基本的な生物学の観点から、あらゆる個人の成功した終わり 真核生物 細胞の寿命は、その細胞を2つの娘細胞に分割することであり、それぞれが親細胞の完全なコピーを持っています。 DNA、またはデオキシリボ核酸(すなわち、その遺伝物質)。
細胞のこの分裂は呼ばれます 細胞質分裂、および直前に 有糸分裂、細胞のDNAを2つの娘核に分離する多段階プロセス。
有糸分裂と細胞質分裂は一緒になって、真核細胞周期の第4の最終段階を表します。 M期. M期の前には、間期を構成する3つの段階があります。これは、核または細胞分裂プロセスが行われていない細胞周期の一部です。
細胞質分裂のメカニズムはまだ完全には理解されていませんが、そのイベントの重要なタイミングや、任意の1つの細胞のサイクルの最終ステップの他の側面について多くのことが知られています。
- 細胞質分裂の4つの段階は 開始、収縮、膜挿入 そして 完了.
真核細胞周期
生物はに分けることができます 原核生物 そして 真核生物。原核生物 は、少量のDNAしか運ばず、核を含む細胞内に膜結合構造を持たない単細胞生物です。
それらは、DNAを複製し、全体的に大きくなった後、単純に半分に分割することによって複製します。 二分裂. 次の分割の前に、結果はほとんど発生しません。 これらの生物は細胞が1つしかないため、二分裂は生殖と同等です。
真核生物(植物、動物、菌類)には核と他の多くの細胞小器官があり、細胞の生殖をより複雑なプロセスにします。 これらの細胞の1つが生まれた瞬間、それは G1 (最初のギャップ)間期の段階。 これに続いて S(合成), G2 (2番目のギャップ) そして最後に M (有糸分裂). 細胞は一般的にGで大きくなります1、Sで染色体を複製し、Gでその働きをチェックします2 そして、その内容をMで等しい半分に分割します。 間期はM期よりはるかに長いです。
「有糸分裂の結果、娘細胞はどの段階にあるのか」と尋ねられた場合。 あなたは「M期」に答えることができます。 間期は、有糸分裂が進行している間に始まり、通常は有糸分裂が終わった直後に終わる細胞質分裂まで始まりません。 コンプリート。
有糸分裂の段階
有糸分裂は4つまたは 5つの段階、5段階スキームの第2段階(前中期)は、後のスキームへの追加です。 完全を期すために、ここでは5つの段階すべてについて説明します。
前期: S期に複製された染色体がより凝縮し、顕微鏡で個々の形態として見やすくなると、有糸分裂が始まります。 同時に、中心小体と呼ばれる構造が複製され、2人の娘 中心小体 細胞の反対の極または端に移動し、そこで有糸分裂紡錘体を生成し始めます。 微小管 タンパク質。
前中期: このステップでは、同一の姉妹からなる染色体セット 染色分体 セントロメアと呼ばれる構造で結合し、セルの正中線に向かって巡礼を開始します。 その間、中心小体は、小さなロープまたはチェーンのセットとして機能する有糸分裂紡錘体を組み立て続けます。
中期: この段階で、すべての染色体(ヒトでは46)が中期プレート上にきちんと並んでいます。この平面は細胞の「赤道」を通り、紡錘体に垂直です。 この線はセントロメアを通過します。つまり、各セットの姉妹染色分体がプレートの片側にあり、双子が反対側にあります。
後期: この段階では、紡錘繊維が染色分体を物理的に引き離し、細胞の反対の極に向かって引き寄せます。 細胞質分裂 実際には、この段階で 分裂溝. 後期の終わりに、46の染色分体(単一の染色体)の完全なセットが各極の塊に置かれます。
終期: 遺伝物質が複製され分離されたので、細胞は各染色体セットに独自の核膜を与えようとします。 加えて 染色体 結露を解消します。 本質的に、終期は前期逆に実行されます。 初期の細胞質分裂は終期に進行します。
細胞質分裂:概要
有糸分裂の終わりに、細胞質分裂は細胞周期に残っている唯一のプロセスです。 多くの情報源は、有糸分裂と細胞質分裂を連続したイベントとしてリストしていますが、これは誤解を招く恐れがあります。 細胞質分裂は通常、有糸分裂が終わってすぐに終わるのは事実ですが、2つのプロセスは時間とある程度の空間でかなり重複しています。
細胞質分裂の開始を意味する分裂溝は、前述のように、後期に現れます. 有糸分裂のこの段階で何が起こっているかを想像すると、なぜこれが セル全体が独自のプロセスを開始することが安全である最も早い時点 分割。
あなたの心のイメージが核内で左右に動く2組の染色分体を持っているなら、細胞膜を想像してください 上から「ピンチイン」し始め、最終的にセルの中央を上部と上部の両方から圧迫する劈開を開始します。 下。
後期が進行する前にこの細胞切断が起こった場合、核領域内に染色分体の非対称分布が生じる可能性があります。 その結果はほぼ確実に細胞にとって致命的であり、適切に機能するためには生物のDNAの完全な補体が必要です。
収縮リング
細胞質分裂の主な機能的特徴は 収縮リング、アクチンやミオシンを中心としたさまざまなタンパク質からなる構造で、細胞膜の真下にあります。 地球の赤道(惑星の中央を通る架空の線)の真下を走る巨大なフープを想像してみてください。そうすれば、全体的な設定がわかります。
- 収縮リングは、動物細胞と少数の単細胞真核生物のみの特徴です。 形状がより立方体である植物細胞では、溝の出現なしに劈開面が形成されます。
収縮リングの平面は、有糸分裂紡錘体繊維の配向によって決定されます。 セルの図を見るとき、事実上、2次元の表現を見るたびに。 しかし、細胞を地球ではなく球体として想像し、両方の「端」にぶら下がっている染色体の画像を想起させると、おそらく直感的に理解できます。 理想的な劈開面は、2つのセルの間に到達する紡錘繊維の一般的な方向に垂直に走らなければならないということです。 極。
リングが小さくなり、それに沿って膜を内側に引くと、新しい細胞膜材料が劈開面の両側の小胞から出現します。 細胞が徐々に分裂するにつれて、新しい膜片が、そうでなければ両方の娘細胞の側面に現れるギャップを塞ぎ、細胞質の内容物がこぼれることを可能にします。
非対称分裂
細胞は時々非対称的に分裂します。 前述のように、これは明らかに細胞にとって不快な結果になるため、染色分体を非対称に分割しません。 ただし、分割する理由がときどき発生します 細胞質 そしてその内容を不均等な部分に分けます。
娘細胞が異なる究極の機能と目的地を持っているとき、細胞は通常この細胞質分裂戦略を採用します。 非対称性は、の不均一な分布として現れる可能性があります オルガネラ、細胞質の不均一な塊、またはこれらの特徴のいくつかの組み合わせ。