DNAの複製と細胞周期
カワウソ先生DNAが複製されるのは、分裂期の前の間期だよ。
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- 細胞周期は、間期と分裂期という2つの時期を繰り返す。
- 間期のうちS期という時期にDNA(新しいタブで開きます)が複製され、量が2倍になる。
- 複製されたDNAは分裂期に2つの細胞へ等しく分配され、どの細胞も同じ遺伝情報をもつ。
詳しく
細胞周期の区分
1個の細胞が分裂してできた細胞が、また次に分裂するまでの繰り返しを細胞周期という。細胞周期は大きく間期と分裂期の2つに分けられる。
間期は、分裂の準備をする時期だ。細胞が大きくなる時期や、DNAを複製する時期などがここに含まれる。
分裂期は、間期で複製されたDNAが2つの細胞へ分かれて渡される時期である。間期と分裂期を繰り返しながら、細胞は数を増やしていく。
間期のS期で起こるDNAの複製
間期はさらにG₁期・S期・G₂期に分かれ、そのうちのS期にDNAの複製が起こる。G₁期はDNA合成の準備をする時期、G₂期は分裂の準備をする時期だ。複製が始まる前のDNAの量を1とすると、S期が終わるとDNAの量は2倍になる。
複製では、2本鎖DNAがそれぞれの鎖を鋳型にして、相補性にしたがって新しい鎖を作る。できあがる2本のDNAは、どちらも元と同じ塩基配列をもつ。
こうして、分裂期が始まる前に、分裂に必要な分のDNAがちょうどそろう。
等しい分配とそろう遺伝情報
分裂期になると、複製で2倍になったDNAは染色体(新しいタブで開きます)の形をとり、2つの細胞へ等しく分配される。1つの細胞が分裂して2つの細胞になったとき、どちらも分裂前の細胞と同じ量・同じ配列のDNAを受けとる。
この仕組みがあるからこそ、体を作るどの細胞も、もとの1個の細胞と同じ遺伝情報をもつ。筋肉の細胞と皮膚の細胞のように形やはたらきが違っても、もつDNAの配列は変わらない。
なお、複製で新しい鎖がどのように組み立てられるかという詳しいしくみは、科目「生物」で学ぶ範囲になる。
確認問題
確認問題(解答用紙)
スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。
https://manazoo.com/science/dna-replication-and-cell-cycle/?from=print#quiz
細胞周期を大きく2つに分けたとき、その区分はどれか。
- ◯ 前期と後期
- ◯ 成長期と老化期
- ◯ 間期と分裂期
- ◯ 複製期と休止期
正解:間期と分裂期
細胞周期は、分裂の準備をする間期と、実際に分裂する分裂期の2つに大きく分けられる。DNAの複製が起こるのは、細胞周期のどの時期か。
- ◯ 分裂期の前半
- ◯ 間期が終わった直後の分裂期
- ◯ 間期のS期
- ◯ 分裂期の後半
正解:間期のS期
DNAの複製は、間期のうちS期という時期に起こる。間期のS期でDNAが複製されると、複製前に比べてDNAの量は何倍になるか。
答え:____________
正解:2
複製が始まる前のDNA(新しいタブで開きます)の量を1とすると、S期が終わると2倍になる。体細胞分裂でできた2つの細胞がもつ遺伝情報の関係として正しいものはどれか。
- ◯ どちらも元の細胞と半分だけ異なる遺伝情報をもつ
- ◯ どちらも元の細胞と同じ遺伝情報をもつ
- ◯ 一方だけが元の細胞と同じ遺伝情報をもつ
- ◯ 2つの細胞の遺伝情報は毎回ランダムに変わる
正解:どちらも元の細胞と同じ遺伝情報をもつ
複製されたDNAが等しく分配されるため、分裂後の2つの細胞はどちらも元の細胞と同じ遺伝情報をもつ。
単元のポイント
- 細胞周期 1個の細胞が分裂してから次に分裂するまでの繰り返し
- 間期 細胞周期のうち分裂していない時期。この間にDNAが複製される
- 分裂期 細胞周期のうち、複製されたDNAが2つの細胞へ分配される時期
- DNAの複製 間期のS期に、DNAが同じ塩基配列をもつ2本に増える過程