神話の段階とその特徴、機能、そして生物



の 有糸分裂 それは細胞分裂の過程であり、細胞は遺伝的に同一の娘細胞を産生する。各細胞について、同じ染色体電荷を有する２つの「娘」が生成される。この分裂は真核生物の体細胞で起こる.

このプロセスは、真核生物の細胞周期の段階の1つであり、S（DNA合成）、M（細胞分裂）、G1およびG2（mRNAおよびタンパク質が産生される中間期）の4つのフェーズから構成されています。 。同時に、フェーズG1、G2、およびSがインタフェースと見なされます。核分裂および細胞質分裂（有糸分裂および細胞質分裂）は細胞周期の最終段階を構成する.

分子レベルでは、有糸分裂は、MPF（Maturation Promoting Factor）と呼ばれるキナーゼ（タンパク質）の活性化とそれに伴う細胞のかなりの数のタンパク質成分のリン酸化によって開始されます。後者は、細胞が分裂過程を実行するのに必要な形態学的変化を提示することを可能にする。.

前駆細胞とその娘は全く同じ遺伝情報を持っているので、有糸分裂は無性の過程です。これらの細胞は完全な染色体電荷（2n）を持っているので二倍体として知られています。.

一方、減数分裂は、有性生殖を引き起こす細胞分裂の過程です。このプロセスでは、二倍体幹細胞はその染色体を複製し、次に（その遺伝情報を複製することなく）２回連続して分裂する。最後に、４個の娘細胞が半分の染色体電荷で生成され、それは一倍体（ｎ）と呼ばれる。.

索引

  • 1有糸分裂の一般性
  • 2このプロセスの関連性は何ですか?
  • 3段階とその特徴
    • 3.1利益
    • 3.2前中期
    • 3.3中期
    • 3.4後期
    • 3.5終期
    • 3.6細胞質分裂
    • 3.7植物細胞における細胞質分裂
  • 4つの機能
  • 5細胞の成長と分裂の調節.
  • 6実施している組織
  • 7原核細胞における細胞分裂
  • 8有糸分裂の進化
    • 8.1有糸分裂に先行したこと?
  • 9参考文献

有糸分裂の一般性

単細胞生物における有糸分裂は通常、それらの前駆細胞と非常によく似た娘細胞を産生する。対照的に、多細胞生物の発達の間に、このプロセスは（遺伝的に同一であるにもかかわらず）いくつかの異なる特徴を持つ2つの細胞に由来することがあります.

この細胞分化は、多細胞生物を構成するさまざまな細胞型を生み出します.

生物の一生の間、細胞周期は絶えず起こり、絶えず新しい細胞を形成し、それが今度は成長しそして有糸分裂を通して分裂する準備をする.

成長および細胞分裂は、バランスの維持を可能にし、組織の過剰な成長を妨げるアポトーシス（プログラム細胞死）のようなメカニズムによって調節される。このようにして、欠陥細胞が生物の要件および必要性に従って新しい細胞によって置き換えられることが確実にされる。.

このプロセスの関連性は何ですか?

繁殖能力は、すべての生物（単細胞から多細胞まで）およびそれを構成する細胞の最も重要な特徴の1つです。この品質はあなたがあなたの遺伝情報の継続性を確実にすることを可能にします.

有糸分裂および減数分裂の過程の理解は、生物の興味をそそる細胞特性を理解することにおいて基本的な役割を果たしてきた。例えば、個体内、および同一種の個体間で、染色体の数を細胞間で一定に保つという特性.

私達が私達の皮で何らかの種類の切り傷や傷を患っている時、私達は数日のうちに損傷を受けた皮が回復する方法を観察します。これは有糸分裂の過程のおかげで起こります.

相とその特徴

一般に、有糸分裂は全ての真核細胞において同じ一連の過程（相）に従う。これらの段階では、細胞内で多くの形態学的変化が起こります。それらの中には、染色体の凝縮、核膜の破裂、細胞外マトリックスからのおよび他の細胞からの細胞の分離、ならびに細胞質の分裂がある。.

いくつかのケースでは、核分裂と細胞質分裂は別々の段階（それぞれ有糸分裂と細胞質分裂）と見なされます.

プロセスのより良い研究および理解のために、前相、前中期、中期、後期および終期と呼ばれる6つのフェーズが指定されており、細胞質分裂は後期の間に発生し始める第6フェーズとして考えられている。.

