細胞周期の図
G0を含むG1・S・G2・M期、3つのチェックポイントと対応するサイクリンとCDKの組、有糸分裂と細胞質分裂、がんの版まで、ラベル付きや空欄の細胞周期の図を作ります。学校の生物とがん研究のための図です。
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。
ラベル付きの細胞周期の図を読む：24時間を1つの円で
上端の細い M期の扇形から始め、矢印に沿って時計回りに進みます。各弧の長さは、かっこ内の時間に合わせて描いてあります。
- 1
M期（0.5時間）
前期から終期までの有糸分裂のあと細胞質分裂が起こり、2つの娘細胞が G1期に入ります。
- 2
G1期（9時間）と横の G0期
細胞はサイクリンD–CDK4/6 のもとで成長します。分裂をやめる細胞は G0期のループへ出ます。
- 3
G1/S チェックポイント → S期（10時間）
制限点を越えると、サイクリンE–CDK2 が DNA 複製を始め、サイクリンA–CDK2 がそれを進めます。
- 4
G2期（4.5時間）→ G2/M チェックポイント
DNA が損傷なくすべて複製されていれば、サイクリンB–CDK1 が細胞を再び M期へ送ります。
間期・細胞質分裂・チェックポイント：目的に合った細胞周期の図
上の円が全体を描いた版です。授業や論文では、その一部だけを使うか、同じ周期を別の形で描くことがほとんどです。
間期の図
G1期、S期、G2期を3つの弧ではなく3つの細胞として描きます。核はそのままでクロマチンはほどけているため、1本ずつの染色体は見えず、変わるのは中身です。G1期には細胞が成長し、S期にはすべての染色体が複製されて2本の姉妹染色分体になり中心体も複製され、G2期には中心体が2つになって有糸分裂に必要なタンパク質がつくられます。間期は24時間のうち約23.5時間を占めるので、顕微鏡で見る細胞はたいてい間期です。
細胞周期の各期の図
円の各期に細胞の小さな絵を添えた図です。G1期は小さな細胞、S期は倍になっていく染色体、G2期は中心体が2つある大きな細胞、M期は凝縮した染色体、細胞質分裂のあとは2つの娘細胞です。「各期の細胞も描く」と指定しなければ、ラベル付きの円だけが描かれます。
細胞周期の円グラフ
各期にかかる時間の割合に合わせて扇形の大きさを決めます。24時間のヒト細胞なら G1期 135°、S期 150°、G2期 67.5°、M期 7.5° です。タマネギの根端の観察実験では、扇形は時間ではなく細胞数から決まります。各期にある細胞の割合に周期の長さを掛けると、その期のおよその長さが求まります。数えた細胞数か時間を伝えれば、それに合わせて扇形を描きます。
細胞周期と体細胞分裂（有糸分裂）の図
円の細い M期を引き出し、細胞の列として並べた図です。前期、前中期、中期、後期、終期、そして細胞質分裂の順です。有糸分裂の図は、周期の中にこのように収まります。有糸分裂は核を分ける過程で、24時間のうち30分ほどしかありません。
細胞周期のチェックポイントの図
3つのチェックポイントを関門として描き、それぞれが確かめる内容を添えます。G1/S（細胞の大きさ、栄養、増殖シグナル、DNA 損傷。p53、p21、Rb がここで働く）、G2/M（DNA が損傷なくすべて複製されたか）、中期の紡錘体チェックポイント（すべての動原体が両極からの紡錘糸に付いたか）です。調節まで扱う授業なら、サイクリン–CDK の組み合わせも加えてください。
細胞質分裂の図
M期の終わりに細胞質が分かれるようすを、2種類の細胞で描きます。動物細胞では、アクチンフィラメントの収縮環がもとの赤道面の位置で締まり、分裂溝で細胞を2つにくびり切ります。植物細胞では、ゴルジ体由来の小胞が赤道面に集まって融合し、細胞板となって中央から外へ広がり、娘細胞の間の新しい細胞壁になります。
がん細胞の細胞周期の図
ブレーキを外された通常の周期です。DNA が損傷した細胞をもう止められない変異型 p53、G1/S の関門を保てなくなった Rb の欠失、止まることのない増殖シグナルを送り続けるがん遺伝子を描きます。働かなくなったチェックポイントに×印を付けるよう指定すると、通常の円との違いがひと目でわかります。
かんたんな細胞周期の図・イラスト
間期と分裂期の2つだけ、またはチェックポイントやサイクリンを入れない G1期、S期、G2期、M期の4つで描きます。生徒が手で写せるすっきりした線画です。「調節因子なし」と指定すれば、円のラベルは4〜5個にとどまります。
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。
空欄の細胞周期の図：名称を書く穴埋めプリント
この空欄の図に細胞周期の名称を書き込むときは、上端の細い扇形から始め、矢印に沿って時計回りに進みます。細胞周期の穴埋めでまちがえやすいのは次の4か所です。
- 1
細い扇形が M期で、次が G1期
有糸分裂は24時間のうち30分です。そこから時計回りに G1期、下側に沿って S期、続いて G2期が来ます。
- 2
G1期から出るループは G0期
分裂をやめた細胞の出口で、円の中の5番目の期ではありません。
- 3
紡錘体チェックポイントは M期の中
赤い印は M期の扇形の中、中期の位置にあります。残りの2つは G1/S と G2/M にあります。
- 4
サイクリンE とサイクリンA
G1/S の印のところの枠はサイクリンE–CDK2、S期の弧の下の枠はサイクリンA–CDK2 です。
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。
間期には何が起こっていますか？
細胞は成長し、DNA を複製します。G1期には成長してタンパク質や細胞小器官をつくり、S期にはすべての染色体を複製して2本の姉妹染色分体にし、中心体も複製し、G2期には有糸分裂に必要なタンパク質をつくります。24時間のヒトの周期のうち間期は約23.5時間を占めます。G1期から S期へ、G2期から M期へ移る2か所に、それぞれ G1/S と G2/M のチェックポイントがあります。
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。
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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