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生命科学 · 細胞 · 物質の移動

体細胞分裂とDNA量

染色体は、DNA複製後でも、セントロメアの数によってカウントされます。染色体の数とDNAの量(内容)は、同じ尺度として扱ってはなりません。

関連する実験:体細胞分裂と染色体数 →
体細胞分裂と染色体数
体細胞分裂と染色体数の実験画面 →

概念と仕組み

体細胞分裂によって、複製された遺伝情報が2つの娘細胞に分配されます。典型的な二倍体細胞は、分裂を1回行う前に、DNAを複製します。

複製された染色体は、2つの姉妹染色分体を2つ含んでいます。それらが分離する前に、それらは連携したセントロメアに基づいて、単一の染色体としてカウントされます。

関係式と成立条件

S期後、DNAの量は2倍になるが、分離するまで染色体の数は変化しない。姉妹染色体が分離した時点で、それぞれを染色体として数える。また、細胞の境界も確認する必要がある。

このモデルは、議論が単一の細胞を対象とするか、あるいは単一の核を対象とするかを明確に示します。このモデルは、典型的な分裂のパターンに焦点を当て、分裂の誤りや例外を除外します。

仮想実験で読み取る変化

S期にDNAが2→4に複製されますが、染色体数は同じです。後期細胞全染色体は倍増し、各娘細胞は元の数とDNA相対量2に戻ります。

2n=4または6の正常な体細胞1個を表す単純な段階モデルです。染色体はセントロメアを基準に数え、DNA量は各選択のG1 DNA=2を基準とする相対量です。前期から後期には核膜がないため、核あたりの値は定義しません。終期は分裂前の細胞全体と新しい核2個を区別し、細胞質分裂では娘細胞1個を基準にします。段階の時間と染色体の形は演出で、実際の細胞周期時間、分裂異常、減数分裂は扱いません。

重要な関係式と記号

染色体数は動原体基準・DNA量は相対量

式で使う記号と単位
記号意味単位
n一組の染色体数個
C複製前の半数体DNA量の基準相対量

例で確かめる

2n=4で後期の細胞全体染色体数とDNA相対量は?

後期には姉妹染色体の動原体が分離され、それぞれ染色体で数えられます。 DNAを新たに合成しないので、細胞全体のDNAはG2と同じ4です。一極には4個・DNA2が行きます。

よくある誤解

  • DNAの量が一倍になる瞬間と、染色体の数が二倍になる瞬間は、必ずしも同時に起こるわけではありません。

この概念を実験で確かめる

参考資料

OpenStax · Biology 2e(英語)