主な違い – 相同染色体 vs 姉妹染色体

ほとんどの生物は、遺伝物質としてDNAを持っています。

ヒトのような2倍体の生物は、似たような染色体を2本持っています。

これは相同染色体と呼ばれます。

第一減数分裂の第一分裂中期に、相同染色体は2本ずつ現れます。

姉妹染色体とは、間期のS期で1本のDNA分子が複製されてできた、2本の正確なコピーです。

相同染色体と姉妹染色体の大きな違いは、相同染色体は常に同一の情報を持っているとは限らないのに対して、姉妹染色体は常に同一の情報を持っていることです。

相同染色体とは？

相同染色体とは、減数分裂の第一分裂中期に対になる染色体のことです。

一対のうち、一方の染色体は母方由来、他方の染色体は父方由来となります。

相同染色体のうち、一方の染色体を相同染色体と呼ぶ。

相同染色体の長さ、動原体の位置は同じです。

各コピーには、同じ遺伝子が同じ順番で、同じ数だけ含まれています。

従って、染色体のバンドパターンは同じに見える。

しかし、同じ遺伝子座に、同じ対立遺伝子が存在する場合もあれば、異なる対立遺伝子が存在する場合もあります。

従って、ある個体は、特定の特性について、ホモ接合体である場合もあれば、ヘテロ接合体である場合もあります。

ヒトは22対の常染色体と2対の性染色体を持っています。

女性の性染色体XとXは相同ですが、男性の性染色体XとYは本当の相同ではありません。

XとYは、その大きさや遺伝子の構成が異なっています。

相同染色体の対は、遺伝物質のランダムな分離を可能にする。

相同染色体は、組換えによってDNAを交換する。

有性生殖の際に組み換えが起こると、子孫に遺伝的変異が生じ、結果的に進化が促進される。

第一減数分裂の第一分裂期で相同染色体が分離し、4つのハプロイドの娘細胞が作られる。

相同染色体の非分裂により、トリソミーやモノソミーなどの染色体異常が生じることがあります。

図1:相同染色体

姉妹染色体とは

姉妹染色分体は、間期のS期でDNAが複製された結果生じた2つの同一の染色分体です。

セントロメアによって結合している。

姉妹染色分体は、複製された染色体の片割れです。

従って、複製された染色体は2本の姉妹染色分体から構成されています。

  姉妹染色分体は互いに同一であり、一方は他方の正確な複製物です。

例外は、減数第一分裂の第一プロフェーズの交差染色で、相同染色体上で遺伝物質が交換される。

姉妹染色分体は、有糸分裂の分裂中期と減数分裂の分裂中期に分離する。

図2：姉妹染色分体

相同染色体と姉妹染色体の違い

内容

相同染色体。

相同染色体：母方と父方の染色体から構成される。

姉妹染色体。

姉妹染色体は、母方または父方の染色体から構成されています。

遺伝子の構成

相同染色体。

相同染色体には、同じ遺伝子の同じ対立遺伝子が含まれる場合と、異なる対立遺伝子が含まれる場合があります。

従って、遺伝子の配列は常に同一ではない。

姉妹染色体。

姉妹染色体：染色体の交差部分を除き、染色体全体が同一の遺伝子配列です。

外観

相同染色体。

相同染色体は、第一減数分裂の第一分裂中期に出現する。

姉妹染色体 姉妹染色分体は、間期S期のDNA複製時に形成される。

参加

相同染色体。

相同染色体はくっつかない。

2本1組で存在する。

姉妹染色体 姉妹染色体は、セントロメアによって結合される。

DNA鎖の数

相同染色体。

相同染色体は、4本のDNAから構成される。

姉妹染色体。

1本の姉妹染色体は、1本のDNA鎖から構成される。

分離

相同染色体。

相同染色体は、第一減数分裂の第一分裂期で分離される。

姉妹染色体 姉妹染色体は、減数分裂の第二分裂期と有糸分裂の第二分裂期に、セントロメアから分離される。

機能

相同染色体。

相同染色体：第1分裂中期に染色体のランダムな分離と遺伝子組換えを可能にする。

姉妹染色体 姉妹染色分体は、減数分裂の第2相と有糸分裂の第2相において、染色体のランダムな分離と染色体の交叉を可能にする。

結論

相同染色体は、母方染色体と父方染色体の両方から構成されています。

そのため、同じ遺伝子の異なる対立遺伝子が見つかることがほとんどです。

一方、姉妹染色体は、1本のDNAが複製されることによって合成されるため、両方の鎖に同じ遺伝子の対立遺伝子が存在することになります。

このように、相同染色体と姉妹染色体の重要な違いは、その遺伝子の構成にあります。

参考までに
1. “相同染色体”. ピアソン – 生物学の場所. 2017年2月12日アクセス
2. “相同染色体”. フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』。