細胞分裂:有糸分裂。 前期、中期、後期、終期。 細胞分裂。 有糸分裂どの段階の有糸分裂が存在し、順番に名前を付けますか

間期 2つの細胞分裂の間の期間です。 間期では、核はコンパクトで、顕著な構造を持たず、核小体がはっきりと見えます。 間期染色体のコレクションはクロマチンです。 クロマチンには、DNA、タンパク質、RNAが1:1.3:0.2の比率で含まれているほか、無機イオンも含まれています。 クロマチンの構造は変化しやすく、細胞の状態に依存します。

間期の染色体は見えないので、それらの研究は電子顕微鏡的および生化学的方法によって行われます。 間期には、合成前(G1)、合成(S)、合成後(G2)の3つの段階があります。 G記号は英語の略語です。 ギャップ-間隔; S記号は英語の略語です。 合成-合成。 これらの段階をさらに詳しく考えてみましょう。

合成前段階(G1)。 各染色体の中心には、1つの二本鎖DNA分子があります。 合成前の段階での細胞内のDNAの量は、記号2cで示されます(英語のコンテンツから-コンテンツ)。 細胞は活発に成長し、正常に機能しています。

合成段階(S)。 自己複製、またはDNA複製が発生します。 この場合、染色体の一部は以前に複製されますが、他の部分は後で複製されます。つまり、DNA複製は非同期で進行します。 並行して、中心小体が2倍になります(存在する場合)。

合成後の段階(G2)。 DNA複製が終了します。 各染色体には、元のDNA分子の正確なコピーである2つの二重DNA分子が含まれています。 合成後の段階での細胞内のDNAの量は、記号4cで示されています。 細胞分裂に必要な物質を合成します。 中間期の終わりに、合成プロセスは停止します。

有糸分裂プロセス

前期-有糸分裂の最初の段階。 染色体はらせん状になり、細いフィラメントの形で光学顕微鏡で見えるようになります。 中心小体(存在する場合)は、セルの極に向かって発散します。 前期の終わりに、核小体は消え、核膜は破壊され、染色体は細胞質に入ります。

前期では、核の体積が増加し、クロマチンのらせん化により染色体が形成されます。 前期の終わりまでに、各染色体が2つの染色分体で構成されていることがわかります。 核小体と核膜は徐々に溶解し、染色体は細胞の細胞質にランダムに配置されます。 中心小体は細胞の極に向かって発散します。 分裂のアクロマチン紡錘体が形成され、そのフィラメントの一部は極から極へと進み、その一部は染色体のセントロメアに付着します。 細胞内の遺伝物質の含有量は変化しません(2n2xp)。

米。 1.タマネギの根細胞における有糸分裂のスキーム

米。 2.タマネギの根細胞における有糸分裂のスキーム:1-間期; 2,3-前期; 4-中期; 5.6-後期; 7.8-終期; 9-2つの細胞の形成

米。 3.タマネギの根の先端の細胞の有糸分裂:a-間期; b-前期; c-中期; d-後期; l、f-初期および後期のテロフェーズ

中期。この段階の始まりは前中期と呼ばれます。 前中期では、染色体は細胞質にかなりランダムに配置されます。 分裂の紡錘体および中心小体または微小管の他の組織化の中心を含む有糸分裂装置が形成される。 中心小体が存在する場合、有糸分裂装置はアストラル(多細胞動物)と呼ばれ、中心小体が存在しない場合はアストラル(高等植物)と呼ばれます。 分裂紡錘体(アクロマチン紡錘体)は、染色体の分離を確実にする分裂細胞内のチューブリン微小管のシステムです。 分裂紡錘体には、極(支持)と染色体(引っ張り)の2種類のフィラメントが含まれています。

有糸分裂装置の形成後、染色体は細胞の赤道面に移動し始めます。 この染色体の動きはメタキネシスと呼ばれます。

中期では、染色体は最大限にらせん状になります。 染色体のセントロメアは、互いに独立して細胞の赤道面に位置しています。 分裂紡錘体の極糸は細胞の極から染色体まで伸びており、染色体糸はセントロメア(動原体)から極まで伸びています。 細胞の赤道面にある染色体のセットは、中期プレートを形成します。

後期。染色体の染色分体への分離が起こります。 この瞬間から、各染色分体は、1つのDNA分子に基づく独立した1つの染色分体染色体になります。 後期グループの単一染色分体染色体は、細胞の極に分岐します。 染色体の分岐に伴い、染色体の微小管は短くなり、極の微小管は長くなります。 この場合、極と染色体の糸は互いに沿ってスライドします。

