2007-07-31

7/22 なんでや劇場③ 細胞が分裂するのはなんで?

今回は原核単細胞生物から人類に至るまで、あらゆる生物に共通する基本的な機能である細胞分裂の秘密を探ります。


画像はウィキペディアより

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  細胞周期
saiboushuuki.gif
細胞は、G1(間期1)->S(DNA合成期)->G2(間期2)->M(細胞分裂期)という4個の相を繰り返しながら増殖します。
出典:東京都臨床医学総合研究所
細胞分裂(真核生物では体細胞分裂)はDNAをはじめ、細胞の各構成要素が二倍に増加し、体積も二倍になった後に分裂を開始します。
DNA%E9%87%8F.gif
なんでや劇場では、細胞(生命体)は生化学反応の連鎖によって存在するので大きくなる。といった説明がありましたが、栄養不足だからといって激しく縮小することもないですし、制御機能もセットされているので、生化学反応の連鎖=大きくなることではありません。
原核生物に比べ真核生物は1000倍以上に進化し、多細胞化することでさらに大型化していった過程を鑑みると、細胞レベルにおいても大型化のベクトルは適応戦略として存在していると思われます。
体積の拡大に比べ表面積の拡大比率は小さく、したがって細胞が大きくなると生体膜の反応(物質交換)や外識機能(外部・外界認識)の負担が増大するため分裂した。つまり生体膜の統合機能が保てなくなるので細胞が分裂したと考えられます。
しかし、細胞が分裂したのはそれ以上に重要な理由があります。
細胞分裂とは種の保存則の第一原理、つまり生殖の起源そのものです。
自然界は紫外線や温度変化、捕食、栄養不足など様々な外圧が加わる過酷な状況です。
多くの同類他者を作る=細胞分裂することで、リスクを分散し、恒常的に変化する外部環境に対する適応体をつくろうとしているのです。
細胞分裂は基本的に同じものを複製し、安定的に種を維持しようとする仕組みです。
しかしながら、微小な変異(コピーミスや外圧による化学変化)を常に伴っていることも事実です。
変異は偶然だけではありません。その後、変異を制御したり、加速する仕組みも登場しています。
詳しい説明は、次回以降に続きます。
ご期待ください。

List    投稿者 tsuji1 | 2007-07-31 | Posted in ①進化・適応の原理1 Comment » 

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コメント1件

 のだおじさん | 2007.09.01 19:36

多細胞生物は、多くの細胞が単に集まっているだけの状態から、進化するにしたがって、集まった細胞が多様な機能を担うようになっていく。
機能分化は、一つ一つの細胞が自分の役割を限定することで実現している。
生殖細胞という、全ての機能を発現する可能性を持った細胞を分化することで、それ以外の体細胞は機能を制限することが可能になった。
生殖細胞の分化が生物進化の鍵を握っている。

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