体細胞分裂

体細胞分裂とは

体細胞分裂は、真核細胞が行う細胞の増殖方法の一つです。一つの細胞から、親細胞と遺伝的にまったく同じ情報を持つ二つの娘細胞を作り出します。多細胞生物では、体の成長、古い細胞の入れ替え、傷ついた組織の修復などに不可欠なプロセスです。この分裂は、まず核内の遺伝情報が複製・分配される「核分裂（mitosis）」と、それに続いて細胞質が二つに分かれる「細胞質分裂（cytokinesis）」という二つの主要な段階を経て進行します。

核分裂の各ステージ

核分裂は、間期と呼ばれるDNA複製期間の後に始まり、以下のような複数の段階に細分化されます。

前期（Prophase）

分裂期の最初の段階です。細胞核内では、間期に複製されたDNAが折り畳まれて凝縮し始め、顕微鏡で観察できる「染色体」として姿を現します。細胞核を囲む核膜と核小体は徐々に消失します。細胞質では、遺伝情報の複製と並行して複製されていた二つの中心体が離れ始め、将来の紡錘体の両極となります。この時期、細胞の骨格を支える微小管ネットワークは一旦崩壊し、中心体の間に新しい微小管の束が集まり、紡錘体の形成が開始されます。

前中期（Prometaphase）

核膜が完全に壊れて、細胞核と細胞質が混ざり合います。染色体の凝縮はさらに進み、複製されて対になった二本の染色分体（姉妹染色分体）がはっきりと区別できるようになります。細胞の両極に移動した中心体からは微小管が伸び、それぞれの姉妹染色分体にある「動原体」と呼ばれる特殊な構造に結合します。これらの微小管は動原体微小管と呼ばれ、染色体を細胞の中央に向けて引き寄せ始めます。

中期（Metaphase）

すべての染色体が細胞の中央、赤道面に整然と並び、「中期プレート」と呼ばれる一列を形成します。この段階は、複製された遺伝情報を二つの娘細胞に正確かつ均等に分配するために極めて重要です。すべての染色体が正しく中期プレート上に配置されるまで、細胞は次の段階へ進まないように厳重なチェック機構（紡錘体形成チェックポイント）によって監視されています。これにより、染色体の数に異常がある細胞が生まれることを防いでいます。

後期（Anaphase）

中期プレートに並んでいた姉妹染色分体が互いに分離し、それぞれが独立した「娘染色体」として、細胞の両極へと移動します。この移動は、染色体に結合している動原体微小管が短くなることによって起こります。同時に、細胞の中央領域にある微小管（極微小管）が伸長することで、細胞の両極間の距離が広がり、染色体の分離と移動をさらに促進すると考えられています。

終期（Telophase）

体細胞分裂の最終段階です。両極に到達した娘染色体は再び緩み、凝縮が解けます。失われていた核膜がそれぞれの娘染色体の周りに再形成され、二つの新しい細胞核が完成します。核小体やゴルジ体などの細胞内小器官も元の状態に戻り始めます。この頃から、細胞質分裂が本格的に進行します。

細胞質分裂（Cytokinesis）

核分裂によって二つの娘核ができた後、細胞全体が物理的に二つに分かれるプロセスです。通常、後期の後期から終期にかけて並行して起こります。

動物細胞

動物細胞では、細胞膜が内側に向かってくびれることで分裂が進みます。細胞の中央部、将来の分裂面に沿って、アクチンフィラメントとミオシンIIなどのタンパク質が集合し、「収縮環」と呼ばれる構造を形成します。この収縮環が輪ゴムのように締め付けられるように収縮することで、細胞膜に「分裂溝」が形成され、それが深まっていきます。最終的に細胞質は完全に二つに分かれますが、この最後の切断の詳しいメカニズムについては、ESCRTと呼ばれるタンパク質群などが関与すると考えられていますが、まだ完全に解明されていません。

植物細胞

植物細胞は硬い細胞壁を持つため、動物細胞とは異なる方法で細胞質を分割します。細胞の中央部、分裂面に相当する位置に、ゴルジ体から運ばれてきた小さな膜小胞が集まります。これらの小胞が融合して「細胞板」と呼ばれる構造を形成します。細胞板は細胞の中央から外側に向かって成長し、最終的に既存の細胞壁に到達して融合し、新しい細胞壁として二つの娘細胞を完全に隔てます。

まとめ

体細胞分裂は、間期における遺伝物質の複製、そして前期から終期に至る核分裂の精密な過程、最後に細胞質分裂を経て、一つの親細胞から遺伝的に同一な二つの娘細胞を生み出す、生命維持と増殖の根幹をなす重要なプロセスです。

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