終期。核分裂スピンドルが破壊されます。 細胞の極の染色体は脱スパイラル化され、核膜がそれらの周りに形成されます。 細胞内に2つの核が形成され、元の核と遺伝的に同一です。 娘核のDNA含有量は2cに等しくなります。

細胞質分裂。細胞質分裂では、細胞質が分裂し、娘細胞の膜が形成されます。 動物では、細胞質分裂は細胞をひもで締めることによって起こります。 植物では、細胞質分裂の発生は異なります。赤道面では、気泡が形成され、それらが合体して2つの平行な膜を形成します。

これで有糸分裂が終了し、次の間期が始まります。



細胞分裂は、すべての生物の生殖と個々の発達の根底にある生物学的プロセスです。

生物における細胞生殖の最も普及している形態は、間接分裂、または有糸分裂(ギリシャ語の「mitos」-スレッドから)です。 有糸分裂には4つの連続した段階があります。 有糸分裂のおかげで、娘細胞間で親細胞の遺伝情報の均一な分布が保証されます。

2つの有糸分裂の間の細胞の寿命は間期と呼ばれます。 有糸分裂の10倍の長さです。 細胞分裂に先立つ多くの非常に重要なプロセスがそこで起こります:ATPとタンパク質分子が合成され、各染色体が二重になり、共通のセントロメアによって固定された2つの姉妹染色分体を形成し、細胞の主要な細胞小器官の数が増加します。

有糸分裂

有糸分裂の過程では、前期、中期、後期、終期の4つの段階が区別されます。

  • I.前期は有糸分裂の最も長い段階です。 その中で、染色体はらせん状になっており、その結果、セントロメアによって一緒に保持されている2つの姉妹染色分体からなる肥厚しています。 前期の終わりまでに、核膜と核小体は消え、染色体は細胞全体に分散します。 細胞質では、前期の終わりまでに、中心小体は縞に移動し、分裂紡錘体を形成します。
  • II。 中期-染色体はらせん状になり続け、セントロメアは赤道に沿って配置されます(この段階では染色体が最も目立ちます)。 核分裂スピンドルスレッドがそれらに取り付けられています。
  • III。 後期-セントロメアが分裂し、姉妹染色分体が互いに分離され、紡錘体フィラメントの収縮により、細胞の反対の極に移動します。
  • IV。 終期-細胞質が分裂し、染色体がほどけ、核小体と核膜が再び形成されます。 この後、セルの赤道ゾーンにくびれが形成され、2つの姉妹セルが分離されます。

したがって、1つの元の細胞(母体)から、2つの新しい細胞が形成されます-遺伝情報の内容、形態学的、解剖学的および生理学的特性において、量と質の点で完全に同一である染色体セットを持つ娘細胞親。

多細胞生物の組織の成長、個体の発達、絶え間ない更新は、有糸分裂細胞分裂のプロセスによって決定されます。

有糸分裂中に発生するすべての変化は、神経調節システムによって制御されます。 神経系、副腎、下垂体のホルモン、 甲状腺や。。など。

減数分裂(ギリシャ語から。「減数分裂」-減少)は、染色体数の半分の減少を伴う、生殖細胞の成熟ゾーンでの分裂です。 また、有糸分裂と同じ段階を持つ2つの連続した分裂で構成されています。 ただし、個々のフェーズの期間とそれらで発生するプロセスは、有糸分裂で発生するプロセスとは大幅に異なります。

これらの違いは主に以下のとおりです。 減数分裂では、前期Iがより長くなります。 その中で、染色体の活用(つながり)と遺伝情報の交換が行われます。 (上の図では、前期は番号1、2、3でマークされており、活用は番号3の下に示されています)。 中期では、有糸分裂の中期と同じ変化が起こりますが、染色体の半数体セットがあります(4)。 後期Iでは、染色分体を保持しているセントロメアは分裂せず、相同染色体の1つが極に向かって出発します(5)。 終期IIでは、4つの細胞が染色体の半数体セットで形成されます(6)。

減数分裂の2番目の分裂の間期は非常に短く、DNAはその中で合成されません。 2つの減数分裂の結果として形成された細胞(配偶子)には、一倍体(単一)の染色体セットが含まれています。

染色体の完全なセット(二倍体2n)は、卵子の受精中、有性生殖中に体内で復元されます。

有性生殖は、女性と男性の間の遺伝情報の交換によって特徴付けられます。 それは、減数分裂の結果として形成される特別な一倍体生殖細胞-配偶子の形成と融合に関連しています。 受精は、卵子と精子(雌雄の配偶子)が融合する過程であり、染色体の二倍体セットが復元されます。 受精卵は接合子と呼ばれます。