これらの相は19世紀以来光学顕微鏡を通して研究されてきたので、今日、それらは染色体凝縮のような細胞の形態学的特徴、および有糸分裂紡錘体の形成に従って容易に認識可能である。.

Profase

前期は細胞分裂の最初の目に見える症状です。この段階では、クロマチンが次第に圧縮されていくため、染色体の外観は識別可能な形になります。染色体のこの凝縮はMPFキナーゼによるヒストンH1分子のリン酸化から始まります.

凝縮過程は、収縮、したがって染色体の大きさの減少からなる。これはクロマチン繊維の曲がりが原因で起こり、より容易に置き換え可能な構造（有糸分裂染色体）を作り出す.

細胞周期のＳ期の間に以前に複製された染色体は、姉妹染色分体と呼ばれる二重フィラメント外観を獲得し、前記フィラメントはセントロメアと呼ばれる領域を通して一緒に保持される。この段階で核小体も消えます.

有糸分裂紡錘体の形成

前期の間に、一組の繊維を構成する微小管およびタンパク質からなる紡錘体が形成される.

紡錘体が形成されると、細胞骨格の微小管は（それらの構造を維持するタンパク質を失活させることによって）解体され、前記有糸分裂紡錘体の形成に必要な材料を提供する。.

界面で複製される中心体（細胞周期において機能的な、膜のないオルガネラ）は、紡錘体微小管の集合単位として作用する。動物細胞では、中心体は中心に一対の中心を持っています。しかし、これらはほとんどの植物細胞には存在しません.

複製された中心体は互いに分離し始め、その間に紡錘体の微小管はそれらの各々に集合し、細胞の反対側の端部に向かって移動し始める。.

前段階の終わりに、核膜の破裂が始まり、別々の過程で起こる：核孔、核膜および核膜の分解。この破壊は、有糸分裂紡錘体と染色体が相互作用し始めることを可能にする.

前中期

この段階では、核膜は完全に断片化されているので、紡錘体微小管がこの領域に侵入し、染色体と相互作用します。 2つの中心体は分離しており、それぞれ細胞の反対側の端で有糸分裂紡錘体の極に位置している.

現在、有糸分裂紡錘体は、微小管（各中心体から細胞の中心まで伸びている）、中心体、および一対のアスター（各中心体から広がる短い微小管が放射状に分布している構造）を含む。.

染色分体はそれぞれ、動原体に位置する動原体と呼ばれる特殊なタンパク質構造を発達させた。これらの動原体は反対方向に位置し、動原体微小管と呼ばれるいくつかの微小管がそれらに付着する。.

動原体に付着したこれらの微小管は、それらが伸びる末端から染色体へ移動し始める。ある極からのものと反対の極からのもの。これにより、「引っ張って縮める」効果が生み出され、安定すると、染色体は細胞の端の間に収まるようになります。.

中期

中期では、中心体は細胞の反対側の端に位置しています。紡錘体は、中心に染色体が位置する明確な構造を示しています。前記染色体の動原体は繊維に固定されており、中期プレートと呼ばれる仮想平面内に整列している。.

染色分体の動原体は依然として動原体微小管に付着している。動原体に付着せず、紡錘体の反対の極から伸びる微小管は、今や互いに相互作用する。この時点でアスターからの微小管は原形質膜と接触している.

微小管のこの成長および相互作用は、有糸分裂紡錘体の構造を完成させ、そしてそれに「鳥かご」の外観を与える。.

形態学的には、この段階は変化が少ないように見える段階であるため、休止段階と見なされるようになりました。しかしながら、それらは容易には目立たないが、その中で多くの重要な過程が起こり、そして有糸分裂の最も長い段階である。.

後期

後期の間に、クロマチドの各対は（それらを一緒に保持するタンパク質を不活性化することによって）分離し始める。分離した染色体は細胞の反対側の端に移動します.

この遊走運動は動原体微小管の短縮によるものであり、各染色体をその動原体から動かす「引き」効果を生じる。染色体上の動原体の位置に応じて、それはその置換の間にＶまたはＪのような特定の形態をとり得る。.

