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生物学

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細胞周期とは何ですか?

細胞周期は、生まれてから死に至るまでの細胞の一生を網羅しています。

細胞周期は、生まれてから死に至るまでの細胞の生 それは、その親細胞からの細胞の形成からその娘細胞への分裂までの時間です。

細胞周期の重要な部分は、細胞分裂、細胞が有糸分裂または無性生殖のプロセスを介して、二つの娘細胞のいずれかを形成するために複製されるプ しかし、この分裂は細胞周期のほんの一部を形成するだけである。

細胞周期の相

真核生物における細胞周期は、一般的に二つの主要な相に分解されます。 このサイクルは、有糸分裂または減数分裂が娘細胞を産生するときに最初に開始される。 この細胞は間期に入り、細胞周期の約90%を占める長い段階に入る。 間期に続いて、細胞は有糸分裂または減数分裂に入り、細胞分裂(細胞質分裂)およびそれぞれの娘細胞における新しい細胞周期の開始をもたらす。

有糸分裂では、間期はさらに三つのサブ相に分割することができます:最初は{G}_{1}、最初のギャップまたは最初の成長のために知られています;第二は、合成のためのS相として知られています、そして第三は、{g}_{2}、第二のギャップまたは第二の成長のために知られています。 二つのG相の間に、細胞増殖、タンパク質合成、および酵素合成が起こり、S相の間にDNAが複製される。 このようにして、2つの娘細胞のために細胞内に十分なDNAがあり、親細胞と同じ倍数性(染色体セットの数)を維持する。 DNAの複製と染色体の複製の間で混同してはいけない。 染色体の複製は倍数性の変化をもたらしますが、DNA複製はそうではありません。

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図1: 有糸分裂細胞周期の相。減数分裂では、細胞周期はわずかに複雑です:減数分裂が減数分裂Iと減数分裂IIに分割されるのと同じように、間期することができます。 間期Iは減数分裂Iに先行し、G期とS期に分けられる。 減数分裂Iが完了した後、間期IIが起こるが、これはG期のみで構成される。 これに続いて、減数分裂IIが起こる。 二つのG相は細胞増殖とタンパク質合成に不可欠であり、S相はDNA複製に関与している。 減数分裂Iの後、DNA複製は減数分裂Iの前にすでに複製が起こっているので、減数分裂Iの後に起こる必要はない。

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図2:減数分裂細胞周期の位相。

細胞周期は、特定のイベントをトリガし、調整するためにいくつかの点で制御されます。 これらには、{G}_{1}チェックポイント、{G}_{2}チェックポイント、およびMチェックポイントが含まれ、非分割{G}_{0}位相に切り替える機能は信号が与えられてい これは、細胞が磨耗し、継続的に交換する必要がある生物に便利です(これは私たちが成長し、最終的には老化する方法です)。 成長の間に新しい細胞は増加されたボディサイズ(重量および高さ両方)を説明するために必要とされます。

各チェックポイントで多数のイベントが発生します。 第二の成長期の終わりに、細胞がM相に入る直前に品質管理が行われる; 細胞の質量は、それが倍増していることを確認するためにチェックされ、DNA複製が締結されており、DNAが損傷していないことを確認します。 この点は有糸分裂制御点と呼ばれる。 細胞がM段階を出る直前に別の品質管理は起こる;ここに染色体の直線は点検され、すべての染色体への紡錘の付属品は点検される。 細胞が間期のS段階に入る前に開始か制限ポイントを通って行く;これは細胞の栄養の状態が点検されるところであり、重大に、DNAは損傷のために再度 あなたが注意を払っているならば、あなたはdnaの完全性がすでに有糸分裂の制御点で一度チェックされていることに気づいたかもしれません、これはDNAの完全性が間違いなく細胞の中で最も重要なことであるからです。細胞周期のS期は、有糸分裂または減数分裂の前に、間期の間に発生し、DNAの合成または複製を担当しています。

