主な違い – 細胞周期と細胞分裂
細胞周期と細胞分裂は、細胞の一生において順次起こる一連の出来事から構成されています。
細胞周期には、細胞の間期、それに続く有糸分裂期、さらにそれに続く細胞質分裂という一連のイベントが含まれます。
細胞周期の間期は、3つの連続した相に分けられる。
G1、S、G2です。
細胞分裂は、細胞周期の有糸分裂期と細胞質分裂期で行われる。
有糸分裂期は、プロフェイズ、メタフェイズ、アナフェイズ、テロフェイズの4つの相に分けられる。
細胞質分裂は、細胞質の分裂です。
細胞周期と細胞分裂の大きな違いは、細胞周期が細胞の一生における一連の期間であるのに対し、細胞分裂は細胞が集団の中で数を増やすために分裂する一連の相であることです。
この記事では、その説明をしています。
- 細胞周期とは
– 位相、特徴、制御 - 細胞分裂とは
– 位相、特徴、制御 - 細胞周期と細胞分裂の違いとは？
細胞周期とは
細胞周期とは、細胞が生きている間に行われる一連のイベントのことである。
真核生物の細胞周期は、主に間期、分裂期、細胞質分裂の3つの連続した時期から構成されている。
間期には、細胞の将来のステージに必要なタンパク質の合成と、細胞分裂を行うためのDNAの複製が行われ、細胞が成長する。
有糸分裂期には、核が遺伝的に同一の2つの娘核に分割され、細胞分裂が開始される。
細胞質分裂は、親細胞の細胞質を分割することである。
細胞周期チェックポイントは、真核細胞の適切な分裂を保証する。
原核生物の細胞周期は、3つの連続した期間に分けることができる。
DNAの複製はB期で開始され、C期で継続される。
D期で終了する。
バクテリアの細胞もD期には娘細胞に分裂する。
細胞周期
真核生物の細胞周期は、間期、M期、細胞質分裂という3つの主要な連続した相で構成されている。
間期は、真核生物の細胞周期の初期段階です。
細胞分裂に入る前に、細胞は間期に必要な栄養素の細胞内への取り込み、タンパク質合成、DNA複製を行い、分裂に備えます。
間期は、細胞周期全体の時間の約90％を占めている。
間期は3つの相に分けることができ、それらは次々と起こる。
それらはG1期、S期、G2期です。
G1期に入る前、細胞は通常、G0期に存在する。
G0期は、細胞が細胞周期から離れ、分裂を停止する休止期です。
一般に、G1期にある多細胞生物の非分裂細胞は、この静止期であるG0期に入る。
神経細胞のように、永久に休眠を続ける細胞もあります。
腎臓、肝臓、胃の細胞のように半永久的にG0期を維持する細胞もあります。
上皮細胞のように、G0期に入らない細胞もあります。
図1に、G0期への移行を示す。
図1: G0期への入り口
G1期（成長期）は、細胞周期の最初の段階です。
G1期では、細胞の生合成活動が急速に行われる。
タンパク質の合成や、ミトコンドリアやリボソームなどの小器官の増加が起こり、細胞が大きくなる。
G1期の後、S期が続く。
S期にはDNAの複製が始まり、1つの染色体に2つの姉妹染色分体が形成され、完了する。
このとき、DNAの複製量が2倍になるため、細胞の倍数性は変化しない。
S期は、突然変異原などの外的要因からDNAを救うために、短期間で完了させる。
S期の後にはG2期が続く。
G2期は間期の2番目の成長期で、細胞が分裂する前にその成長を完了させる。
サイクリン-CDK複合体による細胞周期の制御
細胞周期の順次的な発生は、サイクリンとサイクリン依存性キナーゼ（CDK）という2つのクラスの制御分子によって制御されている。
サイクリンは制御サブユニットを、CDKは触媒サブユニットを産生する。
サイクリンとCDKはともに相互作用的に働いている。
G1期にある細胞のS期への準備は、G1サイクリン-CDK複合体によって、Sサイクリンを促進する転写因子の発現が促進されることによって行われる。
また、G1サイクリン-CDK複合体は、S期阻害因子を分解する。
G1期のタイミングは、G1サイクリン-CDK複合体によって活性化されるサイクリンD-CDK4/6によって制御される。
サイクリンE-CDK2複合体は、細胞をG1期からS期へと押し上げる（G1/S期移行）。
サイクリンA-CDK2は、複製複合体を分解することにより、S期のDNA複製を阻害する。
大量のcyclin A-CDK2がプールされるとG2期が活性化される。
Cyclin B-CDK2がG2期をM期に押し上げる（G2/M期移行）。
チェックポイントを介した細胞周期の制御
間期には2つのチェックポイントが確認される。