動原体に付着していない微小管は、チューブリン（タンパク質）の接着およびそれらを移動するモータータンパク質の作用によって成長および伸長し、それらの間の接触を停止させる。それらが互いに離れるにつれて、紡錘体の極もまた動き、細胞を長くする。.

この段階の終わりに、染色体のグループは有糸分裂紡錘体の反対側の端に位置するので、細胞の各端は完全で同等の染色体のセットを維持する。.

終期

終期は、核分裂の最後の段階です。動原体微小管は分解し、一方極性微小管はさらに長くなる.

核膜は、細胞質の小胞のような前駆細胞の核膜を使用して、染色体の各セットの周囲に形成し始めます。.

この段階では、細胞極にある染色体は、ヒストン（H1）分子の脱リン酸化のために完全に分離されます。核膜の要素の形成はいくつかのメカニズムによって指示されています.

後期中に、前期中のリン酸化タンパク質の多くは脱リン酸化された。これは、終期の始めに、核小胞が染色体の表面と会合しながら再集合し始めることを可能にする。.

一方、核孔は再構築されて核タンパク質のポンピングを可能にする。核膜のタンパク質は脱リン酸化され、それらが再び会合することを可能にし、前記核板の形成を完了する。.

最後に、染色体が完全に凝縮解除された後、RNA合成が再開され、再び核小体が形成され、そして娘細胞の新しい間期核の形成が完了する。.

細胞質分裂

細胞質分裂は核分裂とは別の事象としてとらえられており、一般的に典型的な細胞では、細胞質分裂の過程は分裂後期から始まり、各有糸分裂を伴う。いくつかの研究では、いくつかの胚では、細胞質分裂の前に複数の核分裂が起こることが示されています。.

プロセスは、分裂が染色体のグループ間で起こることを確実にする、中期板の平面に印を付けられた溝または溝の出現から始まる。割れ目の場所は、特に紡錘体、アスターの微小管によって示されます。.

マークされたスリットには、細胞膜の細胞質側に向けられたリングを形成する一連のマイクロフィラメントがあり、主にアクチンとミオシンからなる。これらのタンパク質は互いに相互作用して溝の周りの環の収縮を可能にする.

この収縮は、筋肉組織の場合と同じように、相互作用時にこれらのタンパク質のフィラメントが滑ることによって発生します。.

環の収縮は、最終的に前駆細胞を分裂させる「クランプ」効果を発揮することによって深まり、娘細胞とそれらの発達中の細胞質内容物との分離が可能になる。.

植物細胞における細胞質分裂

植物細胞は細胞壁を持っているので、それらの細胞質分裂の過程は以前に記述されたものとは異なり、終期に始まります。.

新しい細胞壁の形成は、残りの紡錘体の微小管が組み立てられてフラグモプラストを構成するときに始まる。この円筒形の構造は、両端がつながっている2組の微小管によって形成され、その正極は赤道面の電子プレートに埋め込まれています。.

細胞壁の前駆体で満たされたゴルジ体からの小胞は、フラモプラストの微小管を通って赤道領域まで移動し、結合して細胞板を形成する。それが成長するにつれて、小胞の内容はこのプレートで隔離されます.

前記プレートは成長し、細胞周囲に沿って原形質膜と融合する。これは、プレートの周辺部でのフラグモプラストの微小管の絶え間ない再配列のために起こり、より多くの小胞がこの平面に向かって移動し、それらの内容物を空にすることを可能にする。.

このようにして、娘細胞の細胞質分離が起こる。最後に、細胞板の中身とその中のセルロースマイクロファイバーにより、新しい細胞壁の形成を完了することができます。.

機能

有糸分裂は細胞における分裂のメカニズムであり、そして真核生物における細胞周期のフェーズのうちの１つの一部である。簡単に言うと、このプロセスの主な機能は、2つの娘細胞における細胞の再生であると言えます。.

単細胞生物の場合、細胞分裂は新しい個体の生成を意味しますが、多細胞生物の場合、このプロセスは生物全体の成長と適切な機能の一部です（細胞分裂は組織の発達と構造の維持をもたらします）。.

有糸分裂の過程は生物の要求に従って活性化される。哺乳動物では、例えば、赤血球（赤血球）は、体がより良い酸素摂取を必要とするときに、より多くの細胞を形成しながら分裂し始めます。同様に、白血球（白血球）は感染と戦う必要があるときに繁殖します.