受精の過程で、配偶子の接続のさまざまなバリエーションを観察することができます。 たとえば、1つまたは複数の遺伝子の同じ対立遺伝子を持つ両方の配偶子が融合すると、ホモ接合体が形成され、その子孫ではすべての形質が純粋な形で保存されます。 配偶子の遺伝子が異なる対立遺伝子によって表される場合、ヘテロ接合体が形成されます。 彼女の子孫には、さまざまな遺伝子に対応する遺伝性の原始が見られます。 ヒトでは、個々の遺伝子について、ホモ接合性は部分的です。

親から子孫への遺伝的財産の移転の主な規則性は、19世紀の後半にG.メンデルによって確立されました。 それ以来、遺伝学(遺伝の法則と生物の多様性の科学)では、優性および劣性形質、遺伝子型および表現型などの概念がしっかりと確立されています。優性形質は優性、劣性-劣性、または消失します。次の世代で。 遺伝学では、これらの文字はラテンアルファベットの文字で示されます。優勢な文字は大文字で示され、劣悪な文字は小文字で示されます。 ホモ接合性の場合、遺伝子(対立遺伝子)のペアのそれぞれは、優性または劣性の形質のいずれかを反映しており、どちらの場合もその効果を示しています。

ヘテロ接合生物では、優性対立遺伝子は1つの染色体に位置し、劣性は優性によって抑制され、別の相同染色体の対応する領域にあります。 受精の間に、二倍体セットの新しい組み合わせが形成されます。 その結果、新しい生物の形成は、減数分裂の結果として形成された2つの性細胞(配偶子)の融合から始まります。 減数分裂の間、子孫における遺伝物質の再分布(遺伝子組換え)または対立遺伝子の交換、および新しい個体の出現を決定する新しいバリエーションにおけるそれらの接続があります。

受精後すぐに、DNA合成が起こり、染色体が2倍になり、接合子核の最初の分裂が起こります。これは、有糸分裂によって行われ、新しい生物の発達の始まりを表しています。

有糸分裂の次の4つの段階が区別されます。 前期、中期、後期および終期..。 V 前期はっきりと見える 中心小体-細胞の中心に位置し、動物の娘染色体の分裂に役割を果たす形成。 (高等植物は、染色体の分裂を組織する細胞中心に中心小体を持たないことを思い出してください)。 中心小体の存在は染色体分裂のプロセスをより視覚的にするので、動物細胞の例を使用して有糸分裂を検討します。 中心小体は分裂し、細胞の異なる極に分岐します。 微小管は中心小体から伸び、分裂紡錘体のフィラメントを形成し、分裂細胞の極への染色体の分離を調節します。
前期の終わりに、核膜は崩壊し、核小体は徐々に消え、染色体はらせん状になり、その結果、短くなり、厚くなり、それらはすでに光学顕微鏡で観察することができます。 それらは有糸分裂の次の段階でさらによく見られます- 中期.
中期では、染色体は細胞の赤道面に位置します。 同時に、2つの染色分体からなる各染色体にくびれがあることがはっきりとわかります- セントロメア..。 セントロメアを持つ染色体は、核分裂紡錘体のフィラメントに付着しています。 セントロメアの分裂後、各染色分体は独立した娘染色体になります。
次に、有糸分裂の次の段階が来ます- 後期、その間に娘染色体(1つの染色体の染色分体)が細胞の異なる極に分岐します。
細胞分裂の次の段階は 終期..。 それは、1つの染色分体からなる娘染色体が細胞の極に到達した後に始まります。 この段階で、染色体は再び脱スパイラル化し、間期(長く細いフィラメント)で細胞分裂が始まる前と同じ外観を獲得します。 それらの周りに核膜が現れ、核小体が核内に形成され、そこでリボソームが合成されます。 細胞質分裂の過程で、すべての細胞小器官(ミトコンドリア、ゴルジ複合体、リボソームなど)は娘細胞間でほぼ均等に分布します。
したがって、有糸分裂の結果として、2つの細胞が1つの細胞から得られ、それぞれが特定の種類の生物に特徴的な数と形状の染色体を持ち、その結果、一定量のDNAを持ちます。
有糸分裂の全過程は平均して1〜2時間かかります。その期間は 他の種類細胞。 また、環境条件(温度、光条件、その他の指標)にも依存します。
有糸分裂の生物学的重要性は、それが体のすべての細胞の染色体数の一定性を保証するという事実にあります。 すべての体細胞は有糸分裂の結果として形成され、それが生物の成長を確実にします。 有糸分裂の過程で、母細胞の染色体の物質は、それから生じる2つの娘細胞の間で厳密に均等に分配されます。 有糸分裂の結果として、体内のすべての細胞は同じ遺伝情報を受け取ります。