間期(かんき、Interphase)
間期とは、多くの真核細胞がその
細胞周期の中で最も長い時間を費やす段階を指します。この期間は、細胞が単に休息しているのではなく、次の細胞分裂に向けてDNAの複製やその他の重要な準備を精力的に行う、非常に活動的な時期です。かつて「休止期」とも呼ばれていましたが、その実態からこの名称は使われなくなりました。
間期は、細胞が正常な機能を維持しつつ、将来的な分裂に備えるための基盤を築く期間です。細胞は栄養素を取り込んでエネルギーを生成し、成長し、遺伝情報を基に必要な分子を合成するなど、基本的な生命活動を営みます。同時に、
体細胞が行う自己複製のための
有糸分裂や、
生殖細胞が行う
配偶子形成のための
減数分裂に先立ち、分裂に必要な構成要素を準備し、特に細胞の核内に存在するDNAを正確に複製します。
間期の三つの段階
間期は、細胞内で進行する主要なイベントに基づいて、以下の三つの連続した段階に区分されます。各段階の終わりには
細胞周期チェックポイントが存在し、その段階の完了と次の段階へ進行する適格性を確認します。
1.
G1期 (Gap 1)
間期の最初の段階であり、「第一成長期」とも呼ばれます。細胞は活発に成長し、細胞全体のサイズが増加します。多くのタンパク質が合成され、ミトコンドリアやリボソームなどの細胞小器官も増殖し、
細胞質の体積が拡大します。この時期に、細胞は引き続き分裂するか、あるいは分裂しない静止状態であるG0期へ移行するかを決定します。
2.
S期 (Synthesis)
この段階は「DNA合成期」と呼ばれ、間期において最も重要なイベントである
DNA複製が行われます。細胞の核内にある
染色体DNAが、元の二本鎖を鋳型として新しい相補鎖を合成する「
半保存的複製」によって正確に二倍になります。これにより、細胞の持つ遺伝情報が複製され、その後の分裂で二つの
娘細胞に均等に分配される準備が整います。
3.
G2期 (Gap 2)
間期の最後の段階であり、「第二成長期」とも呼ばれます。
S期での
DNA複製が完了した後、細胞は再び成長を続け、細胞分裂に必要なタンパク質や構造(例:微小管の構成要素)を合成・構築します。この時期にもミトコンドリアなどの細胞小器官が増殖し、植物細胞では
葉緑体も分裂します。
G2期が終了し、最終チェックポイントを通過すると、細胞は
有糸分裂の前期へと移行します。
G0期
頻繁に分裂しない、あるいは完全に分裂を停止した細胞は、
G1期からG0期と呼ばれる状態に入ります。これは
細胞周期から外れた非分裂状態であり、
G1期の延長と見なされる場合も、独立した静止期として扱われる場合もあります。G0期の細胞は
代謝活動は行いますが、
DNA複製や分裂に向けた準備は行いません。
期間の多様性
間期、そして間期を構成する各段階の長さは、細胞が属する組織の種類や生物種、さらには発達段階によって大きく異なります。例えば、哺乳類の培養細胞などでは、
細胞周期全体が約24時間であり、そのうち約90〜96%にあたる大部分が間期によって占められます。
細胞周期における位置づけと関連プロセス
間期は、先行する
細胞周期のM期(
有糸分裂と
細胞質分裂)の終了直後から始まり、次のM期へと繋がる橋渡しとなる期間です。また、
生殖細胞においては、間期を経て
減数分裂が開始されます。
細胞周期が正常に進行しない場合や、細胞に大きな損傷がある場合など、特定の状況下では、
プログラム細胞死(
アポトーシス)が間期に続いて起こるか、あるいは間期の進行を妨げる形で誘導されることもあります。
間期における正確な
DNA複製と十分な準備は、健全な細胞分裂、ひいては生物個体の正常な発生、成長、そして生命活動の維持に不可欠です。