소개

을 허용하는 성장과 수리 인체의 오래된 노화 세포를 제거할 필요가 및 교체와 젊은,더 효율적으로 그들이다. 이 과정의 핵심은 세포 분열이며,이는 육체를 유지하는 것뿐만 아니라 유전자 상속과 유전 적 다양성을 보장하는 데 필수적입니다.

유출의 국가

이것은 일반적인 오해는 형성되면,신체의 장기 유지 정적,점진적 입고 우리는 나이입니다. 현실에서,대부분의 조직을 구성하는 장기에는 영속으로 오래된 세포는 지속적으로 받아야 apoptosis(프로그래밍 세포의 죽음)기 전에는 깨지고 새로운로 대체(Elmore,2007).

의 중심에 이 프로세스의 세포질 대체 휴 부문의 지속적인 공급을 보장하는 것이 젊은’딸은 세포의 대체들은 낡은’부모’. 이 교체 노화의 세포를 보장하는 기능을 최적으로 우리의 삶 전반에 걸쳐,하지만 결국은 노후화 프로세스가 시작됩니다 통행세를 가지고 간다.

세포에서 신체의 다른 부분은 갱신에서 다른 비율;예를 들어,상피세포와 호중구는 급속하게 분할,동 hepatocytes 및 adipocytes 나눕니다. 일부 뉴런과 눈 렌즈 세포와 같은 몇 가지 세포 유형은 평생 지속될 것으로 생각됩니다. 이것은 다른 조직과 기관이 다른 연령대를 가지고 있음을 의미합니다(상자 1).

계면

한 번에,대부분의 세포에서 몸에 있지 않은 활성 상태의 부지만에서 계면–안정된 상태 사이의 단계입니다. 이것은 세포가 성장하고 성숙하며 정상적인 생리 기능을 수행하는시기입니다. 전형적인 인간 세포는 interphase(Cooper and Hausman,2015)에서 약 95%의 시간을 보낸다.

동안 계면,세포의 핵는 세분화된 모양의 존재로 인해 chromatin(참조하십시오 1 부를 위한 더 많은 정보). 이 때 deoxyribonucleic acid(DNA)는 핵 봉투에 보이는 염색체가 없어 매우 느슨하게 배열되어 있습니다. 전 세포분열,DNA 복제는 장소–이렇게 동일한 복사본의 유전자 청사진(게놈)전달 될 수 있습니다 미래에 딸이 세포입니다.

DNA 복제

첫 번째 문서 이 시리즈의 탐험은 기본 페어링의 뉴클레오티드 및 설명 보완적인 자연의 purine 및 피리미딘 기지(기사하고 안드라데,2018). DNA 상호 보완적인 자료의 페어링 규칙은 다음과 같습니다.

• 아데닌 항상과 쌍 thymine(At)
• 시 항상과 쌍 guanine(C-G)

이 상호 보완적인 자료의 페어링의 기초를 형성한 DNA 복제하는 동안 계면.

DNA 복제는 두 가지 세포 효소에 의존합니다:

• Helicase-이것은 DNA 이중 나선의 작은 부분을 풀어 단일 좌초로 만듭니다. 이 과정은 종종되는 것으로 설명된 것과 유사하는 사항을 zip 다;DNA 는 하나의 가닥,뉴클레오티드의 부모는 가닥에 노출되;
• DNA polymerase–이 노출되는 간격을 사용하여 상호 보완적인 자료의 페어링 규칙이 있습니다. 결과는 부모 가닥과 유 전적으로 동일한 DNA 의 두 개의 새로운 딸 가닥입니다.

DNA 복제는 흔히’준수’,각각의 딸 DNA 두 번 나선 것이다가 한 가닥에서 파생된 원래 부모는 나와 하나의 새로운 가닥에서 생성된 뉴클레오티드된 슬롯형으로 그들의 상호 보완적인 기본 페어링 위치하여 DNA polymerase(그림 1).