G1/SチェックポイントとG2/Mチェックポイントです。
G1/S期は細胞周期の律速段階であり、制限点として知られている。
G1/Sチェックポイントでは、DNA複製のための十分な原料が存在することが確認される。
また、成長中の胚では、G2/MチェックポイントによりDNAの同時複製が確認され、胚内の細胞分布が左右対称になることが確認されています。
細胞分裂とは
細胞分裂とは、親細胞が2つの娘細胞に分割されることである。
細胞周期には、有糸分裂と細胞分裂の2つの時期があります。
細胞分裂期
細胞分裂には、前駆期、分裂中期、分裂後期、分裂後期の4つの段階があります。
前段階では、染色体が凝縮され、短くて太い糸状の構造を持つ染色体が形成される。
この染色体は、紡錘体という器官を形成して、細胞の赤道面に整列される。
紡錘体は、紡錘体微小管、キネトコア微小管、キネトコアタンパク質複合体の3つの要素から構成されています。
キネトコアタンパク質複合体は、各染色体のセントロメアに付着している。
細胞内のすべての微小管は、細胞の対極に配置された2つの中心体によって制御され、紡錘体装置を形成している。
紡錘体微小管は、その両端が2つの中心体それぞれに接続されている。
キネトコア微小管は、1つの中心体から出発し、キネトコアタンパク質複合体を介して中心核に結合している。
中期にはキネトコア微小管が収縮し、個々の二価染色体が細胞の赤道上に整列する。
さらにキネトコア微小管が収縮することで、セントロメアに張力が生じ、アナフェースで2本の姉妹染色分体を一緒に保持する。
この張力により、セントロメアのコヒーシンタンパク質複合体が切断され、2本の姉妹染色分体が分離され、2本の娘染色分体が生成される。
この娘染色体は、遠期において動原体微小管の収縮により反対極に引き寄せられる。
分裂期を終えた親細胞は細胞質分裂を行い、遺伝的に同一の2つの細胞が分離される。
細胞質分裂は、分裂後期のアナフェースに開始される。
細胞質とともに小器官が、細胞膜によって2つの娘細胞の間でほぼ均等に分割される。
植物細胞の細胞質分裂は、親細胞の中央に細胞板が形成されることで行われる。
動物細胞の細胞質分裂は、細胞膜が形成する裂け目によって行われる。
植物細胞と動物細胞の細胞質分裂の違いは、植物細胞の周囲に新しい細胞壁が形成される必要があることである。
サイクリンCDK複合体とチェックポイントによる細胞分裂の制御
サイクリンB-CDK2複合体は、有糸分裂に入るG2期のタイミングを制御している。
一つの、しかし重要なチェックポイントが特定される。
それは、メタフェース後期に起こることから、メタフェーズチェックポイントと呼ばれる。
メタフェース期チェックポイントでは、個々の二価染色体が細胞の赤道上に整列していることが確認される。
このチェックポイントによって、娘細胞間の染色体の均等な分離が可能になる。
メタフェース後期の分裂細胞は、分裂期チェックポイントを通過して、アナフェースに移行する必要がある。
細胞周期と細胞分裂の違い
定義
細胞周期。
細胞周期とは、細胞の一生のうち、一連の期間を指す。
細胞分裂。
細胞分裂とは、1つの細胞が2つの娘細胞に分裂し、集団内の細胞数を増加させることである。
期間
細胞周期。
細胞周期は、間期、有糸分裂、細胞質分裂の3つの時期からなる。
細胞分裂。
細胞分裂は、細胞周期の最後の2つの期間、有糸分裂と細胞質分裂で行われる。
サイクリン-CDK複合体を介した制御
細胞周期。
サイクリンD-CDK4/6、サイクリンE-CDK2、サイクリンA-CDK2、サイクリンB-CDK2が細胞周期の調節に関与している。
細胞分裂。
サイクリンB-CDK2は、細胞分裂の制御に関与している。
チェックポイントによる規制
細胞周期。
間期には2つのチェックポイントが確認される。
G1/SチェックポイントとG2/Mチェックポイントがあります。
細胞分裂。
細胞分裂：細胞分裂の制御には有糸分裂期チェックポイントが関与している。
結論
細胞周期と細胞分裂は、いずれも細胞の一生のうち、異なるが連続した期間を含んでいる。
細胞周期は3つの期間から構成されている。
間期、分裂期、細胞質分裂です。
有糸分裂と細胞質分裂を総称して細胞分裂と呼ぶ。
細胞周期の間期は、G1期、S期、G2期から構成されている。
有糸分裂は、プロフェーズ、メタフェーズ、アナフェーズ、テロフェーズの4つの相からなる。
テロフェーズの後、細胞質分裂が行われる。
細胞周期と細胞分裂の主な違いは、細胞分裂が細胞周期の一部であることである。