対照的に、いくつかの特殊な動物細胞は、有糸分裂の過程を実質的に欠いているか、または非常に遅い。この例は神経細胞および筋肉細胞です）.

一般に、それらは、生物の結合組織および構造組織の一部であり、そしてある細胞がいくらかの欠陥または劣化を有しそして置き換えられる必要があるときにのみ必要とされる細胞である。.

細胞増殖と分裂の調節.

成長および細胞分裂の制御システムは、単細胞生物よりも多細胞生物の方がはるかに複雑です。後者では、繁殖は基本的に資源の利用可能性によって制限されます.

動物細胞では、分裂はこの過程を活性化する陽性シグナルがあるまで停止します。この活性化は、隣接する細胞からの化学シグナルの形で起こります。これは、生物の生命に深刻なダメージを与える可能性がある、組織の無限成長、および欠陥細胞の再生を防ぐことを可能にします。.

細胞増殖を制御するメカニズムの1つはアポトーシスです。細胞がかなりの損傷を示すかウイルスに感染すると、細胞は死にます（自己破壊を活性化する特定のタンパク質の産生により）.

成長因子（タンパク質など）の阻害による細胞発生の調節もあります。したがって、細胞周期のＭ期に進むことなく、細胞は界面に留まる。.

それを実行する生物

有糸分裂の過程は、無性生殖プロセスとしてそれを使用する酵母のような単細胞生物から、動植物のような複雑な多細胞生物まで、真核細胞の大部分において行われている。.

一般に、細胞周期はすべての真核細胞で同じですが、単細胞生物と多細胞生物の間には大きな違いがあります。前者では、細胞の増殖および分裂は自然淘汰によって支持されている。多細胞生物では、増殖は厳密な制御メカニズムによって制限されている.

単細胞生物では、細胞周期が絶えず動作し、娘細胞が有糸分裂に向かって急速に開始してこの周期を続けるので、増殖は加速的に起こる。多細胞生物の細胞は成長し分裂するのにかなり長い時間がかかりますが.

植物細胞と動物細胞の有糸分裂過程の間にもいくつかの違いがあります、しかし、この過程のいくつかの段階のように、しかし、原則として、メカニズムはこれらの有機体で同じように機能します.

原核細胞における細胞分裂

一般に、原核細胞は真核細胞よりも速い速度で増殖および分裂する。.

原核細胞（通常は単細胞または場合によっては多細胞）を有する生物は、核内の遺伝物質を単離する核膜を欠いているため、核内と呼ばれる領域で細胞内に分散している。これらの細胞は環状の主染色体を有する.

これらの生物における細胞分裂は真核細胞におけるよりもはるかに直接的であり、記載されたメカニズム（有糸分裂）を欠いている。それらの中では、DNA複製が環状染色体の特定の部位（複製起点またはOriC）で始まる二分裂と呼ばれるプロセスによって繁殖が行われる。.

複製が起こると細胞の反対側に移動する２つの起源が形成され、細胞はそのサイズの２倍に伸びる。複製の終わりに、細胞膜は細胞質に成長し、前駆細胞を同じ遺伝物質を持つ2人の娘に分けます。.

有糸分裂の進化

真核細胞の進化はそれと共にゲノムの複雑さを増した。これはより精巧な分裂メカニズムの開発を含みました.

有糸分裂に先行したもの?

細菌の分裂が有糸分裂の前のメカニズムであると述べる仮説があります。二核分裂に関連するタンパク質（染色体を娘の原形質膜の特定の部位に固定するものであり得る）とチューブリンおよび真核細胞のアクチンとの間に関係が見出された。.

いくつかの研究は現代の単細胞原生生物の分裂におけるある種の特殊性を指摘している。それらにおいて、核膜は有糸分裂の間無傷のままである。複製された染色体はこの膜の特定の部位に固定されたままで、細胞分裂中に核が伸び始めたときに分離します。.

これは、複製された染色体が細胞膜の特定の場所に付着する二分裂の過程といくらか一致することを示しています。仮説はそれから彼らの細胞分裂の間にこの品質を提示する原生生物が原核生物型の祖先の細胞のこの特徴を維持したかもしれないと述べます.

現在のところ、多細胞生物の真核細胞において細胞分裂の過程で核膜が崩壊することがなぜ必要であるかについての説明は未だ開発されていない。.

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