細胞周期の図
必要な細胞周期を説明するだけで、すっきりした円形の図ができます。G1期、S期、G2期、M期を順に並べ、各期の弧は長さに比例し、G0期は横に置き、3つのチェックポイントと各移行のサイクリン–CDK も示します。下のラベル付き版と空欄版は無料で見られます。
細胞周期の図の例
24時間の比率で描いた細胞周期、プリント用の簡単な周期、チェックポイントとサイクリン–CDK、空欄版。いずれも表示のプロンプトの実際の生成結果で、クリックで読み込み編集できます。
ラベル付き細胞周期（解答）
真核細胞の細胞周期を1つの円で描いた図です。間期（G1期、S期、G2期）と、有糸分裂の各期と細胞質分裂を含む M期、横に G0期、3つのチェックポイントとサイクリン–CDK を示しています。解答用にも、細胞周期のテンプレートとしても使えます。
穴埋め用の空欄細胞周期
同じ円の各期、チェックポイント、調節因子の名前をすべて空欄の解答線に置き換えた版です。プリントに使え、各期の名前を書いたあと、細胞が次へ進む前に自分を点検する場所を書き込めます。
細胞周期とは？
細胞周期とは、真核細胞が成長し、DNA を複製し、2つの同じ娘細胞に分裂するまでの順序だった一連の過程で、間期（G1期、S期、G2期）のあとに有糸分裂と細胞質分裂からなる分裂期（M期）が続き、G1/S、G2/M、中期のチェックポイントが条件がそろうまで周期を止めます。各期から次の期へ細胞を進めるのはサイクリン–CDK 複合体です。
要点
- 時間のほとんどは間期です。周期が24時間の、盛んに分裂するヒト細胞では、G1期が約9時間、S期が約10時間、G2期が約4.5時間で、M期は約30分しかありません。正しい図で M期が細い扇形になるのはこのためです。
- DNA は S期に1回だけ複製されます。各染色体は動原体（セントロメア）でつながった2本の姉妹染色分体に複製され、中心体も複製されます。G1期と G2期はその前後の成長と準備の期間です。
- 3つのチェックポイントが周期を見張ります。G1チェックポイント（制限点）は大きさ、蓄え、増殖シグナル、DNA 損傷を確かめ、G2/M チェックポイントは DNA が損傷なくすべて複製されたかを確かめ、紡錘体チェックポイントはすべての動原体が両極からの紡錘糸に付くまで後期を待たせます。
- サイクリンは増減し、CDK は一定です。CDK の量はほぼ一定で、サイクリンの量が変動します。G1期前半はサイクリンD–CDK4/6、G1/S 移行はサイクリンE–CDK2、S期はサイクリンA–CDK2、G2/M 移行はサイクリンB–CDK1 が担います。
- 細胞は周期から G0期へ出ることがあります。静止した細胞は、信号で G1期に戻るまで G0期で待ちます。成熟した心筋細胞や神経細胞のように、まったく、またはほとんど分裂しない細胞は G0期にとどまり続けます。
細胞周期の図の作り方
周期を説明する
必要な内容を書きます。全体ラベル付きの周期、間期と分裂期だけのかんたんな円、チェックポイントとサイクリン–CDK、空欄プリントなど。描きたい期と調節因子を挙げれば、それだけが描かれます。
スタイルを選ぶ
デフォルトはフラットで清潔な教科書スタイル。時計回りに読む1つの円、長さに比例した色付きの弧で示す各期、輪を横切る線で示すチェックポイント、まっすぐな引き出し線のラベル。水彩、線画などの仕上げも選べます。
調整して書き出す
生成結果はワークスペースに開き、部分的な描き直し、キャンバス上でのラベル編集、アップスケール、高解像度での書き出しができます。
細胞周期の各期
ラベル付きの細胞周期の図がふつう示す期とチェックポイント、そこで起こること、それを進めたり点検したりするものです。特に指定がなければ、この内容がデフォルトになります。
| 期 | 区分 | 起こること | 進める・点検するもの |
|---|---|---|---|
| G0期 | 周期の外 | 静止状態。分裂の準備をせずに本来のはたらきをする | 増殖シグナルで G1期に戻る |