프로세스 DNA 의 복제입니다 믿을 수 없을만큼 빠르고 오류가 종종 발생합니다. DNA 폴 있’교정 능력을 통해 새로운 딸을 가닥에 대한 정확하고 올바른 모든 실수(Reha-크란츠,2010);그러나 실수는 때때로,간과 잠재적으로 결과에 유전자 변이를 이끌어 낼 수 있는 다양한 질병을 포함한 악성 종양입니다.

유사 분열

세포 분열은 유사 분열 또는 감수 분열을 통해 발생합니다. 흔히’정상적인’세포 분열이라고하는 유사 분열은 인체의 성장과 복구에 필수적입니다. 대부분의 핵 생성 인간 세포는 세포 분열 중에 보이는 46 개의 염색체를 가지고 있습니다.이 염색체를 이배체 수라고합니다(1 부 참조). 안 유사 분열로,이배체 수를 엄격하게 유지되고,거기서 제공되는 DNA 복제는 오류를 모든 딸 세포를 받을 보완하의 DNA 의 그것과 동일한 부모세포.

유사 분열은 prophase,metaphase,anaphase 및 telophase 의 4 단계로 발생합니다(그림 2).

의향

에 의향,정상사와의 번역 DNA 에 필요한 단백질 합성(부분을 참조 3)정지하고 느슨하게 배치에서 DNA 의 핵의 특성을 계면 된다 단단하게 상처는 효소에 의해 포함하여 DNA 중합효소 연 topoisomerases. 이로 인해 DNA 가 염색체로 응축됩니다(1 부 참조).

prophase 동안 핵에서 염색체의 출현은 임박한 세포 분열을 나타냅니다. 이 단계에서,이후 DNA 은 이미 복제,각 염색체로 구성되어 있는 두 개의 동일한 여동생 염색 분체(정확한 복사본의 복제된 염색체)가 중앙 지역,centromere.

핵막이 점차적으로 분해되어 염색체가 세포질에 자유롭게 떠있게됩니다.

분열

세포기관이라고 중심 소체를 생산하는 얇은 수축 스핀들 세관에 첨부된 각 번호에 해당하는 염색체의 centromere 형성,비 계. Centrioles 및 스핀들 tubules 는 각 염색체를 세포의 중심 영역(적도)으로 기동시킵니다.

Anaphase

스핀들 tubules 는 수축하여 각 chromatid 를 동일한 자매에서 분리하고 세포의 반대 극쪽으로 당깁니다.

Telophase

분리된 염색 분체가 금연에서 두 개의 반대의 극 셀,그들은 양식을 두 세트의 46 염색체 각. 새로운 핵막은 각 이배체 염색체 세트 주위에 형성되기 시작합니다. 세포질 사이에 두 개의 새로운 핵하기 시작한 다니엘이라는 프로세스를 통해 cytokinesis,결국 완전 분리로 두 개의 새로운 세포입니다.

Cytokinesis 는 각 딸 세포가 미토콘드리아 및 endoplasmic reticulum 과 같은 필수 세포 소기관을 포함한 세포질의 일부를 받도록합니다. 이렇게 하면 각각의 새로운 세포에는 세포내를 구축하고 자신의 분자와 세포 대사를 수행할 수 있도록,성장,성숙하고 독립적으로 살아남을.

점차적으로,각 핵의 염색체는 드-응축됨에 따라 덜 뚜렷 해지고,그 결과 DNA 가 덜 조밀하게 배열된다. 핵형의 세분화 된 모양이 복원되어 세포가 인터 페이즈로 되돌아 가고 있음을 나타냅니다. 유전자 시퀀스에서 인코딩된 느슨하게 배치에서 DNA 의 핵할 수 있습을 자유롭게 복사할 수으로 리보핵산(RNA)고 결국으로 번역된 단백질이 허용하는 세포의 성장과 드라이브를 세포 물질 대사를십시오(part3).

