染色分体

染色分体（せんしょくぶんたい）とは

染色体は、生物の遺伝情報を担う重要な構造物です。この染色体を構成する基本的な単位の一つが「染色分体」です。

染色分体は、遺伝子の本体であるDNAからできており、生命活動に必要な様々な情報をコードした塩基配列が記録されています。細胞が増殖する際にDNAが複製されると、元の染色分体と全く同じ遺伝情報を持つ新たな染色分体が作られます。これら遺伝的に同一な2本の染色分体は、「セントロメア」と呼ばれる特徴的な部位で結合し、一般的な顕微鏡観察で捉えられる「染色体」の形態をとります。

細胞周期における染色分体の挙動

細胞は、増殖する際に細胞周期と呼ばれる一連の段階を経ます。この周期の中で、染色分体の状態はダイナミックに変化します。

DNA複製前（G1期など）

ほとんどの細胞では、DNA複製が行われていない段階（細胞周期のG1期や、非分裂期のG0期など）では、染色体は1本の棒状の構造として核内に存在します。これは、まだDNAが複製されていない、1本の染色分体に相当する状態です。

例えば、ヒトの体細胞は2n=46として知られ、通常は46本の染色体を持っています。DNA複製前の状態では、これらは46本の棒状の染色体（つまり、46本の染色分体）として存在しています。

DNA複製後（S期、G2期、M期前期・中期）

細胞が分裂を準備するS期に入ると、核内の全てのDNAが複製されます。これにより、それぞれの棒状の染色分体が複製され、元の染色分体と全く同じ遺伝情報を持つ2本の染色分体が生じます。

複製された2本の染色分体は、セントロメアで強く結合したままとなり、全体としてX字型やV字型など、いわゆる染色体らしい形を形成します。S期を終えた細胞は、セントロメアで結合した2本の染色分体からなる46本の染色体を持っている状態になります。この状態は、細胞分裂の前期や中期まで維持されます。

分裂期以外の細胞では、染色体がほぐれており、個々の染色体を明確に観察することは通常困難です。

細胞分裂後期（M期後期）

体細胞分裂の後期や、減数分裂の第二分裂後期になると、セントロメアが分裂し、結合していた2本の染色分体が互いに分離します。分離したそれぞれの染色分体は、紡錘糸によって引っ張られ、別々の娘細胞へと正確に分配されます。

この時、分離してそれぞれが独立した染色体となった、元のペアだった染色分体は、特に「姉妹染色分体」と呼ばれます。

分裂が完了すると、それぞれの娘細胞は、再び1本の染色分体からなる棒状の染色体を必要な数だけ（ヒトの体細胞であれば46本）持つ状態に戻ります。

G0期細胞における染色分体

神経細胞や筋肉細胞のように、一度分化すると細胞分裂を停止し、G0期と呼ばれる休止期に入る細胞も多く存在します。このような細胞ではDNA複製が行われないため、核内には2本の染色分体が結合したX字型の染色体はなく、複製前の状態である1本の染色分体からなる棒状の染色体が数を揃えて存在します。ヒトのG0期細胞であれば、46本の棒状の染色体（染色分体）が見られます。

これらの棒状の染色体は、たとえ同じ番号の染色体であっても、細胞の種類や状態によってわずかに長さが異なる場合があることが知られています。

染色分体異常

細胞分裂の過程で染色体の構造や数に異常が生じることを「染色体異常」と総称します。その中でも、DNA複製が完了し、染色体が2本の染色分体を持つ状態になった後に、これらの染色分体自身の構造に異常（欠失、重複、転座など）が発生することを、特に「染色分体異常」として区別することがあります。

染色分体異常は、遺伝情報の正確な伝達を妨げ、細胞の機能異常や疾患の原因となる可能性があります。

まとめ

染色分体は、染色体を構成するDNAを含む基本単位であり、遺伝情報を担います。細胞周期におけるDNA複製と細胞分裂を通じて、その形態と本数を変化させながら、遺伝情報を親細胞から娘細胞へと正確に引き継ぐ上で不可欠な役割を果たしています。

関連項目：姉妹染色分体

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