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細胞周期【さいぼうしゅうき】

細 胞 周 期 と は 、 ひ と つ の 細 胞 が 娘 細 胞 を 生 み 出 す 過 程 で 起 こ る 一連の事象、およびその周期のことをいう。通常、4つの区分に分けられており、DNA合成の行われるS期、細胞分裂が進行中のM期、S期とM期の 間 に 挟 ま れ た 細 胞 分 裂 装 置 の 準 備 な ど の 行 わ れ る G2期 、 そ し て 分裂終了から次のDNA合成開始までの間を占めるG1期である。

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各期の役割

間期はG1期・S期・G2期に分けられており、細胞が分裂し、生じた娘 細 胞 が 再 び 有 糸 分 裂 を 開 始 す る ま で の 間 で あ る M期 と 次 の M期 の間を間期(interphase)と呼ぶ。遺伝情報と全ての細胞小器官の複製やタンパク質の合成など、細胞の成長や代謝など、細胞としての機能に必要となる物質は間期中に生成され続けている。このため、真核細胞の多くは大半の時間を間期に費やすことによって、次の細胞分裂(M期)に備える。また間期では、個々の染色体を識別することが難しく、クロマチンは核膜に囲まれた細胞核の中に分散している。分裂期には、有糸分裂(mitosis)と細胞質分裂(cytokinesis)が行われる。ほとんどの細胞においては、約1時間程度で有糸分裂が終了する。有糸分裂は、光学顕微鏡での観察により、染色体の動態を前期・前中期・中期・後期・終期に分けることが出来る。前期では、顕微鏡下において、染色体の凝縮(染色体凝縮)が観察されるようになる。中期にはいると、核膜が消失し、染色体が赤道面上に並ぶようになり、紡錘体も完成する。また後期では、セントロメア付近で結合していた姉妹染色分体が、紡錘体に引っ張られるような形で分離することにより、極方向に移動を開始する。終期では、分離後の染色分体が脱凝縮をし、周囲に核膜が再形成される。静止期(G0期)は、細胞周期から分かれた活動停止状態や細胞分裂も分 裂 の 準 備 も 行 わ れ て い な い G1期 が 延 長 し て い る 状 態 と 捉 え ら れ てい る 。 一 方 で 、 G0期 と は 、 単 な る 静 止 状 態 で は な く 、 G0期 か ら 再 び増 殖 サ イ ク ル に 入 っ て 増 殖 を 開 始 す る 場 合 も あ る こ と か ら 、 G0期 は分化・増殖・老化・死といった細胞の分岐点とも考えられている。

細胞周期の制御

細胞周期は、各期のチェックポイントにより制御されている。細胞周期のチェックポイントとは、細胞が正しくDNA複製をしているかどうかを監視することにより、複製に異常や不具合がある場合には細胞周期進行を停止、または遅延させる制御機構のことである。細胞分裂の周期の中には、複数のチェックポイントが存在することが知られており、これまでにG1/S期チェックポイント、S期チェックポイント、G2/M期チェックポイント、M期チェックポイントの4つが比較的よく解析されている。中でも、G1/S期とG2/M期における細胞周期の停止は、重要と考えられている。細胞周期のチェックポイントは、正確な遺伝情報を娘細胞、ひいては子孫に伝達するための重要な役割を果たしていると考えられており、チェックポイント機構の異常が、ヒトなどのがん発生の大きな要因のひとつといわれている。

問題

細胞周期の間期の定義とその役割について説明しなさい。

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