의 제어 유사 분열

사 분열 모니터링 시리즈를 통해의’검’지키는 정확한 조정의 각 단계입니다. 불행하게도,심지어와 함께 엄격한 품질 제어 메커니즘이 장소에서,세포분열 프로세스가 될 수 있습 dysregulated 고 억제되지 않는,때로는 결과에서 악성 종양(영국 사회를 위해 세포생물학전공).

감수 분열

다른 유형의 세포 분열 인 감수 분열은 고환과 난소의 생식 세포에만 관한 것입니다. 그것은 필수적이 형성을 위한 배우자–정자 및 ova–과에 대한 책임을 소개하는 유전자 변이여’셔플’우리’의 갑판 유전자’,손님들의 유전자에 의해 수행과 정자 ova 은 변동성이 높습니다.

중 meiosis 고,이배체의 수 염색체(46)가 절반으로 줄어듭을 지키 정자 및 난자가 단일의 수 염색체(23)는 동안,수정,때는 벌을 가지 정충 침투 한 벌을 가지고 난자는,이배체수가 복원됩니다. 또한 각 자손이 어머니로부터 약 절반의 유전자와 아버지로부터 절반을 받도록합니다. 유사 분열에서 일어나는 것과는 달리,딸 세포는 부모 세포로부터 DNA 의 동일한 보체를받지 못합니다.

감수 분열은 감수 분열 I(그림 3)과 감수 분열 II(그림 4)의 두 단계로 발생하며,각각은 4 단계(prophase,metaphase,anaphase 및 telophase)를 포함합니다.

Meiosis I

의향 I. 으로 유사분열,DNA 복제가 발생하는 동안 계면서,처음에의 의향 I,각 염색체로 구성되어 있는 두 개의 동일한 염색 분체. 우리 세포에 존재하는 23 쌍의 염색체 각각에서,하나의 염색체는 어머니로부터,그리고 하나는 아버지로부터 왔을 것입니다. 이는 동종의 염색체 쌍 매우 밀접하게 할 수 있도록,세그먼트는 인접한 자매 염색 분체하는 것에 교환 프로세스에서는’건너’. 횡단하는 동안 통해,섹션의 산모와 아버지의 염색체이 절단 교환 및 접합된 곳으로와,그 결과 새로운 염색체 데 서로 다른 종의 유전자입니다. 이 과정은 유전 적 변이를 보장하며 인구의 유전 적 및 물리적 다양성을 크게 담당합니다. 넘어서 교차 한 후에,핵 봉투는 점차적으로 분해되어 세포질에 매달려있는 염색체를 남깁니다.

메타 제 I. 스핀들 세뇨관은 중심에서 염색체에 형성되고 부착됩니다. 염색체는 세포의 중심 영역(적도)으로 기동됩니다.

Anaphase I. 스핀들 tubules 는 수축되어 각 상동 염색체 쌍의 각 구성원을 세포의 반대 극으로 끌어 당깁니다. Metaphase I 동안 모성 및 부계 염색체의 배열과 anaphase I 동안의 후속 분리는 완전히 무작위입니다. 이 독립적 인 염색체 구색은 정자와 난자가 모성과 부계 염색체의 좋은 혼합을 받도록합니다.

텔로 파제 I. 세포의 각 극에서의 염색체 수는 46 개(이배체 수)에서 23 개(일배체 수)로 절반으로 감소했다. 새로운 핵막은 염색체의 각 일배 체형 세트 주위에 점차적으로 형성되며,세포 분열은 세포질의 분열로 이어진다. 이것은 결국 두 개의 새로운 일배 체형 딸 세포를 생성합니다.

Meiosis II

각각의 새로운 벌을 가지고 딸 세포는 지금은 겪는 두 번째의 위상을 세포분열,meiosis II(그림 4). 감수 분열 II 의 단계는 대부분 유사 분열의 단계와 동일합니다:

• 의향 II–핵 막을 나누,을 떠나 염색체 중지에서 세포질;
• 분열 II–스핀들 세관 양식을 첨부하 centromere 의 각 염색체 및동 염색체로 지역 적도;
• Anaphase II–스핀들이 세관,계약 당 각 chromatid 에서 떨어져 그 sister chromatid 으로 반대 극 셀;
• Telophase II–새로운 핵 봉투 주위에 각각의 단일의 설정 염색체 및 cytokinesis 에서 결과 분열의포; 이것은 두 개의 새로운 일배 체형 딸 세포를 생성합니다.

