主な違い – 第1相と第2相
第1相と第2相は、有性生殖を行うために配偶子を生成する細胞の減数分裂における2つの段階です。
減数分裂には第1減数分裂と第2減数分裂があり、第1減数分裂の後に第2減数分裂が行われる。
第1減数分裂の初期段階がプロフェーズ1で、第2減数分裂の初期段階がプロフェーズ2です。
2倍体の生殖細胞は、上記の2段階の減数分裂を行って、半数体配偶子を生成する。
第1期と第2期の主な違いは、第1期では交叉やキアズマの形成による遺伝子の組み換えが起こるのに対し、第2期では遺伝子の組み換えが起こらないことである。
本稿では、この点について解説する。
- プロフェーズ1とは
– 定義、プロセス、サブステージ - プロフェイズ2とは
– 定義、プロセス、サブステージ - プロフェイズ1と2の違いは？
プロフェーズ1とは
プロフェーズ1とは、減数第一分裂の初期段階であり、減数分裂全体の中で最も長い段階と考えられている。
第1相では、染色体の交叉が起こり、組換えによって遺伝子の変異が引き起こされる。
減数分裂に入るためには、植物生殖細胞内の染色体が複製される必要がある。
この複製された染色体は二価染色体と呼ばれる。
この二価染色体のペアは、第1分裂期において、他の相同染色体と4本鎖を形成する。
シナプシスと呼ばれる相同染色体の対合は、2つの娘細胞の間で染色体を正しく分離するために、減数分裂において重要なステップです。
シナプシスでは、非姉妹染色分体はキアズマで交差することが許される。
キアズマとは、相同染色体が接触している点です。
減数分裂の交叉を図1に示す。
2本の相同染色体はそれぞれ赤と緑色で示されています。
交差はキアズマで起こり、染色体の一部が交換されます。
染色体の外観によって、前期の各段階を識別することができます。
レプトテン、ザイゴテン、パキテン、ディプロテン、ジアキネシス、同期過程です。
これらの段階を通じて、核小体の消失、細胞質内の対極にある2つの中心体間の減数分裂紡錘体の形成、核膜の消失、紡錘体微小管の核内への侵入が順次行われる。
プロフェーズ1は、減数分裂の全期間のうち90%を占める。
プロフェーズ2とは
第2段階は、減数分裂の最初の段階であり、第1段階が終了すると第2段階が開始される。
第1期と第2期の間には、中間期は存在しない。
第2減数分裂では、個々の二価染色体は姉妹染色体に分割され、最終的に娘染色体と呼ばれる。
減数第二分裂では、減数第一分裂で生じた二倍体の細胞から、倍数体の配偶子が作られる。
第2分裂期では、中心体（centrosome）が複製される。
中心体には、互いに直交する2つの中心核があります。
それぞれの中心体は反対側の極に移動する。
第1期で形成された核小体および核膜は消失する。
染色体が凝縮され、太くて短い染色体となる。
この染色体は対極に移動する。
一方、紡錘体は、第1分裂期に形成された最初の赤道面に対して90度回転した新しい赤道面上に配列される。
図2: 減数分裂の各相
第1相と第2相の違い
減数分裂
第1段階：第1段階から減数分裂が始まる。
第2相：第2相から始まる。
インターフェーズ
プロフェイズ1：プロフェイズ1の後に長いインターフェイズがあります。
プロフェーズ2: プロフェーズ2の前には間期はない。
第1中間期に続いて第2中間期が行われる。
センターソームデュプリケーション
プロフェーズ1：プロフェーズ1の前の過程であるインターフェイズにセントロソームが複製される。
プロフェーズ2: プロフェーズ2の前にインターフェーズがないため、プロフェーズ2の間にセントロソームが複製される。
染色体への関与
第1相：相同染色体が関与する。
第2相：個々の染色体が関与する。
二倍体 vs ハプロイド
第1段階：第1段階は2倍体の細胞で行われる。
Prophase 2: Prophase 2は、Haploid細胞で起こる。
飛行機
第1段階：第1段階の間、紡錘体は細胞の赤道上に形成され始める。
第2段階：第2段階において、紡錘体は第1段階に対して90度回転した平面上に配置される。
クロスオーバーの発生
プロフェーズ1：プロフェーズ1では、クロスオーバーの発生とキアスマタの形成が起こる。
プロフェーズ2：プロフェーズ2では、クロスオーバーやキアスマタの形成は確認されない。
組換え
プロフェーズ1: プロフェーズ1では、交差によって遺伝物質が交換され、組換えが起こる。
プロフェーズ2：プロフェーズ2での組換えは確認されない。
結論
プロフェーズ1および2は、それぞれ減数第一分裂および減数第二分裂の開始相です。
プロフェーズ1に先立ち、細胞周期には長い間期が存在し、細胞分裂に必要なタンパク質が合成され、細胞内の小器官の数が増加する。
DNAの複製は、第1プロフェーズに先立つ間期のS期に行われる。
この複製により、第1減数分裂の第1期では、相同染色体対となる四分子染色体が形成される。
第1期の後に第2期が続く。
従って、第2分裂期では、DNAの複製は行われない。
第2分裂期では、第1分裂期で生じた2価の染色体が姉妹染色分体に分離され、ハプロイド核をもつ配偶子が作られる。
しかし、第1分裂期では、相同染色体の対合（シナプス）により、非姉妹染色体がキアズマで交差し、染色体間の遺伝子組換えが起こる。
第2相ではシナプスは起こらず、染色体間の遺伝的組換えは起こらない。
したがって、第1相と第2相の主な違いは、染色体間の組換えです。
