細胞周期の段階

細胞分裂は、存在する最も重要な生物学的プロセスの 1 つです。細胞はすべての生物を構成する解剖学的、生理学的、元の単位であるため、その生命サイクルと生殖サイクルがあらゆる形態の生命体が生き残るために不可欠であることは驚くべきことではありません。細胞は、細胞周期を構成する各段階のおかげで増殖し、その機能を果たすことができます。これらの段階のいずれかで発生する損傷、異常、突然変異は、ダウン症候群やがんなどの症候群や病気を引き起こす可能性があります。

このトピックに興味がある場合は、「ワイルド＆グリーン」のこの興味深い記事を必ずお読みください。この記事では、細胞周期の段階についてすべて説明しています。

細胞周期は、分裂プロセス中の細胞の順序付けられた一連の段階または段階です。それは母細胞内の遺伝物質の複製で始まり、遺伝的に等しい2つの独立した娘細胞（有糸分裂細胞周期の場合）、または親の半分の染色体量を持つ4つの独立した娘細胞（有糸分裂細胞周期の場合）で最高潮に達します。有糸分裂細胞周期)。

このプロセスは次によって規制されています。

• 各種酵素
• タンパク質
• 他の化合物としては、キナーゼ、サイクリン、阻害剤などがあります。

細胞の種類に応じて、細胞周期は次のように呼ばれます。

• 有糸分裂サイクルまたは有糸分裂: それは体細胞真核細胞が分裂するプロセスです。有糸分裂細胞周期は、G1 期、S 期、G2 期、M 期の 4 つの主要な期に分けることができます。
• 減数分裂周期または減数分裂: 生殖腺で発生して配偶子または性細胞 (卵子と精子) を生成するプロセスです。これには、2 倍体母細胞 (完全な 2n 染色体負荷を持つ) の分裂が含まれ、4 つの半数体娘細胞 (1n の半分の染色体負荷を持つ) が生じます。減数分裂の細胞周期は、間期、減数分裂 1 (前期 I、中期 I、後期 I、および終期 I を含む)、および減数分裂 2 (前期 II、中期 II、後期 II、および終期 II を含む) の 3 つの主要な期に分けることができます。

有糸分裂と減数分裂の違いについて知りたい場合は、お気軽にこの記事をお読みください。

以下では、有糸分裂細胞周期を構成する各段階について詳しく説明します。

最も長いフェーズです。細胞は機能の基礎状態に留まり、その核は間期核と呼ばれます。さらに、次の 3 つのフェーズに分かれています。

• G1 フェーズ: 「ギャップ 1」または「成長フェーズ 1」とも呼ばれ、あるサイクルの終わりと別のサイクルの始まりの間にあるフェーズです。この期間は 6 ～ 12 時間続き、その間、細胞はサイズを大きくし、タンパク質、酵素、RNA を合成し、その他の代謝プロセスを実行することで分裂の準備をします。ここで細胞の分化が起こります。この時点で、細胞には 2n 個の染色体セットがあります。このテーマについてさらに詳しく知るには、染色体: 染色体とは何か、種類と部分についての「ワイルド＆グリーン」の投稿をぜひご覧ください。
• S期：「合成期」または「合成期」とも呼ばれ、ゲノムの完全なコピーを各娘細胞に与えるために、細胞がその遺伝物質を複製する段階です。染色体の姉妹染色分体（それぞれが持つ 2 本の同一の DNA 鎖）が形成され、中心体が複製されます。これは 10 ～ 12 時間続きますが、これは典型的な哺乳類細胞の細胞分裂の総期間のほぼ半分です。この時点で、細胞には 4n 個の染色体セットがあります。
• G2 期: 「ギャップ 2」または「成長期 2」とも呼ばれ、有糸分裂に先立つ段階です。ここで遺伝物質が凝縮および組織化され、細胞小器官が完成し、特殊なタンパク質と RNA が生成されます。この段階は 3 ～ 4 時間続きます。

前期は有糸分裂の最初の段階、つまり「M 期」です。ここで次のプロセスが発生します。

• S期に形成された染色体は細胞核内に凝縮し、核小体は消失します。
• 中心体は分離し、細胞の反対極に移動します。
• 各中心体は独立した中心小体に分離し、細胞の細胞質内で有糸分裂紡錘体または無彩色紡錘体を形成し始めます。有糸分裂紡錘体は、細胞の中心に向かって移動するために染色体が固定される微小管で構成される構造です。
• クロマチンは集まって染色分体を形成し始めます。その後、これらの染色分体が集まって染色体を形成します。
• 核膜が破壊され始めます。

著者の中には、前中期と中期が同じ段階であると考える人もいます。前中期を個別の段階として考えると、次のような特徴があると言えます。

• 細胞エンベロープまたは細胞膜は完全に溶解します。
• 染色体は凝縮を完了し、簡単に識別できるようになります。
• 動原体が現れます。
• 有糸分裂紡錘体の微小管が核空間に侵入し始め、動原体に付着します。

中期の間、有糸分裂紡錘体の微小管に固定されていた各染色体は、細胞の赤道の領域である形而上学的なプレートまたは赤道面に輸送されます。これは、極にある中心体から等距離に位置します。

後期では、複製された染色体の姉妹染色分体が完全に分離し、両方の娘細胞が各染色体のコピーを継承できるように、細胞のそれぞれの反対極に移動します。これは、姉妹染色分体を結合する付着タンパク質が分解されるという事実と、各染色体の動原体に固定されている有糸分裂紡錘体の微小管または繊維の作用のおかげで起こります。

染色体の完全なセットが細胞の各極に配置されると、染色体は伸長し、再び圧縮されて元の糸状の形状に戻ります。有糸分裂紡錘体も消失し、それぞれの新しい娘細胞の核小体と細胞膜が形成されます。

著者によっては、終期を終期 I と終期 II に分類する人もいます。終期 II を細胞質分裂とみなします。

サイクルを終了するには、両方の娘細胞の細胞膜が閉じて完全に分離します。動物細胞の場合、これはアクチンとミオシンの収縮環が細胞を絞め、分裂するまで「締め付ける」ことによって起こります。植物細胞では、細胞板と呼ばれる構造が 2 つの娘細胞のちょうど真ん中に作成されます。それぞれの新しい娘セルには次のものがあります。

• 自分自身の 細胞小器官
• 細胞質
• コア
• 細胞膜
• 染色体の完全なセット

多くの著者は、細胞質分裂を細胞周期の段階として考慮していません。なぜなら、細胞質分裂は、終期に続く、あるいは単に終期に含まれる独立した、しかし必要なプロセスであると信じているからです。他の人は、これを M 期には含まれない細胞分裂プロセスの段階であると考えています。

細胞周期または細胞再生プロセスが完了すると、細胞は再び G1 期に入り、周期を繰り返し永続させます。一部の細胞は、細胞質分裂と「G0 期」と呼ばれる G1 期の間に一時的な有糸分裂後期を迎えます。細胞周期内では細胞分裂に関与しない重要なプロセスが実行されるため、それは細胞周期外で発生します。

一部の細胞は永久に G0 期に留まります。これは静止状態として知られ、分裂能力を持たない細胞で発生します。この例としてはニューロンがあります。

細胞は何度も分裂を繰り返すと老化し、老化状態に入ります。最後にアポトーシスまたは細胞死が起こります。

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