| G1期 | 間期 | 細胞が成長し、DNA 複製のための材料とエネルギーをためる | サイクリンD–CDK4/6 |
| G1/S チェックポイント | G1期の終わり | 大きさ、蓄え、増殖シグナル、DNA 損傷を確かめる。制限点 | p53、p21、Rb。サイクリンE–CDK2 が通過させる |
| S期（合成期） | 間期 | DNA が姉妹染色分体に複製され、中心体も複製される | サイクリンA–CDK2 |
| G2期 | 間期 | 有糸分裂に必要なタンパク質をつくる | サイクリンB–CDK1 が蓄積する |
| G2/M チェックポイント | G2期の終わり | DNA が損傷なくすべて複製されたかを確かめる | サイクリンB–CDK1 が分裂期への進入を起こす |
| 前期 | M期（有糸分裂） | 染色体が凝縮し、紡錘体ができ始める | サイクリンB–CDK1 |
| 前中期 | M期（有糸分裂） | 核膜が崩壊し、動原体が紡錘糸に付く | サイクリンB–CDK1 |
| 中期 | M期（有糸分裂） | 染色体が赤道面に並ぶ | 紡錘体チェックポイント |
| 後期 | M期（有糸分裂） | 姉妹染色分体が分かれて両極へ移動する | 紡錘体チェックポイント通過後の APC/C |
| 終期 | M期（有糸分裂） | 核膜が再びでき、染色体がほどける | — |
| 細胞質分裂 | M期 | 細胞質が分かれる。動物細胞ではくびれ（分裂溝）、植物細胞では細胞板 | — |
弧の長さは時間に従います。周期が24時間のヒト細胞では、G1期 ≈ 9時間、S期 ≈ 10時間、G2期 ≈ 4.5時間、M期 ≈ 0.5時間です。時間は細胞の種類によって違うので、授業で使う数値を指定すればその値で描かれます。
細胞周期と有糸分裂の違いは？
細胞周期は、分裂する細胞の一生（成長、DNA 複製、分裂）全体を指し、有糸分裂はその M期の中の核分裂だけを指します。24時間のヒト細胞周期のうち有糸分裂は約30分で、残りは間期です。
| 細胞周期 | 有糸分裂 | |
|---|---|---|
| 範囲 | 間期（G1期、S期、G2期）と M期 | M期の中の核分裂 |
| DNA 複製 | あり（S期） | なし（DNA はすでに複製済み） |
| 段階 | G1期、S期、G2期、M期（周期外に G0期） | 前期、前中期、中期、後期、終期 |
| 24時間の周期に占める時間 | 24時間すべて | 約30分 |
| 染色体 | おもに半ば凝縮したクロマチン | 凝縮し、光学顕微鏡で見える |
| チェックポイント | G1/S、G2/M、紡錘体 | 中期の紡錘体チェックポイント |
| よく使う図 | 円 | 1段階に1つずつ並べた細胞の列 |
細胞周期は円で、有糸分裂は順番の列で描きます。細胞質分裂はふつう M期に含めますが、有糸分裂とは別の過程です。
細胞周期の図はどこで使われる？
細胞周期の図は、中学理科の細胞分裂から大学の細胞生物学やがん生物学までの授業と、増殖、DNA 損傷、抗がん剤に関する論文の図でおもに使われます。詳しさはレベルとともに上がり、最初の授業なら4つの期、試験や論文ならチェックポイントとサイクリン–CDK までです。
中学・高校の生物
中学理科から高校の生物基礎・生物、大学入試までの細胞分裂の単元で、ラベル付きの円と、同じ図の空欄版を使うのが一般的です。
大学の細胞生物学
チェックポイント、サイクリンと CDK、Rb と E2F、p53 と p21、そして周期がどう始まりどう止まるかを扱う講義と試験問題。
がん研究
変異や薬がどのチェックポイントやサイクリン–CDK 複合体に作用し、細胞がどの期で止まるかを示す図。
ポスター・実験レポート
フローサイトメトリーの結果や同調培養の実験、科学コンテストのポスターの背景パネルとして使う、すっきりした細胞周期の図。
細胞周期についてよくある質問
細胞周期の図はどう描けばいいですか？
円を描き、時計回りに G1期、S期、G2期、M期に分けて、各期の弧を長さに比例させます。G1期・S期・G2期を間期としてまとめ、G1期から G0期を分岐させ、G1/S、G2/M、中期にチェックポイントを描き込みます。このツールでは必要な内容を書くだけで、この順に円が描かれます。
