【81】細胞周期とDNA合成

細胞周期（G1期・S期・G2期・M期）の中でも、M期（分裂期）の細胞だけは、染色体が凝集していることから、顕微鏡観察で見分けることができる。

細胞周期の長さ（細胞数が２倍に増える時間）が分かっていれば、顕微鏡観察した細胞数の比率から、M期（分裂期）の長さを計算できる。

一方、G1期（DNA合成準備期）、S期（DNA合成期）、G2期（分裂準備期）の長さを調べるために、放射性のチミジン（DNAの材料）を細胞に取込ませる方法がある。

放射性のチミジンを、ごく短い時間だけ細胞が取込むと、その時にちょうどS期（DNA合成期）にいた細胞だけが放射性標識される。（放射線を出すようになる。）

そのまま細胞を培養を続け、”S期（DNA合成期）の終わり間近で標識された細胞”がM期（分裂期）に到達するまでの時間（M期の細胞に”放射性標識された細胞”が現われるまでの時間）から、G2期（分裂準備期）の長さが分かる。

さらに培養を続け、”S期（DNA合成期）の終わり間近で標識された細胞”がM期（分裂期）を出るまでの時間（M期の細胞のうち”放射性標識された細胞”が一定数で変化しなくなるまでの時間）がG2期とM期の合計時間になることから、M期（分裂期）の長さが分かる。

やがて、”S期（DNA合成期）に入った直後に標識された細胞”がM期（分裂期）に到達するまでの時間（M期の細胞のうち”放射性標識された細胞”が減り始める時間）がS期とG2期の合計時間になることから、S期（DNA合成期）の長さが分かる。

細胞周期（細胞数が２倍に増える時間）の長さが分かって入れば、S期（DNA合成期）、G2期（分裂準備期）、M期（分裂期）を除くことで、G1期（DNA合成準備期）の長さも分かる。

では、放射性チミジンを長時間取り込み続けると・・・。

やがて全ての細胞が放射性標識される。

【補足】

• チミジン（DNAを構成するチミン塩基を含む化合物。）
• 放射性チミジン（分子内の水素を、放射性の三重水素に置換したチミジン。放射線を発する。）
• 三重水素（トリチウム。水素の放射性同位体。陽子1個と中性子2個からなる原子核をもつ。半減期12.32年でヘリウム3にベータ崩壊する。）
• オートラジオグラフ（分子を構成する元素の一部を放射性同位体に置換して標識し、分子の所在を追跡する手法。）
• G1期（DNA合成準備期。細胞分裂の後、DNA合成が始まるまでの期間。）
• S期（DNA合成期。染色体が複製され、DNA量が倍増する時期。）
• G2期（分裂準備期。DNA合成の後、細胞分裂が始まるまでの期間。）
• M期（分裂期。染色体の配置などから、さらに前期、中期、後期、終期に分けられる。）
• G0期（分裂休止期。細胞分裂の後、特定の形状・機能をもった細胞に分化する期間。）

【参考資料】

• 吉里勝利（2018）.『改訂 高等学校 生物基礎』.第一学習社
• 浅島 誠（2019）.『改訂 生物基礎』.東京書籍
• 吉里勝利（2018）.『スクエア最新図説生物neo』.第一学習社
• 浜島書店編集部（2018）.『ニューステージ新生物図表』.浜島書店
• 大森徹（2014）.『大学入試の得点源　生物［要点］』.文英堂