減数分裂（Meiosis）

減数分裂（Meiosis）は、生殖細胞（配偶子）を形成するために行われる特別な細胞分裂のプロセスである。この分裂によって、親細胞の染色体数（2n）が半減し、4つの遺伝的に異なる娘細胞が生成される。これは、遺伝的多様性を生み出し、次世代の染色体数を維持する上で重要である。

減数分裂の特徴

1. 染色体数の半減
   • 親細胞の染色体数（2倍体, 2n）が半減し、娘細胞は染色体を1セット（単相, n）持つ。これにより、受精後の染色体数が一定に保たれる。
2. 遺伝的多様性の生成
   • 乗換え（クロスオーバー）や独立分配により、遺伝的に異なる細胞が形成される。
3. 2回の分裂
   • 減数分裂は減数分裂I（第一分裂）と減数分裂II（第二分裂）の2段階に分かれる。
4. 4つの娘細胞を生成
   • 結果として、4つの遺伝的に異なる単相細胞が生じる。
5. 生殖細胞の形成に特化
   • 減数分裂は精子や卵などの配偶子を形成するために行われる。

減数分裂の過程

1. 減数分裂I（第一分裂）

染色体数を半減する分裂。2倍体細胞が単相細胞に分かれる。

• 前期I（Prophase I）
  • 染色体が凝縮し、相同染色体が対合して二価染色体を形成する。
  • 乗換え（クロスオーバー）が起こり、遺伝情報が交換される。
  • 核膜が消失し、紡錘体が形成される。
• 中期I（Metaphase I）
  • 二価染色体が細胞の赤道面に並ぶ。
  • 相同染色体は無作為に並ぶ。
• 後期I（Anaphase I）
  • 相同染色体が分離され、細胞の両極に移動する。
• 終期I（Telophase I）
  • 染色体が細胞の両極に集まり、核膜が再形成される場合がある。
• 細胞質分裂（Cytokinesis）
  • 2つの娘細胞が形成される。それぞれが単相（n）であるが、染色体はまだ姉妹染色分体を含む。

2. 減数分裂II（第二分裂）

第一分裂で分かれた娘細胞がさらに分裂する。これは、体細胞分裂と似ている。

• 前期II（Prophase II）
  • 染色体が再び凝縮し、核膜が崩壊する。
• 中期II（Metaphase II）
  • 染色体が細胞の赤道面に整列する。
• 後期II（Anaphase II）
  • 姉妹染色分体が分離され、染色体として細胞の両極に移動する。
• 終期II（Telophase II）
  • 染色体が脱凝縮し、核膜が再形成される。
• 細胞質分裂（Cytokinesis）
  • 4つの単相細胞が形成される。

減数分裂における遺伝的多様性の機構

1. 乗換え（クロスオーバー）
   • 前期Iにおいて、相同染色体間で遺伝情報が交換される。これにより新しい遺伝子組み合わせが生じる。
2. 独立分配
   • 中期Iにおいて、相同染色体が無作為に並ぶことで、多様な染色体組み合わせが形成される。
3. 受精
   • 減数分裂によって生成された配偶子がランダムに受精することで、さらなる多様性が生じる。

減数分裂の生物学的意義

1. 遺伝的多様性の創出
   • 乗換えや独立分配によって新しい遺伝子組み合わせが生まれ、生物集団の進化を促進する。
2. 進化の促進
   • 遺伝的多様性は環境適応能力を高め、進化の重要な原動力となる。