細胞周期にはどんな期がありますか？
間期（G1期、S期、G2期）と M期です。M期は有糸分裂（前期、前中期、中期、後期、終期）と、それに続く細胞質分裂からなります。分裂をやめた細胞は G1期から G0期に移ります。
ラベル付きの細胞周期の図と、穴埋め用の空欄版はありますか？
あります。どちらもこのページで無料です。ラベル付き版が解答になり、空欄版には各期、チェックポイント、調節因子ごとに解答線があります。詳しさを変えて新しい組を生成することもできます。
細胞周期の3つのチェックポイントとは？
G1/S チェックポイント（制限点）、G2/M チェックポイント、中期の紡錘体（M）チェックポイントです。順に、条件と DNA が複製に適しているか、DNA が損傷なくすべて複製されたか、すべての染色体が紡錘体に付いたかを確かめます。
細胞周期を制御するサイクリン–CDK 複合体はどれですか？
G1期のサイクリンD–CDK4/6、G1/S 移行のサイクリンE–CDK2、S期のサイクリンA–CDK2、G2/M 移行のサイクリンB–CDK1 です。CDK の量は一定で、サイクリンが増えたり減ったりするため、各複合体は決まった時期にだけ働きます。
G0期とは何ですか？
G0期は周期の外にある静止状態で、細胞は分裂の準備をせずに本来のはたらきをしています。信号で G1期に戻る細胞もあれば、成熟した心筋細胞や神経細胞のようにずっと G0期にとどまる細胞もあります。
細胞周期の各期はどれくらいの時間ですか？
周期が24時間の、盛んに分裂するヒト細胞では、G1期が約9時間、S期が約10時間、G2期が約4.5時間、M期が約30分です。ショウジョウバエの初期胚の約8分から、一生を G0期で過ごすヒトの細胞まで、長さは大きく違います。
細胞周期で p53 と Rb は何をしていますか？
どちらもおもに G1チェックポイントで働くブレーキです。p53 は DNA の損傷を見つけると周期を止め、p21 をはたらかせてサイクリン–CDK 複合体を抑えます。Rb は転写因子 E2F をつかまえておき、CDK が Rb をリン酸化すると E2F を放して S期を始めさせます。
チェックポイントが働かないとどうなりますか？
損傷した染色体や正しく分配されなかった染色体をもったまま細胞が分裂し、歯止めのない分裂はがんにつながります。Rb、p53、p21 はいずれもがん細胞で異常が見つかったタンパク質で、p53 の遺伝子 TP53 はヒトの腫瘍の半分以上で変異しています。
細胞周期と有糸分裂は同じですか？
違います。有糸分裂は M期の中の核分裂で、細胞周期には細胞が成長して DNA を複製する間期も含まれます。上の比較表で並べて確認できます。
一般的な画像生成AIや白紙の作図ツールと何が違いますか？
周期図のルールが組み込まれています。どの図も各期を正しい順に閉じた輪の上に並べ、向きのある矢印でつなぎ、期と調節因子の名前を正確に書くよう指示されています。印刷前には教科書と照らし合わせてください。キャンバス上でどの部分も移動、名前の変更、描き直しができます。
生成した図は授業や論文に使えますか？
使えます。生成した図はあなたのものです。プリント、発表資料、配布資料、ポスター、投稿論文で使えます。モデルにもよりますが、最大 4K の高解像度ラスターで書き出せます。
出典
- The Cell Cycle — Biology 2e, section 10.2 — OpenStax
- Control of the Cell Cycle — Biology 2e, section 10.3 — OpenStax
- Cell Cycle, Mitotic (R-HSA-69278) — Reactome
- G1/S Transition (R-HSA-69206) — Reactome
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