생식 체 형성

에서 남자,정자 형성에 정 세관의 고환. 새싹 세포에서 고환(정조 세포)제공 상승을 이배체 primary 정모 세포는 다음을 받 meiosis 의 결과로 네 단일 정자. 성인 남성은 하루에 80-300 만의 속도로 엄청난 수의 정자를 생산합니다.

생식 년 동안 여성이 생산 한 ova 의 수는 현저히 낮습니다. 난소의 생식 세포(oogonia)는 이배체 원발성 난 모세포를 일으키며,이어서 감수 분열을 거쳐 haploid ova(난 모세포)를 형성한다. 출생시 약 2 백만 개의 오바(ova)가 존재하지만,대부분은 나이가 들어감에 따라 점진적으로 퇴화합니다. 이것은 그녀의 비옥 한 해 동안 여성이 평균적으로 약 400 개의 생존 가능한 ova 만 방출한다는 것을 의미합니다(VanPutte et al,2017).

Nondisjunction

감수 분열의 핵심 기능은 23 개의 염색체의 일배 체형을 갖는 배우자를 만드는 것입니다. 나이로,분리의 동종의 염색체가 발생하는 동안 meiosis 덜 효율적인을 의미하는,추가 염색체 수행될 수 있으로 배우자. 이 현상을 nondisjunction 이라고합니다.

Nondisjunction 은 일반적으로 염색체 21 의 여분의 사본을 갖는 나이든 여성의 ova 를 초래합니다. 정자 세포가 그러한 난자를 수정하면 염색체 21 의 자체 사본을 전달하여 삼 염색체 21 과 다운 증후군이있는 아기를 낳을 것입니다(1 부 참조).

지만 어머니의 나이는 일반적으로 인용했으로 중요한 위험 요소에 대한 아기를 갖는 것으로 염색체 장애 그것은 지금 인정되는 다운증후군 및 기타의 예에는 이수성(추가 또는 누락 염색체)또한 정기적으로의 결과로 발생할 nondisjuction 형성되는 동안 정자의 세포이다.

지만 어머니의 나이는 일반적으로 인용 주인공으로 위험 요소에 대한 아기와 다운증후군 또는 다른 형태의 이수성,지금 우리가 알고 있는 나의 아버지는 위험 요소로 이러한 유전 조건의 결과로 발생할 nondisjunction 형성되는 동안 정세포(미국 국립 다운증후군회). 현재 증거를 나타내는 주변에 90%의 경우의 trisomy21 결과에 추가의 복사본을 염색체 21 에서 난자의 주위에,4%에서는 여분의 복사본을 정자,나머지 경우에서 오류를 세포분열 중 태아 발달(US National Institute of Child Health and Human Development).

결론

유전자는 상속의 기본 단위입니다. 의 건너 염색체 동안 meiosis 고 독립적인 염색체의 구색은 정자 및 난자가 임의로 조합의 유전자에서 상속되는 어머니와 아버지입니다. 이것은 유전 적 다양성을 보장합니다. 유전자는 궁극적으로 우리 몸을 만드는 단백질과 우리의 생화학을 제어하는 효소를 구성하기위한 정보를 암호화합니다. 제 3 부는 DNA 서열을 단백질로 번역하는 것을 탐구 할 것이다.

• 이 기사를 읽고,귀하의 지식을 테스트 NT Self-assessment. 는 경우에 당신은 점수 80%이상을 다운로드할 수 있습니다 개인증서 저장소에서 NT 포트폴리오의 증거로 CPD 에 대한 revalidation
• 을 NT 자체 평가를 위해 이 문서는