が作成されます。

人体は全身で1日あたり約5000万個の細胞を失います。 皮膚細胞は、これらのタイプの細胞が毎日失われるため、有毛細胞と同様に、1日あたり30,000〜40,000細胞の割合で絶えず再生します。 シャワーを浴びて髪をブラッシングするだけで、古い皮膚細胞を取り除き、スペースを空けることができます。 新しい健康な細胞、そしてより多くの有毛細胞に道を譲るために毎日あなたのブラシにいくつかの髪があります 卵胞。 臓器、神経、脳の他の種類の細胞は、それほど速く死ぬことがないため、分裂する頻度ははるかに低くなります。

有糸分裂は、体細胞が生殖するプロセスです。 体細胞は、髪の毛、皮膚、体のすべての組織や臓器の細胞など、生殖細胞ではないすべての細胞です。 有糸分裂について覚えておくべき最も重要なことは、分裂で作成された2つの娘細胞が、親細胞とまったく同じDNAと染色体を持つことです。 作成された2つの娘細胞は、2つの完全な染色体セットを持っているため、2倍体細胞とも呼ばれます。 この正確な重複は、分裂した細胞に遺伝的多様性を生み出しません。

有糸分裂の細胞分裂は、完了する前にいくつかの異なる段階を伴います。 このプロセスは、動物、人間、植物、真菌などの生物に膜結合した核を持つ真核生物を対象としています。 それは、分裂を受けるのに必要なエネルギーと栄養素を集めるときに、各細胞がほとんどの時間を費やす間期段階で始まります。

この段階は、親細胞がそのDNAのコピーを作成しているときでもあります。このコピーは、娘細胞と呼ばれる、分離する2つの細胞間で等しく共有されます。 DNAを合成する前に、細胞のサイズと質量が増加します。 次に、細胞は小さな時間枠でDNAを合成します。 分裂する細胞は、タンパク質を合成して両方の娘細胞と共有し、サイズも大きくなり続けます。 間期の後半では、細胞はまだ核小体が存在し、核はエンベロープに囲まれており、染色体はクロマチンの形で複製されています。

次の前期段階では、細胞内のクロマチンが染色体に凝縮されます。 紡錘繊維は中心体から出現しています。 核膜が破壊され始め、染色体は細胞の反対側に移動します。 クロモチン繊維は、凝縮して染色体を形成するDNAとタンパク質の塊であり、各染色体は2つの染色分体を含み、セントロメアまたは領域の中心で結合します。

前中期または前期前期は、動原体が凝縮し続ける染色体によって識別されます （染色体のセントロメアにある特殊な繊維）がセントロメアに現れ、有糸分裂紡錘体繊維が付着します 動原体。

中期段階では、染色体は細胞の中心にある中期プレート上に並んでいますが、 各姉妹細胞の染色分体は、細胞の両端または極で紡錘体繊維に付着しています。 染色体は、染色体のセントロメアを押す極性繊維の力によって所定の位置に保持されます。 このアクションにより、2つの娘セルが互いに分離されたままになります。

後期段階では、セントロメアは2つに分裂し、姉妹染色分体は2つの別々の極に引っ張られると染色体になります。 紡錘繊維は2つの新しい細胞を伸長させます。 この段階の終わりに、各極は染色体の完全なセットを持っています。 細胞質分裂と呼ばれる元の細胞の細胞質の分裂が始まり、この段階を通して続きます。

終期段階は次であり、染色体が細胞の両端に到達し、両方の姉妹細胞の周りに新しい核膜が形成されるにつれて凝縮が解き始めるときです。 それぞれの新しいセルの周りの紡錘繊維はそれらを引き離します。 核小体も再出現し、各娘細胞の染色体のクロマチン繊維がほどけます。 この時点で、親細胞の遺伝的内容は2つの新しい娘細胞に均等に分割されます。

サイトカインは、動物細胞が分離し始め、2つの娘細胞が切断される最終段階です。 植物細胞では、細胞板が娘細胞を分離して、それぞれに細胞壁を形成します。 娘細胞は二倍体細胞とも呼ばれ、それぞれが互いに、そして親細胞とまったく同じ量の染色体を含んでいることを意味します。

