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細胞分裂は、生物の成長と健康に不可欠です。ほとんどすべての細胞が細胞分裂に関与しています。寿命の間に何度もそれをする人もいます。ヒト胚などの成長中の生物は、細胞分裂を使用して、個々の器官のサイズと特殊化を増加させます。引退した成人のような成熟した生物でさえ、細胞分裂を使用して体組織を維持および修復します。細胞周期は、細胞が指定された仕事を行い、成長および分裂し、結果として生じる2つの娘細胞で再びプロセスを開始するプロセスを記述します。 19世紀に、顕微鏡法の技術的進歩により、科学者はすべての細胞が細胞分裂の過程で他の細胞から生じることを決定することができました。これは、細胞が利用可能な物質から自発的に生成するという以前に広まった信念を最終的に反証した。細胞周期は、進行中のすべての生命に関与しています。洞窟の岩にしがみついている藻類の細胞で起こるか、腕の皮膚の細胞で起こるかに関わらず、手順は同じです。
TL; DR（長すぎる;読まなかった）
細胞分裂は、生物の成長と健康に不可欠です。細胞周期は、細胞の成長と分裂の繰り返しのリズムです。それは、中間期および有糸分裂の段階、ならびにそれらの下位期、および細胞質分裂のプロセスからなる。細胞周期は、各ステップを通じてチェックポイントで化学物質によって厳密に規制されており、突然変異が発生せず、細胞成長が周囲の組織にとって健全な速度よりも速く起こらないようにします。
細胞周期のフェーズ
細胞周期は、本質的に2つのフェーズで構成されます。最初のフェーズは間期です。間期中、細胞はGと呼ばれる3つの亜期の細胞分裂の準備をしています1 段階、S段階およびG2 段階。間期の終わりまでに、細胞核の染色体はすべて複製されました。これらのすべての段階を通して、細胞は、それらが何であれ、日々の機能についても動き続けています。間期は数日、数週間、数年続き、場合によっては生物の寿命全体にわたって続きます。ほとんどの神経細胞はGを離れることはありません1 中間期の段階、したがって科学者はGと呼ばれるそれらのような細胞のための特別な段階を指定しました0。この段階は、神経細胞および細胞分裂のプロセスに入らない他の細胞のためのものです。神経細胞や筋肉細胞のように、単に準備ができていない、または指定されていないことが原因である場合があり、それは静止状態と呼ばれます。また、古すぎるか破損している場合もあり、これは老化状態と呼ばれます。神経細胞は細胞周期とは別個のものであるため、骨折とは異なり、神経細胞への損傷はほとんど回復不能であり、これが脊椎や脳損傷のある人がしばしば永続的な障害を持つ理由です。
細胞周期の第2期は有糸分裂、またはM期と呼ばれます。有糸分裂中に、核は2つに分かれ、複製された各染色体の1つのコピーが2つの核のそれぞれになります。有糸分裂には4つの段階があり、これらは前期、中期、後期および終期です。有糸分裂が起こっているのとほぼ同時に、細胞質分裂と呼ばれる別のプロセスが発生します。これはほぼ独自の段階です。これは、細胞の細胞質とその中の他のすべてが分裂するプロセスです。そのようにして、核が2つに分裂するとき、周囲の細胞にはすべての核が2つあります。分割が完了すると、原形質膜は各新しいセルの周囲を閉じてピンチオフし、2つの新しい同一のセルを互いに完全に分割します。すぐに、両方の細胞は再び間期の最初の段階にあります：G1.
間期とそのサブフェーズ
G1 「ギャップ」という用語は、科学者が顕微鏡下で細胞分裂を発見し、有糸分裂段階が非常に刺激的で重要であることに気付いたときから来ています。彼らは、すべての細胞が他の細胞に由来する証拠として、核分裂とそれに伴う細胞質分裂プロセスを観察しました。しかし、間期の段階は静的で非アクティブに見えました。したがって、彼らは休息期間、または活動のギャップと考えました。しかし、真実は、G1 –およびG2 間期の終わりに-細胞の活気ある成長期であり、細胞が大きく成長し、「生まれた」方法にかかわらず、生物の幸福に貢献します。通常の細胞の役割に加えて、細胞はタンパク質やリボ核酸（RNA）などの分子を構築します。
細胞のDNAが損傷を受けておらず、細胞が十分に成長している場合、S期と呼ばれる間期の第2段階に進みます。これは、合成フェーズの略です。このフェーズでは、名前が示すように、細胞は分子の合成に多くのエネルギーを費やします。具体的には、細胞はDNAを複製し、染色体を複製します。人間の体細胞には46個の染色体があり、それらはすべて生殖細胞ではない細胞（精子と卵子）です。46の染色体は23の相同ペアにまとめられ、それらが結合されています。相同ペアの各染色体は、他の染色体と呼ばれます。 S期に染色体が複製されると、クロマチンと呼ばれるヒストンタンパク質鎖の周りに非常にきつく巻き付けられ、複製プロセスでDNA複製エラーや突然変異が起こりにくくなります。 2つの新しい同一の染色体は、それぞれ染色分体と呼ばれています。ヒストンのストランドは、2つの同一の染色分体を結合して、X字型を形成します。それらが結合するポイントはセントロメアと呼ばれます。加えて、染色分体はまだ同族体に結合されており、現在はX型の染色分体のペアでもあります。染色分体の各ペアは染色体と呼ばれます。経験則では、1つのセントロメアに複数の染色体が接続されることはありません。
