細胞質定義
細胞質は真核生物の細胞分裂における最後のプロセスで、細胞質、オルガネラ、細胞膜が分割される。 細胞質分裂は通常、有糸分裂の最後、テロフェースの後に起こるが、この2つは独立した過程である。 ほとんどの動物では、細胞質分裂は染色体が完全に分離されたことを確認するために、分裂中期（anaphase）後半から分裂後期（telophase）前半のいずれかの時期に開始される。 細胞質分裂の動きは、染色体の分離を担ったのと同じ紡錘体ネットワークによって引き起こされる。 836>
細胞は、対称的な細胞質分裂として知られるように、均等に分裂することもあれば、どちらかの細胞が細胞質の大部分を保持することもできる。 例えば、ヒトの雄の減数分裂では、減数分裂の終わりにある4つの細胞はすべて同じ大きさで、小器官の数も相対的に同じである。 このような精子形成の過程では、何百万という小さいがほぼ等しい精子が作られる。 一方、ヒトの卵子形成は、非対称的な細胞質分裂を行う。 これにより、非常に大きな細胞1つと、3つの極体が作られる。 小さい極体は卵にならない。 このように、作られる卵の数は少ないが、細胞はずっと大きい。 836>
動物細胞の細胞質分裂
細胞分裂が有糸分裂でも減数分裂でも、細胞質分裂はほとんど同じように行われます。 細胞シグナルが細胞に分裂する場所を知らせ、それが分裂面を作る。 この平面の周囲に細胞質分裂溝が形成され、最終的には2つの細胞を分離するために挟み込まれる。 動物細胞における細胞質分裂の最終過程は、脱皮である。 アブシションでは、細胞質分裂溝を作るアクチン・ミオシン収縮環がずっと収縮し、細胞膜が分裂を起こして、最終的に2つの細胞を分ける。
科学者は、異なる細胞で分裂面を指定する原因はまだよく分かっていない。 このプロセスは、多くの微小管と細胞シグナルが関与する複雑なプロセスである。 この位置が決まると、アクチン-ミオシン収縮環が確立されなければならない。 アクチンとミオシンは、筋肉細胞の収縮を引き起こすモータータンパク質と同じものである。 筋肉細胞にはアクチンフィラメントが詰まっており、ATPのエネルギーが与えられれば、ミオシンというタンパク質がこれを引っ張り出すことができる。 この仕組みは、動物細胞が分裂するときにも採用されている。 アクチンフィラメントが分裂面でリングを形成する。 ミオシンタンパク質は次にアクチンフィラメントを引っ張り始め、より小さなリングを作る。
やがて、すべての細胞質および小器官がリングから排除される。 アクチン-ミオシンリングとリングに拘束された微小管だけが残った。 これは中実構造と呼ばれ、細胞が分離するためには、中実構造も分割されなければならない。 これは、脱皮の過程で起こる。 タンパク質が切断され、細胞膜が融合して閉じられる。 細胞同士を結びつけている細胞外物質が溶けて、細胞は分離できるようになる。 多細胞動物の中には、細胞が密接に結びついたまま、ギャップジャンクションと呼ばれる細胞質間の結合を形成し、それを維持することができるものもある。 836>
植物細胞の細胞質分裂
植物も同様の細胞質分裂のプロセスを経るが、違いはその細胞の硬さである。 植物は細胞壁という二次的な層で囲まれている。 この細胞外構造は、植物に形を与える役割を担っており、細胞が分裂するときに確立されなければならない。 そのために、植物はフラグモプラストと呼ばれる微小管紡錘体構造を用いている。 フラグモプラストは、細胞壁物質の小胞を新しい細胞板に運びます。 セルロースのようなこれらの材料は、相互に作用して複雑で強力なマトリックスを形成する。 プレートが細胞を分割した後、細胞膜が封鎖され、2つの細胞が分離する。
フラグモプラストは、動物細胞の中心体のように、微小管を組織化し、その成長と縮小を指示する。 新しい細胞板のための構成要素は、小胞体とゴルジ装置によって作られ、パッケージ化される。 そして、それらはフラグモプラストに送られ、中央から外側に向かって細胞板を構築する。 これは、上の図で見ることができる。 細胞板は中央から始まり、完成するにつれてフラグモプラストの微小管は外側に移動し、現在の形質膜に到達する。 この膜は切断され、細胞壁は周囲のすべての細胞間で完全に結合される。 2つの細胞の間には、閉じ込められた内膜小胞体がプラスモデスマータを作り、ギャップジャンクションのように、細胞から細胞へ分子を通過させる。
Quiz
1.細胞質分裂 – 細胞膜の一部。 細胞質分裂のタイミングは、多くのタンパク質が担っている。 これらのタンパク質を作り、調節するために、細胞は相当なエネルギーを消費しなければならない。 細胞質分裂のタイミングがうまくいくと、どのような利点があるのでしょうか？
A. 細胞分裂が速くなる
B. 染色体異常や破壊が少ない
C. より多くの分裂が可能になる
2. 減数分裂の間、合計8本の染色体を持つ2倍体の生物は、結果として2回の細胞質分裂を行うことになる。 細胞質分裂Ⅱの後、各細胞には何本の染色体が存在するか
A. 4
B. 8
C. 2
3. なぜ地球人類は分裂するたびに細胞壁を作らなければならないのか。 なぜ細胞質分裂の後ではだめなのでしょうか？
A. 一度できた細胞は大変すぎる
B. 植物全体が構造的に弱くなる可能性がある
C. 細胞壁が細胞膜を作る。
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