減数分裂について

減数ぶんれつについて３つほど質問があります。

Ｑ１
減数分裂（第一期）と体細胞分裂ではほとんど流れは同じですが、
減数は2n→n、体細胞は 2n→2nになるのは分裂のしかた（染色体の分かれ方）が違うからですか？

Ｑ２
細胞分裂でＤＮＡの複製をしても、2n=4の場合、コピーするのに2n=8に
なったりしないのは何故ですか？

Ｑ３
減数分裂では2n→n→nとなりますが、このnとは相同染色体のペアがない状態ということですか？数が半分になったのではないのですか？
（２ｎ→ｎはわかるのですが、どうして複製もしてないのにまたｎ→ｎになるのかが不思議でした。）

No.1 ベストアンサー 回答者： otx 回答日時： 2009/10/15 14:33

前提として、

「染色体という構造体は、細胞分裂（体細胞、減数分裂）の時にしかあらわれない構造体である」

これを頭に入れてください。
つまり、染色体となっているときには既に遺伝子の量（DNA量）は
通常の細胞に比べて２倍になっているのです。

よってQ2ですが
もともと複製してから出現する染色体を数えたものが
２n＝４ですので、2n=8にはなり得ません。

Q１とQ３ですが、
まずはここを参照ください
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/ …

体細胞分裂の場合（２n＝２）
元々の染色体を「X」で表すと

X
X

I I
I I

こういう風に分かれます。


減数分裂の場合
相同染色体は二価染色体を形成しますので

XX

こうなります。

そして

X 　　　　　 X

こう分かれます。

続いて


I 　　　 I 　　　　 I 　　　　 I

こう分かれます。

＞このnとは相同染色体のペアがない状態ということですか？

はい、そうです。

＞数が半分になったのではないのですか？

前の質問のときにも書きましたが、nは

染色体の数と表すとき
と
遺伝子のセット数、またはDNA量（その生物がその生物であるために必要な遺伝子量）を表すとき

この２つがあるということです。これをはっきり区別してください。
前者では、同じ「形」の染色体を両親から受け継ぐので
２nと表し、全体の数は２n＝～で示します。

後者では、もともとnあれば生物としては良いのかもしれないけど、現実ヒトなどは必要な遺伝子セットを２倍持つ「２倍体」です。
なので２nで表します。

Q3では、nは前者の意味を持っています。
なので、参照の図でも、私が表した「X」「I」の数を数えてみてください。

＞どうして複製もしてないのにまたｎ→ｎになるのかが不思議でした。
これは２つの意味をごっちゃにしています。

この回答へのお礼

とても丁寧にありがとうございました。
時間をとらせてしまってスミマセン。

お礼日時：2009/10/16 12:30

No.7 回答者： otx 回答日時： 2009/10/16 11:49

「染色体数」の変化を端折っておっしゃっているとしても、

体細胞分裂時にnになることはありません。
減数分裂時に４nに増えることもありません。

染色体数で語るのであれば、
体細胞分裂は
２n→２n
となります。

減数分裂は
2n→n→n
となります。

遺伝子の数（DNA量）で語るのであれば、
体細胞分裂は
２n（分裂前）→４n→２n
となります。

減数分裂は
２n（分裂前）→４n→２n→n
となります。

No.6 回答者： DoubtOwl 回答日時： 2009/10/16 10:40

otx様、並びに質問者様へ

otx様の仰るとおり私は染色体の変化には触れてません。
染色体数の変化(nから2nの変化)のみを説明しています。

かなり端折って説明していますので詳しい内容はotx様の回答をご覧ください。

この回答へのお礼

わかりました。
わざわざありがとうございました。

お礼日時：2009/10/16 12:31

No.5 回答者： otx 回答日時： 2009/10/16 10:04

超長くなってしまいました。

次に、nが「ある生物がある生物であるために必要な遺伝子のセット数」を
表すとします。

すると、ヒトなどの生物は、必要なセット数の２倍の遺伝子数（DNA量）を持っている「２倍体」です。それで「２n」（このときだけ、相同染色体が2nと結果的に同じになっています、あくまで結果的に）で表します。

まず、体細胞分裂の場合
ヒトのような２倍体の生物では体細胞は「２n」の遺伝子を持っています。
これを分裂時に２倍に増やします（染色体数ではないです、遺伝子量（DNA量です））。そして、娘細胞に分配するのです。