間期の最終段階はG2、またはギャップフェーズ2。このフェーズには、Gと同じ理由で名前が付けられました。1。 Gのように1 S期では、細胞は間期の作業を完了し、有糸分裂の準備をしているにもかかわらず、ステージ全体を通してその典型的なタスクで忙しいままです。有糸分裂に備えるために、細胞はミトコンドリアと葉緑体（もしあれば）を分割します。それは、微小管と呼ばれる紡錘繊維の前駆体を合成し始めます。核内の染色分体ペアの動原体を複製して積み重ねることにより、これらを作成します。紡錘体繊維は、有糸分裂中の核分裂のプロセスにとって非常に重要であり、染色体を2つの分離した核に引き離す必要があります。遺伝子変異を防ぐためには、正しい染色体が正しい核に到達し、正しいホモログとペアになっていることを確認することが重要です。
前期における核膜の破壊
細胞周期の相と間期および有糸分裂の亜相の間の分割マーカーは、科学者が細胞分裂のプロセスを説明できるようにするために使用する技術です。自然界では、プロセスは流動的で終わりがありません。有糸分裂の最初の段階は前期と呼ばれます。それは、Gの終わりにあった状態の染色体から始まります2 中間期の段階、セントロメアによって付着した姉妹染色分体で複製されます。前期の間、クロマチン鎖が凝縮し、これにより染色体（つまり、姉妹染色分体の各ペア）が光学顕微鏡下で見えるようになります。動原体は微小管に成長し続け、紡錘繊維を形成します。前期の終わりまでに、核膜が破壊され、紡錘繊維が接続して、細胞の細胞質全体に構造ネットワークを形成します。染色体は細胞質に自由に浮遊するようになったため、紡錘形繊維は、染色体が迷子にならないようにする唯一のサポートです。
中期のスピンドル赤道
細胞は、核膜が溶解するとすぐに中期に移行します。紡錘繊維は染色体を細胞の赤道に移動します。この平面は、スピンドル赤道または中期プレートとして知られています。そこには具体的なものは何もありません。これは、すべての染色体が並ぶ平面であり、セルの表示方法または想像方法に応じて、セルを水平または垂直に二等分します（これについては、参考文献を参照してください）。人間には、46個の動原体があり、それぞれが一対の染色分体姉妹に付着しています。動原体の数は生物によって異なります。各セントロメアは、2本のスピンドル繊維に接続されています。 2つの紡錘繊維は、セントロメアを離れると分岐するため、セルの反対極の構造に接続します。
後期と終期の2つの核
細胞は分裂後期に移行します。これは、有糸分裂の4つの段階の中で最も短いものです。染色体を細胞の極に接続する紡錘体繊維は短くなり、それぞれの極に向かって離れます。そうすることで、彼らは付着している染色体を引き離します。セントロメアはまた、半分がそれぞれの染色分体の姉妹と共に反対の極に向かって移動するときに2つに分裂します。それぞれの染色分体には独自の動原体があるため、再び染色体と呼ばれます。その間、両方の極に取り付けられた異なる紡錘繊維が長くなり、セルの2つの極間の距離が大きくなるため、セルが平らになり、伸びます。後期のプロセスは、細胞の各側に各染色体のコピーが1つずつ含まれるように終わります。
テロフェーズは、有糸分裂の4番目の最終段階です。この段階では、複製の精度を高めるために凝縮された極めて密に詰まった染色体が解きほぐされます。紡錘繊維が溶解し、小胞体と呼ばれる細胞小器官が各染色体セットの周りに新しい核膜を合成します。これは、細胞に2つの核があり、それぞれに完全なゲノムがあることを意味します。有糸分裂が完了しました。
動植物の細胞質分裂
核が分割されたので、2つの細胞が分離できるように、残りの細胞も分割する必要があります。このプロセスは細胞質分裂として知られています。多くの場合、有糸分裂と同時発生しますが、有糸分裂とは別のプロセスです。動物細胞は形質細胞膜しか持たないのに対し、植物細胞は硬い細胞壁を持っているため、動物細胞と植物細胞では異なって起こります。両方の種類の細胞で、1つの細胞に2つの異なる核があります。動物細胞では、細胞の中間点で収縮リングが形成されます。これは、細胞の周りを締め付けるマイクロフィラメントの輪であり、細胞膜をコルセットのように中心で締め付けて、cleavage開溝として知られるものを作ります。言い換えると、セルが完全に2つの別々のセルにピンチオフするまで、収縮リングによりセルが砂時計の形状を形成します。植物細胞では、ゴルジ複合体と呼ばれる細胞小器官が小胞を作成します。小胞は、2つの核の間で細胞を分割する軸に沿った液体の膜結合ポケットです。これらの小胞には細胞プレートを形成するために必要な多糖類が含まれており、細胞プレートは最終的に融合して元の単一細胞を収容していた細胞壁の一部になりますが、現在は2つの細胞が存在しています。
細胞周期制御
細胞周期は、細胞の内外で特定の条件が満たされない限り進行しないことを確実にするために、多くの規制を必要とします。その規制がなければ、未確認の遺伝子変異、制御不能な細胞増殖（がん）、その他の問題が発生します。細胞周期には、物事が正しく進行していることを確認するための多数のチェックポイントがあります。そうでない場合、修復が行われるか、プログラムされた細胞死が開始されます。細胞周期の主要な化学調節因子の1つはサイクリン依存性キナーゼ（CDK）です。細胞周期のさまざまなポイントで動作するこの分子にはさまざまな形があります。たとえば、タンパク質p53は細胞内の損傷したDNAによって生成され、GでCDK複合体を不活性化します。1/ Sチェックポイント、したがってセルの進行を阻止します。