「細胞周期のさまざまな段階にはどれくらいの時間がかかりますか？
細胞周期のさまざまな段階にはどのくらいの時間がかかりますか？
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複製は、生きている物質の特徴の一つです。 一つの細胞が二つになるにつれて行われる細胞周期と呼ばれる一連のプロセスは、分子時代の支配的な研究テーマであり、時には細胞周期がゆがんでいる疾患として特徴づけられる癌などの疾患の研究にも幅広く応用されている。 細胞周期は、ある細胞型から次の細胞型に類似している方法と、それらが異なる方法の両方にとって興味深いものです。 対象を救済するために、我々は、組織培養中およびショウジョウバエの胚発生中の哺乳動物細胞のために、モデル原核生物を含む様々な異なる生物の細胞 具体的には、1つのセルが2つに分割されるために行われる個々のステップは何ですか、そしてこれらのステップにはどのくらいかかりますか？P>
図1: Caulobacterの150分の細胞周期は細胞分裂の間に起こる主形態学的な、新陳代謝のでき事のいくつかを強調する示されている。 M期は、真核生物のように組み立てられる真の有糸分裂装置がないため、示されていない。 Caulobacter（および他の細菌）における染色体分離の多くは、DNA複製と同時に起こる。 染色体分離および特に二つの円形染色体の脱染色の最終段階は、G2相の間に起こる。 Ｌａｕｂ ｅ ｔ ａ ｌ．，Ｓｃｉｅｎｃｅ２ ９ ０：２ １ ４ ４，２ ０ ０ ０．)
間違いなく最も特徴づけられる原核生物の細胞周期は、モデル生物Caulobacter crescentusの細胞周期である。 この細菌の魅力的な特徴の一つは、研究者が二つの子孫の一方を顕微鏡カバースリップに結合させることを可能にする非対称的な細胞分裂を有し、他の娘が邪魔することなくさらなる研究を可能にすることである。 これにより、図1に示すように、≤150分の細胞周期（BNID104921）が慎重に描写されました。 細胞周期の主要な構成要素は、G1（第一成長期、≥30分、BNID104922）であり、少なくともいくつかの最小量の細胞サイズの増加が起こる必要があり、DNAが複製されるS期（合成、≥80分、BNID104923）、染色体分離が展開され、細胞分裂につながるG2（第二成長期、≥25分、BNID104924）である（最終段階は≥15分持続する）。 Caulobacter crescentusは、特定の生物が”モデル生物”の状態に昇格する方法の興味深い例を提供します。 この場合、細胞周期の進行は、容易に視覚化された識別可能な段階を与える分化プロセスと手をつないで、モデル細菌E.coliよりも細胞周期の生物学者に組織培養における哺乳動物細胞の挙動は、高等真核生物における細胞周期について私たちが知っていることの多くの基礎となってきました。
真核生物の細胞周期は、細胞の材料が複製されている細胞周期の部分と有糸分裂、染色体分離とその後の細胞分裂に出席する物理的プロセスのセッ 細胞周期におけるプロセスの速度は、主にその速度は、我々はすでに検討しているDNAと細胞骨格フィラメントの重合などの分子イベントの多くから構 Ｈｅｌａ細胞における２ ０時間の特徴的な細胞周期時間については、ほぼ半分がＧ１（ＢＮＩＤ１ ０ ８ ４ ８ ３）に費やされ、もう半分に近いものがＳ期（ＢＮＩＤ１ ０ ８ ４ ８ ５）であるのに対し、Ｇ２およびＭ 期間で最も変動するステージはG1です。 細胞周期の持続期間が増加するときより少なく好ましい成長の条件でこれは規定するサイズチェックポイントが達されるまでかかる時間が大部分に、おそらく原因で影響を受けている段階である。 さまざまな種類の証拠がそのようなチェックポイントの存在を指摘していますが、現在は非常によく理解されていません。 歴史的には、細胞周期の段階は、通常、固定細胞を用いて推定されてきたが、最近では、細胞周期の異なる段階で局在を変化させる遺伝的にコードされたバイオセンサーは、細胞周期の進行と停止に関する生細胞の時間的情報を得ることを可能にした。P>
図2:異なるセルタイプのセルサイクル時間。 各円グラフは、細胞周期の各一次段階に費やされた細胞周期の割合を示しています。 各チャートの面積は、全体的な細胞周期の持続時間に比例します。 細胞周期の持続期間は理想的な条件の下で最低の倍増の時間を反映する。 （Ｄａｖｉｄ Ｍｏｒｇａｎによる「Ｔｈｅ Ｃｅｌｌ Ｃｙｃｌｅ−Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏ ｆ Ｃｏｎｔｒｏｌ」から適応される。細胞周期の長さは、細胞が新しいゲノムを合成するのにかかる時間とどのように比較されますか？ ゲノム長と倍増時間の間のデカップリングは、複数のDNA複製開始部位の使用のために真核生物に存在する。 哺乳動物細胞については、全体的な細胞周期時間が大きく変化する多くの組織について、ＤＮＡ複製が起こるＳ期の持続時間が著しく一定であることが 結腸または舌に見られるようなマウス組織の場合、S期は6.9から7.5時間の小さな範囲で変化した（BNID111491）。 ヒト、ラット、マウスおよびハムスター全体のいくつかの上皮組織を比較した場合でも、S期は6および8時間の間であった（BNID107375）。 これらの測定は、1960年代に放射性標識されたヌクレオチミジンを用いて一種のパルス追跡実験を行うことによって行われた。 短いパルスの間、放射性化合物はS期の細胞のゲノムにのみ取り込まれた。 M期における標識された細胞の出現および消失の持続時間を測定することにより、S期がどれくらい持続したかを推測することができる。s期の持続時間がそのような細胞において比較的一定であるという事実は、s期にある所与のスナップショットにおける細胞の割合のみの知識から細胞周期の持続時間を推定するために今日まで使用されている。 例えば、細胞の３分の１が、約７時間続くＳ期に見られる場合、細胞周期時間は、約７時間／（１／３）≧２ ０時間であると推定される。 今日、これらの種類の測定は、主にS相のマーカーとしてBrdUを使用して行われています。 我々は、この比較的一定の複製時間の起源と、それがDNAポリメラーゼの速度とゲノムに沿った複製開始部位の密度とどのように関連しているかについての満足な説明を認識していない。
細胞周期の多様性を図2に示し、いくつかのモデル生物とその細胞周期の異なる段階の持続時間と位置を示しています。 極端な例は、ショウジョウバエmelanogasterの胚発生の魅惑的なプロセスで発生します。 この場合、新しい細胞質物質を合成するのではなく、遺伝物質の複製を除いて質量が本質的に保存されるため、従来の細胞分裂とは状況が異なる。 これは約10世代にわたって非常に同期的に起こり、胚内の何千もの細胞の複製サイクル、例えばサイクル10と11の間では、図2（BNID103004、103005、110370）に示すように約8分 これは、ゲノムが≈120百万bpの長さであっても、任意の細菌の複製時間よりも高速です（BNID100199）。 細胞が時間的動態を適応させる能力の顕著な例。/div>
