長い染色体1組と短い染色体1組。形と色を手がかりに行方を確かめよう。
Cは、複製前の半数体1組分のDNA量。染色体数はセントロメアのまとまりを基準に数えます。複製後のX字形も1本です。分離後の各染色分体は、それぞれ独立した染色体として数えます。
染色体と染色分体を見分ける
相同染色体は同じ種類の遺伝子をもつ父由来・母由来の一対です。姉妹染色分体は1本の染色体のDNAが複製されてできた2本の部分です。図の中央の小さな点はセントロメアの位置を表します。
①では分配に注目するため乗換えを省略しています。DNA複製は第一分裂前の間期に起こります。間期でも見やすく棒状に描き、染色体の凝縮や核膜の変化は単純化しています。
4細胞を等しく描く一般的な減数分裂モデルです。動物の卵形成では細胞質が不均等に分かれ、通常は1個の大きな卵と極体が生じます。精子形成では減数分裂後に形態の変化が起こります。
DNA量が2倍になっても、染色体数が増えないのはなぜ？ 染色体数が半減する分裂はどちら？
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複製した2本の姉妹染色分体がまだつながっている間は1本の染色体と数えます。第一分裂で相同染色体が別々の細胞に分かれると、1細胞に入る染色体の組が2組から1組になります。各組のボタンで左右を反転。組ごとに独立して向きが変わります。
多くの減数分裂を通して生じ得る組合せの総数です。1回でこの数の配偶子ができるわけではありません。乗換えなしでは、1回の減数分裂で2種類の配偶子が2個ずつ生じます。
P＝この減数分裂を行う個体の父由来、M＝母由来。色だけでなく記号でも区別しています。全ての染色体で由来が識別できるものとします。
非姉妹染色分体の乗換え
1組の相同染色体を拡大。遺伝子座A・Bを例に、内側の2本の間で1回だけ区間を交換します。
第一分裂前期に起こる乗換えの単純化モデルです。実際は場所・回数がさまざまで、遺伝子間の距離も影響します。2ⁿは独立した分配だけの計算で、乗換えによる増加を含みません。
nが1増えると組合せ数は何倍？ 1回の乗換えで4本すべてが組換え型になる？
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独立して2つの選択肢が増えるため2倍です。このモデルでは交換に参加する2本だけが組換え型になり、残る2本は親型のままです。精子と卵はそれぞれn=2。染色体の由来は色、遺伝子の組合せはA/a・B/bで追跡します。
両親をともにAaBbと仮定し、別々の染色体にある2遺伝子座を示しています。A/a・B/bは対立遺伝子の記号で、ここでは形質や優劣を示しません。ランダム生成では同じ組合せが再び出ることもあります。
この受精モデルについて
精子の侵入、雌雄の前核、遺伝情報が1つの受精卵に集まる流れを模式化しています。核の扱いには動物種による違いがあり、ヒトなどでは前核の核膜が崩壊してから最初の分裂に進みます。ここではDNA複製前の染色体でn+n=2nを示し、実際の大きさの比、受精に伴う反応、複製の時期は省略しています。
受精だけを繰り返すと染色体数はどうなる？ 世代を越えて数を保つために、減数分裂はどんな役割をもつ？
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配偶子形成で染色体の組数を半分にしておくことで、受精によって親と同じ2組に戻ります。減数分裂がなければ、受精のたびに染色体数が倍増してしまいます。④ 同じ出発点、異なる分配
両方とも2n=4から開始。DNA複製を1回行った後の、分け方と分裂回数を比べよう。
体細胞分裂
減数分裂
横軸は比較用の進行度で、実際の所要時間の比較ではありません。乗換え・突然変異は省略しています。体細胞分裂では通常、娘細胞は親細胞と同じ遺伝情報を受け継ぎます。
DNA複製の回数は同じなのに、最後の染色体数が違うのはなぜ？