減数分裂と生殖細胞分裂

減数分裂は、二倍体の生殖細胞前駆体から半数体の配偶子を生成する特殊な細胞分裂です。1回のDNA複製に続いて2回の連続した分裂が行われ、染色体数を半減させ、組換えと独立した分配を通じて、結果として生じる卵子と精子の間で遺伝的多様性を生み出します。

Definition

減数分裂は、1回のDNA複製に続いて2回の連続した核分裂が行われ、1つの二倍体前駆体から4つの半数体細胞を生成する生殖細胞分裂の一種です。減数分裂Iでは相同染色体が対合して組換えを行い、その後分離し、減数分裂IIでは姉妹染色分体が分離します。

Scope

本項目では、2回の減数分裂（減数分裂IとII）、相同染色体の対合と組換え、倍数性を半減させる還元的分離、配偶子形成における減数分裂の役割、および染色体分離のエラーが異数性を引き起こす仕組みについて記述します。減数分裂を細胞生物学および生殖細胞のトピックとして扱い、臨床的ガイダンスとしては扱いません。

Key concepts

• 還元分裂（減数分裂I）と均等分裂（減数分裂II）
• 相同染色体対合（シナプシス）
• 交叉と組換え
• キアズマとシナプトネマ複合体
• 独立した分配
• 半数体配偶子と受精
• 異数性と不分離

Mechanisms

1回のDNA複製後、減数分裂は2回の分裂を行います。減数分裂Iでは、相同染色体が対合（シナプシス）し、交叉によってセグメントを交換してキアズマを形成し、その後、反対の極に分離します。これは染色体数を半減させる還元的分裂です。Petronczkiらが概説しているように、特徴的な分子学的特徴は、姉妹動原体が同じ極に向かって配向していること（モノ配向）と、染色体腕に沿った接着が減数分裂Iで解除される一方で、セントロメアの接着は減数分裂IIまで保護され、そこで姉妹染色分体が最終的に分離することです。このように、2回の分裂によって、各相同染色体の1つの染色分体が4つの半数体産物のそれぞれに分配されます。この協調性におけるエラー（不分離）は、誤った染色体数を持つ配偶子を生成します。HassoldとHuntは、このような減数分裂エラーがヒトの異数性の主要な原因であることを概説しています。

Clinical relevance

減数分裂は配偶子形成の細胞学的基盤であり、減数分裂における不分離は、母体年齢とともに頻度が増加する異数性の起源として記述されています。本項目は、生殖細胞分裂と異数性の細胞発生に関する参照記述であり、診断や生殖医療に関する助言を提供するものではありません。

History

減数分裂は19世紀後半に、ヴァイスマンの生殖系列に関する考えを補完する、有性生殖に必要な染色体半減分裂として認識されました。20世紀の細胞遺伝学は、減数分裂における組換えと不分離を遺伝と染色体異常に結びつけ、モデル生物における分子生物学的研究（Petronczkiらが統合）は、接着と動原体配向がどのように2段階の還元プログラムを強制するかを後に説明しました。

Key figures

• Kim Nasmyth
• Terry Hassold
• Patricia Hunt

Seminal works

• petronczki-2003
• hassold-hunt-2001

Frequently asked questions

減数分裂は有糸分裂とどう異なりますか？

有糸分裂は、親と遺伝的に同一な2つの二倍体細胞を生成する1回の分裂であるのに対し、減数分裂は1回の複製後に2回の分裂からなり、組換えと独立した分配のために遺伝的に異なる4つの半数体細胞を生成します。

減数分裂が2回の分裂を伴うのはなぜですか？

最初の分裂（減数分裂I）は、対合した相同染色体を分離して染色体数を半減させ、2番目の分裂（減数分裂II）は、有糸分裂とほぼ同じように姉妹染色分体を分離します。これら2つの分裂が合わさって、1つの二倍体細胞を4つの半数体配偶子に変換します。