細胞分裂とは？

我々ヒトはヒトから生まれるように、細胞は細胞から生まれます。

しかし生まれるといってもヒトのように出産したり、鳥のように卵を産んだりするわけではありません。

細胞は分裂することで数を増やしていきます。
分裂する前の細胞を親細胞と呼び、分裂したのちの細胞を娘細胞と呼ぶことがあります。

細胞の分裂は細胞周期の一部の過程です。つまり、周期的に行われるということです。

細胞周期についてはこちらにまとめたので、ぜひ一緒に確認してください！

細胞分裂には主に２種類あります。

１つは有糸分裂で、もう１つは細胞質分裂です。
減数分裂という特殊な分裂もありますが、これはまた別の機会に解説します。

細胞分裂を理解するには、細胞の構造を理解していることが必要です。

細胞ってどんな構造だったっけ？と思った人はまずこちらから確認してください！

有糸分裂

まずは有糸分裂についてみていきます。

有糸分裂は核にある遺伝情報を分割する分裂です。

まずは核において遺伝情報がどのように保存されているかを確認します。

遺伝情報の正体

細胞の遺伝情報をまとめてゲノムといいます。

ゲノムは通常、複数のDNA分子からなります。DNA分子は上の画像のような構造で、ヒトの場合は2mほどの長さです。

このDNA分子はヒストンというタンパク質に巻き付いて、ヌクレオソームと呼ばれる状態になります。

ヌクレオソーム同士はつながっているため、そのヌクレオソームの集合をクロマチンと呼びます。
クロマチンのうち、凝集しているものをヘテロクロマチンと呼び、凝集せず拡散しているものをユークロマチンと呼びます。ヘテロクロマチンの部分はぎゅうぎゅうに凝集しているため、タンパク質が近づくことができず、DNAの複製などを行うことができません。

そしてクロマチンが集まったものが染色体で、下のイラストの左側の部分です。

この染色体を分裂するのが有糸分裂です。

有糸分裂の過程

しかし単純に染色体を２つにわけるわけにはいきません。染色体には生体にとって必要なゲノムが保存されており、半分に減ってしまうと大変なことになります。

そのため、染色体はまず２倍に複製され、それが分割される形で分裂します。

染色体の複製については、細胞周期のページで詳しく解説しています！

まず上のイラストのように、複製された染色体が太くなり、核膜と核小体が消失します。
この過程は細胞周期における分裂期（M期）の前期にあたります。

次に上のイラストのように、染色体が赤道面にならび、中心体から伸びた紡錘糸が付着します。
赤道面とは、細胞を地球に見立てた時に赤道に当たるところ（本来は平面のため赤道を通る面）で、真っ二つに切るときの切断面とイメージをもつといいです！
この過程は細胞周期における分裂期（M期）の中期にあたります。

次に上のイラストのように、それぞれの染色体が２つに分かれて、上下に移動します。
紡錘糸によって中心体に引っ張られるイメージです。
この過程は細胞周期における分裂期（M期）の後期にあたります。

最後に上のイラストのように、染色体が核膜に包み込まれて核を形成します。
また、細胞質分裂が起こります。
この過程は細胞周期における分裂期（M期）の終期にあたります。

イラスト上に紫色で示されたものが中心体です。
中心体から紡錘糸がのびて、それぞれの染色体に結合しています。
紡錘糸が結合しているのは、染色体の動原体というところです。

細胞質分裂

細胞質分裂とは、その名の通り細胞の核以外の部分である細胞質が分裂します。

細胞質分裂は、有糸分裂が完了した後に行われます。

動物細胞の細胞質分裂は、下のイラストのようにくびれが形成されることによって起こります。

くびれを作っているのは、アクチンフィラメントというタンパク質でできたリングです。

このリングが収縮し、細胞質を2つの娘細胞に引き裂く役割を果たします。

最終的に、収縮リングが細胞質を完全に引き裂き、2つの娘細胞が形成されます。それぞれの娘細胞には、核が含まれ、細胞質や細胞小器官も均等に分配されます。

細菌の細胞分裂

細菌は今まで紹介したような有糸分裂や細胞質分裂とは、少し異なる細胞分裂を行います。

まずは、細菌の細胞には染色体がパンパンに入っているイメージを持ってください。
ある細菌は、細胞の長さのおよそ５００倍の長さの染色体をもっています。つまり、何重にも折りたたまれて、パンパンに詰め込まれているということです。

細菌の染色体には複製起点という特別な場所があります。
この複製起点で複製か始まったとき、これは細胞分裂開始の合図になります。

ここから染色体が徐々に複製されていき、それに合わせて細胞自体の大きさも徐々に大きくなっていきます。

細胞の長さが大体２倍になったところで、細胞質分裂のようにくびれが生じて、２つの娘細胞ができます。

まとめ

• 細胞は有糸分裂と細胞質分裂によって分裂する
• 有糸分裂では、DNAを複製してから娘細胞に分配する
• 細胞質分裂では、動物細胞はくびれを形成して分裂する
• 細菌の細胞分裂は、細胞自体の大きさが大きくなってから、細胞質分裂のようにくびれを形成して分裂する

細胞周期についてもこちらのページにまとめられているので、ぜひ一緒に確認してみてください！