間期のS期

細胞周期のS期は、間期の間に発生し、dnaの合成または複製を担当しています。 このようにして、細胞の遺伝物質は、有糸分裂または減数分裂に入る前に倍増され、娘細胞に分割されるのに十分なDNAが存在することを可能にする。 S期は、細胞が{G}_{1}チェックポイントを通過し、DNAを二重に含むのに十分に成長したときにのみ開始されます。 これが起こるまでS段階はp16と呼出される蛋白質によって停止します。

p16タンパク質は、腫瘍の抑制に不可欠であり、いくつかの癌が起こるのを防ぐタンパク質として同定されています。

p16タンパク質は、腫瘍 それは細胞が次の段階に行って準備ができているときシグナリングに責任があるサイクリンの依存したキナーゼ蛋白質の活動を妨害します。 キナーゼは活動的なとき次の段階に動くように細胞に告げるretinoblastoma蛋白質(pRB)をリン酸化することによってこれに信号を送ります。

S期で発生する最も重要なイベントは、DNAの複製です。 このプロセスの目的は、娘細胞の染色体セットの基礎を提供するDNAの量を2倍にすることです。 DNA複製は、調節前複製複合体が{G}_{1}期のDNAに結合している点で開始される。 これらの複合体は、DNA複製が開始されるべき場所のためのシグナルとして作用する。 DNA複製が複数回発生しないように、複製が開始される前に、それらはS期に除去されます。DNA複製に加えて、S期を通じて細胞増殖が起こり続け、DNA合成に必要なタンパク質や酵素が引き続き生産されます。

DNA複製に加えて、細胞増殖はS期

DNA合成

DNA分子は二重らせんの形をしています。

DNA分子は二重らせんの形をしています。

S期の間に、ヘリカーゼと呼ばれる酵素は、あなたがジッパーを解凍するのと同じ方法で、DNA鎖を巻き戻します。 次いで、2つの単一DNA鎖を鋳型として使用して、2つの同一の二重DNA鎖を形成することができる。

DNAポリメラーゼと呼ばれる酵素は、アデニンがチミンに結合し、シトシンがグアニンに結合する相補的な塩基対形成規則を用いて、単一の鋳型DNA鎖のそれぞれにヌクレオチドを結合する。 このようにして、DNAの新しい二重らせんが形成され、それは元のものと同一である。

DNA複製分割
画像ソース:ウィキメディアコモンズ

図3:S期中に発生するDNA合成。すべてのDNAが解凍され、2つの新しいDNA鎖に合成された後、細胞はこの段階から有糸分裂の{G}_{1}期、または減数分裂の前期Iに移動します。

S期が重要な理由

DNA合成は、複製中のDNA鎖の不対塩基対が有害な変異原に対して脆弱であり、遺伝的異常、細胞疾患、さらには細胞死につな この段階は、遺伝物質の保存におけるその重要性のために、高度に調節されている。 細胞内のDNAに何らかの損傷がある場合、それを同定し、S期に固定することができる。

DNA複製に加えて、ショーの円滑な実行を確保するために関与する多数のコントロールは、細胞がこの段階で必要以上に多くの時間を費やさないように どの遅れでも成長率、細胞の取り替えに対するカスケード効果をもたらすことができこれは全体として有機体に不利な含意を持っています。細胞周期は、細胞が分裂して形成されてから、娘細胞に分裂するまでのプロセスです。

生物学的レビュー

細胞周期は、細胞が分裂して形成されてから、娘細胞に分裂するまでのプロセスです。 これには、有糸分裂または減数分裂、および間期が含まれる。 有糸分裂周期では、間相は第一のギャップ相({G}_{1})、合成相(複数可)、および第二のギャップ相({G}_{2})に分割される。 {G}_{1}と{G}_{2}の間に細胞が成長し、タンパク質と酵素が合成されます。 S期の間、DNAはDNA複製の過程で合成される。 減数分裂サイクルでは、間期は間期Iと間期IIに分割されます。間期Iはギャップ相(G)と合成相(S)を含み、間期IIはギャップ相(G)のみを含む。

S期は、DNA合成が始まる場所を示す調節前複製複合体によって調節され、タンパク質p16およびその関連パートナーは、細胞が十分に大きくなるまでS期に入るのを阻害し、DNA複製中の調節経路によって調節される。 この段階でのエラーは、遺伝的異常、疾患または細胞死(アポトーシスと混同しないように、計画外の細胞死)につながる可能性があります。 S期は、DNA損傷の検出および補正にも重要である。H3>生物学の練習をお探しですか?

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