細胞周期 – 完全攻略ガイド
はじめに
細胞は分裂を繰り返して増殖します。1回の分裂から次の分裂までの周期を「細胞周期」といいます。この周期には準備段階と分裂段階があり、それぞれの段階で何が起こるかを理解することは国家試験対策に必須です。
詳しい解説
細胞周期とは
細胞周期は、細胞が分裂してから次の分裂までの周期です。大きく分けて間期とM期(分裂期)で構成されます。
細胞周期の構成
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細胞周期
├── 間期(分裂の準備)
│ ├── G1期:DNA合成準備期
│ ├── S期:DNA合成期(DNA複製)
│ └── G2期:分裂準備期
└── M期(分裂期)
└── 前期→中期→後期→終期
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間期
間期は分裂の準備期間で、細胞周期の大部分を占めます。
G1期(Gap 1期)
- DNA合成準備期
- 細胞の成長
- タンパク質や細胞小器官の合成
- 次のS期に進むかどうかのチェックポイント
S期(Synthesis期)
- DNA合成期(DNA複製)
- DNAが複製され、染色体が2倍になる
- 細胞周期の中で最も重要な時期の一つ
G2期(Gap 2期)
- 分裂準備期
- DNA複製の確認
- 分裂に必要なタンパク質の合成
M期(分裂期)
M期は実際に細胞が分裂する時期です。
- 前期:染色質→染色体、中心小体が両極へ
- 中期:核膜消失、染色体が赤道面に整列
- 後期:染色体が両極へ移動
- 終期:核膜再形成、細胞質分裂
G0期(休止期)
G0期は細胞周期から外れた休止状態です。
- 細胞分裂を行わない
- 分化した細胞の多くがこの状態
- 例:神経細胞、心筋細胞、骨格筋細胞
これらの細胞は基本的に分裂しないため、損傷すると回復が困難です。
絶対に覚えるべきポイント
- S期:DNA複製が行われる
- G1期:DNA合成準備期
- G2期:分裂準備期
- M期:前期→中期→後期→終期
- G0期:分裂しない細胞(神経細胞、心筋細胞など)
一問一答
Q1. DNA複製が行われる時期は何ですか?
【答え】 A. S期(Synthesis期)
S期でDNAが複製され、染色体が2倍になります。
Q2. 細胞周期のG0期とは何ですか?
【答え】 A. 細胞周期から外れた休止期
分裂しない細胞はG0期にとどまります。
Q3. G0期にある細胞の例を挙げてください。
【答え】 A. 神経細胞、心筋細胞、骨格筋細胞など
これらは分化後に分裂を停止し、G0期にとどまります。
Q4. 間期を構成する3つの時期は何ですか?
【答え】 A. G1期、S期、G2期
G1期(DNA合成準備)→S期(DNA複製)→G2期(分裂準備)の順に進行します。
Q5. M期は何段階に分けられますか?
【答え】 A. 4段階(前期、中期、後期、終期)
この4段階で細胞分裂が完了します。
国家試験対策問題
問題1(選択問題)
DNAの複製が行われる細胞周期の時期はどれか。
a. G1期
b. S期
c. G2期
d. M期
【解答と解説】 正解:b
S期(Synthesis期)でDNAの複製が行われます。Sはsynthesis(合成)の頭文字です。
問題2(選択問題)
細胞周期のG0期について正しいのはどれか。
a. DNA複製が行われる
b. 細胞分裂が行われる
c. 分裂しない細胞の休止状態
d. 分裂準備期
【解答と解説】 正解:c
G0期は細胞周期から外れた休止状態で、神経細胞や心筋細胞などがこの状態にあります。
問題3(○×問題)
神経細胞は活発に細胞分裂を行う。
【解答と解説】 正解:×
神経細胞はG0期にあり、基本的に分裂しません。そのため損傷すると回復が困難です。
問題4(選択問題)
細胞周期の順序として正しいのはどれか。
a. G1→G2→S→M
b. G1→S→G2→M
c. S→G1→G2→M
d. G2→G1→S→M
【解答と解説】 正解:b
G1期(準備)→S期(DNA複製)→G2期(分裂準備)→M期(分裂)の順に進行します。
まとめ
細胞周期の各期
| 時期 | 名称 | 内容 |
|---|---|---|
| G1期 | DNA合成準備期 | 細胞成長、タンパク質合成 |
| S期 | DNA合成期 | DNA複製 |
| G2期 | 分裂準備期 | DNA複製の確認、分裂準備 |
| M期 | 分裂期 | 前期→中期→後期→終期 |
| G0期 | 休止期 | 分裂しない細胞の状態 |
G0期の細胞
| 細胞 | 特徴 |
|---|---|
| 神経細胞 | 基本的に分裂しない |
| 心筋細胞 | 基本的に分裂しない |
| 骨格筋細胞 | 基本的に分裂しない |
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