よって、２n→（複製）→４n→（分裂）→２nとなります。

減数分裂の場合
このときも分裂前には遺伝子量を２倍に増やします。
体細胞分裂と違うのは、
「遺伝子の複製を行わずに２回目の分裂が起こる」
ことです。なので、遺伝子量が減る分裂、つまり減数分裂なのです。

よって、２n→（複製）→４n→（分裂）→２n→（分裂）→n
となります。

No.4 回答者： otx 回答日時： 2009/10/16 09:31

No３様のような理解がごちゃ混ぜになっている例になってしまっています。

その理解では間違いなのです。

「染色体数」と「ある生物がある生物であるために必要な遺伝子のセット数」が区別されていません。

＞体細胞分裂ではnと2nを繰り返します。

＞減数分裂では分裂する前に倍になります。4nです。
この状態から2回分裂が起きるので最終的にnの細胞が4つできます。

これでは通常の体細胞（n）と減数分裂後に出来た配偶子（n）が同じになってしまいます。
さらに、nとnの卵と精子が受精して２nとなった細胞は
体細胞分裂前のnの細胞とどうちがうのか？とつじつまが合いません。

もう一度きちんと押さえてください。
nは２つのことを意味で使われることがあるので、「この場合はどちらの意味か？」
問題等で違うことがあるのできちんととらえる必要があるのです。

その２つとは、
「単純に染色体の数」
「生物が生物である為に必要な遺伝子のセット数（DNA量）」
です。

「単純に染色体の数」の場合
ここで押さえなければならないのは、
染色体の数とは、「単純な染色体の数」であって、
そこに含まれる遺伝子量（DNA量）は関係無い」ということです。

つまり、染色体を「X」で表すと、Xも１本、それが割れて「I」「I」になたら２本なのです。
ここで「I」には「X」に比べて半分の遺伝子量となっているのですが、
本数としては１本と数えるのです。

では、体細胞分裂で、Xが割れてIになり娘細胞は「I」しか持っていないのはどうなるのか？というと、

ここでも押さえなければならないのは、
「細胞分裂時に現れる染色体は既に複製されていて、
通常の細胞が持つ遺伝子量の２倍の遺伝子量になっている」ということです。

なので、Xが割れてIになり娘細胞は「I」になったら、
「X」は遺伝子量は元の２倍になっているので「I」では1/2になって
ちょうどもとの体細胞が持つ遺伝子量にもどるのです。

ここで、体細胞分裂を染色体数を「n」で表してみると、
通常の体細胞（ここでは染色体は形成されていません）
↓
分裂期に入り、遺伝子が２倍に複製される
染色体が出現「X」
↓
分裂して「I」「I」になり、それぞれが娘細胞に振り分けられる
↓
分裂終了

簡単に書くと
複製→２n→（分裂）→２n（娘細胞）
となります。もう一度言います、これは「染色体の数」をnとしています。

（細かいことを言います、なぜ「２n」で表すのか？それは両親から
「形が同じ」染色体を受け継ぎ「同じ形の染色体（相同染色体）」が
２本で１セットずつ存在するので相同染色体の数をnとして、
すべての染色体数を２nで表すのです」

減数分裂の場合ですが、
体細胞分裂では（２n＝２)前にも書きましたが

X
X

こういう感じに分裂中期に赤道面に並びます。
そして、細かい話ですが染色体Xは染色分Iにわかれます。
なので、

I　　　　　　I
I　　　　　　I

となるのですが。

減数分裂では「相同染色体が結合して赤道面に並びます」
ここが体細胞分裂と違うのです。つまり、

XX

と並び

X　　　　　　　　　　　　X

とわかれるのです。


そして次の分裂で


I　　　　　I　　　　　　　　I　　　　　　I

とわかれるのです。

No.3 回答者： DoubtOwl 回答日時： 2009/10/15 17:23

混乱しているようですので順に説明します。

体細胞分裂ではnと2nを繰り返します。
細胞分裂前が2n、細胞分裂後がnです。そして次の細胞分裂に向けて2nになっていきます。

減数分裂では分裂する前に倍になります。4nです。
この状態から2回分裂が起きるので最終的にnの細胞が4つできます。
2n→4n→(第一分裂)→2n×2個→(第二分裂)→n×4個
となります。

No.2 回答者： otx 回答日時： 2009/10/15 14:38

補足

参照の図のDiploid cell （２倍体体細胞）に染色体構造が書いてありますが、これは便宜上書いてあるだけです。

通常の細胞では、S-phase(合成期)を経た後に染色体となります。
（そこで初めて染色体構造が観察されます）