細胞分裂の種類

細胞分裂の種類

細胞は分裂して自己を増やします。
細胞分裂には「体細胞分裂」「減数分裂」の二種類があります。 体細胞分裂は体のほとんどの細胞で行われる単純な自己の複製ですね。 皮膚の細胞などが増えるときですね。 減数分裂は精子や卵子などの配偶子が形成されるときに分裂する特殊な細胞分裂です。

細胞分裂の模式図

以下の図の一番右の細胞の図は細胞分裂を解説するときによく使用されるものです。

細胞の模式図

染色体は46本もあるので本当に染色体の図を書こうとすると左のようになります。 これがそれぞれ2倍の数になり分裂する絵を描こうとするとごちゃごちゃしてよく分からなくなるので染色体を1本ないしは2本だけ描いて分裂する様子が説明されています。 細胞の中に染色体が2本くらいしかない訳ではないのでご注意を。

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体細胞分裂とは

まずは一般的な体細胞分裂を勉強しましょう。

体細胞分裂の図

ここでは父親から受け継いだ染色体と母親から受け継いだ染色体を1本ずつ用意した細胞で説明します。 細胞分裂はひとつの細胞がふたつに分かれて細胞の数が増えることですが、単純に分かれてしまうとその中に含まれるDNAは分かれるたびに数が半減していきます。
そうならないように分裂の前にDNAの量を2倍に増やして(倍加と言います)から細胞が分裂します。上図の2をご覧ください。染色体が「X」のような形になっていますね。これは倍加した染色体が中央部分でくっついている状態です。

ここで間違えてはいけないのは染色体の数が2倍になるのではなく、染色体に含まれる遺伝情報であるDNAが2倍に複製されるということです。図のように染色体の数は最初2本で、DNAの複製があってもその数は2本です。

上図の3で倍加した染色体が中央に縦1列にならび(この縦一列というのが重要です)、両端から染色体を引っ張るひものようなものが形成され染色体を二つに分断します(4)。

出来た細胞はもとの染色体と同じものを持っていますよね。単なるコピーですね。

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減数分裂とは

次に配偶子を作るために生殖細胞で行われる減数分裂について解説します。
体細胞分裂は分裂前後で染色体の数は同じでした。
減数分裂は染色体の数が半分になる細胞分裂です。
精子や卵子の中に存在する染色体数は体細胞の半分の23本なんですね。 半分になることで、精子と卵子が受精したときに染色体の数が元の46本となる訳です。 本当に良く出来た仕組みです。

減数分裂も最初は体細胞分裂と同じです。

減数分裂の図

まずDNAの量を倍加します。
その後に体細胞分裂と決定的に違うことがおきます。 倍加した相同染色体が対合と言って寄り添うようにくっつきます(2)。体細胞分裂では倍加した染色体が縦一列にならんでいましたが、減数分裂では横一列にならびます。 このとき父親由来の染色体と、母親由来の染色体の一部同士が染色体を入れ替える「組み替え」が起こります。 ここで遺伝的な多様性が生じます。
図を良く見てください。
元の染色体と違う染色体が形成されていますね(5)。

ここまでを「第一減数分裂」と言います。

減数分裂の図

その後、さらに染色体および細胞質が二つに分割され「第二減数分裂」がおわり元の染色体の半分の数になった細胞が合計4つ作られることになります。

この図では分かりやすくするために染色体の数が少ないですが、実際には23本のゲノム(細胞の維持に必要な最低の染色体の1セットのこと)があり、それぞれで遺伝子の組み換えがおこるために減数分裂後にできる細胞の多様性は莫大な数になります。

例えば沢山の精子が形成されますが、そのほとんどが元の細胞と比べて微妙に変化した遺伝情報を持っている訳です。 そのため、親子でもよく似た親子もいればあまり似ていない親子もいます。また兄弟でもよく似た兄弟もいれば、全く似ていない兄弟もいるわけですね。

子孫を増やしていくときに多様性が発生するというのはそれだけ子孫が生存競争を勝ち抜く確率があがることにもなります。
うーん。凄い仕組みだ!




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