細胞分裂：細胞周期

生物の成長は、分裂による細胞数の増加によって起こります。人体における主な細胞分裂方法は、有糸分裂と減数分裂です。これらの細胞分裂中に起こるプロセスは同じように進行しますが、結果は異なります。

有糸分裂（有糸分裂）は、細胞数の増加と生物の成長につながります。この方法により、細胞は消耗したり死んだりした際に再生が保証されます。現在、表皮細胞の寿命は10～30日、赤血球の寿命は最大4～5ヶ月であることが分かっています。神経細胞と筋細胞（線維）は、生涯を通じて生き続けます。

すべての細胞は、再生（分裂）の過程で、細胞周期の枠組みに適合する変化を経験します。細胞周期とは、細胞内で分裂から分裂へ、あるいは分裂から死（死）へと進む過程を指す名称です。細胞周期は、細胞が分裂の準備段階（間期）と有糸分裂（細胞分裂の過程）を区別します。

約20～30時間続く間期には、生合成プロセスの速度が上昇し、細胞小器官の数が増加します。この間期には、細胞全体と、中心小体を含むすべての構造構成要素の質量が倍増します。

核酸分子の複製（反復、倍加）が起こります。これは、親DNAに保存されている遺伝情報を娘細胞で正確に再現することで伝達するプロセスです。親DNA鎖は、娘DNA合成の鋳型として機能します。複製の結果、2つの娘DNA分子はそれぞれ、古い鎖と新しい鎖から構成されます。有糸分裂の準備期間中、細胞内では細胞分裂に必要なタンパク質が合成されます。間期の終わりまでに、核内のクロマチンは凝縮されます。

有糸分裂（ギリシャ語の「mitos（糸）」に由来）は、母細胞が2つの娘細胞に分裂する期間です。有糸分裂により、細胞構造、特に核物質であるクロマチンが2つの娘細胞間で均一に分布します。有糸分裂の持続時間は30分から3時間です。有糸分裂は、前期、中期、後期、終期に分けられます。

前期には、核小体が徐々に崩壊し、中心小体は細胞の両極に向かって分岐します。中心小体の微小管は赤道面を向き、赤道領域では互いに重なり合います。

中期では、核膜が破壊され、染色体糸は細胞の赤道領域との連結を維持しながら両極へと向けられます。小胞体とゴルジ体の構造は小さな泡（小胞）へと崩壊し、ミトコンドリアと共に分裂中の細胞の両半分に分配されます。中期の終わりには、各染色体は縦溝によって2本の新しい娘染色体へと分裂し始めます。

後期には、染色体は互いに分離し、最大0.5μm/分の速度で細胞の極に向かって移動します。後期の終わりには、細胞膜が細胞の赤道面に沿って長軸に垂直に陥入し、分裂溝を形成します。

終期には、細胞の両極に分岐していた染色体が脱凝縮してクロマチンとなり、RNAの転写（産生）が始まる。核膜と核小体が形成され、将来の娘細胞の膜構造が急速に形成される。細胞表面では、赤道面に沿って狭窄が深まり、細胞は2つの娘細胞に分裂する。

有糸分裂により、娘細胞は母親細胞と同一の染色体セットを受け取ります。有糸分裂は遺伝的安定性、細胞数の増加、ひいては生物の成長と再生プロセスを保証します。

減数分裂（ギリシャ語のmeiosis（減少）に由来）は生殖細胞で観察されます。これらの細胞の分裂の結果、単一（半数体）の染色体セットを持つ新しい細胞が形成されます。これは遺伝情報の伝達に重要です。一方の生殖細胞が反対の性の細胞と融合すると（受精）、染色体セットは倍増し、完全な二重（二倍体）になります。生殖細胞の融合後に形成される二倍体（二核）接合子には、同一の（相同）染色体が2組存在します。二倍体生物（接合子）の相同染色体の各ペアは、卵子の核と精子の核に由来します。

成熟した生物における性細胞の減数分裂の結果、それぞれの娘細胞は、元の細胞の相同染色体対のうち1つだけを含む。これは、減数分裂中にDNA複製と2回の連続した核分裂のみが起こるためである。その結果、1つの二倍体細胞から2つの半数体細胞が形成される。これらの娘細胞はそれぞれ、母細胞の核（46）の半分の数の染色体（23）を含む。減数分裂の結果、半数体性細胞は染色体数が半分になるだけでなく、染色体中の遺伝子の配列も異なる。したがって、新しい生物は両親の特徴を合わせただけでなく、独自の（個々の）特徴も持つことになる。

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