真核細胞の細胞分裂において、細胞周期は4つの段階に分けられています。
一般的に顕微鏡で観察される際に最も印象的なのは、有糸分裂による核の分裂と細胞質分裂でしょう。この2つの過程を合わせてM期と呼びます。
それに対して、M期とM期の間を間期と呼びます。この間期は、単に細胞が分裂する前の休憩時間のようにも見えますが、この間も細胞は分裂に向けて忙しく活動しています。
今回は、間期のそれぞれの段階についてまとめていきましょう。
間期はG1期、S期、G2期から成る
間期はDNAの合成が行われ、実際の細胞分裂を行う準備をする重要な期間です。間期は3つの段階から成り立っています。
S期(Synthesis phase)は、細胞分裂に不可欠な核のDNAの複製が行われる時期です。S期の前後は、細胞が大きく成長するための時期で、M期とS期の間をG1期(Gap 1 phase)、S期とM期の間をG2期(Gap 2 phase)と呼びます。G1期はDNAの合成を準備する期間、G2期は細胞分裂の準備をする期間です。
それでは、各期についてもう少し詳しく解説していきましょう。
G1期
G1期は、細胞分裂期(M期)が終わった直後から始まります。
細胞分裂が終わった段階では、分裂した細胞はまだ十分に大きくなっていません。そのため、G1期では細胞の成長が起こります。もし分裂後に細胞が成長できなければ、細胞は分裂するごとにどんどん小さくなってしまいますよね。
G1期では次のS期に備えて、DNAの複製の準備も行います。
さて、この時期には「細胞が十分に大きいか?」「次の細胞分裂を始めるにあたって、周囲の環境は良好か?」「これから複製するDNAは損傷を受けていないか?」といったチェックも行われます。これらのチェック項目に支障が無ければ次の細胞周期であるS期へ進みます。
S期
S期は、DNAを複製する時期です。
この時期は、DNAが複製され、新しく合成されたDNAは互いに付着したX字型の姉妹染色分体として観察されます。その為、S期では染色体が観察できます。
この時期には、「DNA複製に異常が無いかどうか」のチェックが行われます。DNAの複製中は、DNAの複製ミスが頻繁に起こるのですが、同時にDNAの修復も行われています。
ちなみに、中心体やヒストンもこの時点で複製が行われます。
この時期の細胞のDNA量は、最終的には通常時の2倍になりますが、全体的には1倍から2倍の間になっています。
G2期
G2期は、実際の細胞分裂に向けて準備をするための時期です。この時期が間期の中では最も長い時期です。
細胞分裂に向けて、染色体以外の細胞小器官などの成長が起こるのがこの時期です。特に、この後の有糸分裂に必要な微小管の合成が盛んにおこなわれる時期です。
この時期に、「DNAの損傷や複製ミスが無いか」をチェックしています。特に問題が無ければ、次のM期が始まるということです。
もちろん、この時期の細胞のDNA量は、通常の2倍に保たれています。
覚え方
まずはM期とS期を抑えておきましょう。
M期が有糸分裂期であり、分裂を行うためにはDNAの複製が必要です。DNAの合成(Synthesis)を行うためのS期が必要である、という理解です。
そして、そのM期とS期の間がG1期、S期とM期の間がG2期という流れになります。
いきなり、M期→G1期→S期→G2期、と覚えるのは少し強引ですが、M期とS期の間を埋める、というイメージだと少し入りやすいのではないかと思います。
まとめ
以上のような間期をクリアしていくと、有糸分裂を行うM期に入ることになります。
重要なのは、各期で細かなチェックポイントが設けられていることですね。このチェックを細かくすることで、細胞分裂の際のエラーや不具合を抑えることができています。
間期をテーマにした問題も比較的よく見かける問題ですね。
それでは!