減数分裂の細胞分裂には、減数分裂Iと減数分裂IIの2つの段階しかありません。 新しいセルにはそれぞれ固有のDNAが含まれます。 これにより、同じ2人の親を持つ2人の子供が互いに非常に異なって見える場合に見られる遺伝学の大きな多様性が得られます。 減数分裂は、細胞内の各染色体のごく一部が壊れて別の染色体に付着したときに発生します。 これは、遺伝子組換えまたは乗換えと呼ばれます。

減数分裂Iは染色体を半分に分割して交差します。 減数分裂IIは、各細胞の各染色体の遺伝学の量を半分に分割します。 細胞分裂の最終結果は、有糸分裂の2つではなく、4つの娘細胞です。 これらの娘細胞のそれぞれは、元の親細胞の半分の数の染色体しか持っていません。

原核細胞は、核のない単細胞細菌です。 それらは存在するために分裂する必要がある微生物です。 分裂過程は二分裂と呼ばれ、1つの細胞が2つになります。 二分裂の最初のステップは、細胞内のDNAがコピーされ、DNAの小片がコピーされるときです。 と呼ばれるプラスミドが複製され、2つのコピーとオリジナルが両端に移動します 細胞。 細胞は成長して伸長し、細胞の中央に中隔リングが形成され、細胞が2つの細胞に分割されます。

この分割のプロセスは、デンタルフロスで柔らかいチーズを半分に切るのと同じ考えです。 柔らかいチーズは、柔らかな粘り気があるため、ナイフできれいに切るのは難しいです。 ソフトチーズをプレートにセットすると、デンタルフロスで半分に均等にカットして、同じサイズの2つのピースを作成できます。

無性細胞分裂は生殖に使用され、二分裂によって親細胞が2つの娘細胞に分裂することによって新しい細胞が生成されます。 分割されたすべての細胞は、親細胞と同じ遺伝的同一性を持っています。 これにより、バクテリア、藻類、酵母、タンポポ、扁形動物のように、生物が非常に迅速に繁殖することができます。 新しい個々のセルは、親セルの正確な複製であるため、クローンと呼ばれます。

バクテリアは無性生殖を行い、約20分でその数を非常に速く2倍にします。 そのため、細菌の発生は非常に深刻で、非常に速く増殖する可能性があります。 バクテリア細胞はまた、速い繁殖方法を相殺するために高い死亡率を持っています。

酵母製品は出芽の過程で無性生殖しますが、有性生殖することもできます。 出芽過程では、細胞の外縁に膨らみが形成され、核分裂が起こります。 核の1つが芽に移動し、次に親細胞を破壊します。 出芽による無性生殖は、扁形動物が2つの別々のセクションに分かれて再生し、2つの完全な扁形動物を作る方法でもあります。

アリ、ハチ、ミツバチなどの一部の昆虫は、性的または無性的に繁殖する可能性があります。 これらの昆虫の無性分裂で細胞が分裂するとき、それらは単為生殖のプロセスを使用します。そこでは、受精していない卵から新しい昆虫が繁殖します。 性的にも無性的にも繁殖できる種の中には、未受精卵が雄の昆虫を産み、受精卵が雌の昆虫を産むものもあります。

植物が無性生殖する場合、それは栄養繁殖と呼ばれ、この方法は親植物と同じ作物を生産するため、農民に好まれます。 一部の種子は発芽しにくいため、この方法が好まれる場合があります。

例えば、ジャガイモの目または発根領域は、種子ジャガイモまたは親植物と同一のより多くのジャガイモ植物を生成するために植えられます。 バナナの植物は、親植物の根元から成長するベビー吸盤植物を分離し、まったく新しい植物のためにそれぞれを植えることによって再現されます。 ラズベリーの茂みは、下の枝のいくつかを地面に向かって曲げ、それらを土で覆うことによって再現することができます。 枝は独自の根系を成長させ、新しい作物のために最終的に分離して別々に植えることができるいくつかの新しい植物を再生します。