減数分裂

高等学校生物DNA複製を1回行った後の、相同染色体の向きが独立に決まり、2本の染色分体間で交叉が起こる場合もある、決定論的な二倍体の減数分裂

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この実験について

相同染色体のペアの向きを決め、連続する2回の分裂の産物を比較します。第1分裂では相同染色体が分離し、第2分裂では姉妹染色分体が分離します。連鎖した2つの遺伝子座の間で交叉が起こる場合を設定すると、DNA複製が追加で行われなくても、親型の染色分体とともに組換え染色分体が生じる様子がわかります。

学習目標

  • 相同染色体の分離と姉妹染色分体の分離を区別する。
  • 1回の複製と2回の分裂を通じてDNA量を追跡する。
  • 相同染色体の向きと指定された交叉が、配偶子の対立遺伝子配列にどう関係するかを確認します。

使い方

  1. 1複製後の第一減数分裂前期を観察し、相同染色体の各ペアの向きを選択します。
  2. 2AB と ab のペアで交叉を1回有効にし、第一分裂まで進めます。
  3. 3減数第二分裂まで進み、最終的にできる4つの産物をすべて確認します。
  4. 4交叉をオフにし、異なるペアの向きを選んで繰り返し、対立遺伝子配列を記録します。

モデル

2回の分裂におけるDNAの分配
n組の相同染色体それぞれの独立した配向の選択

前提条件

  • 最初のスナップショットの時点で、DNA複製はすでに完了しています。追跡対象の系全体のDNA量は一貫して4Cで、最終的な半数体産物1つあたりでは1Cです。
  • 最初のペアは AB と ab を持っています。選択された交叉では、各相同染色体から1本ずつの染色分体の間で末端側の遺伝子座が入れ替わり、2本の組換え染色分体が生じます。ほかのペアは C/c と D/d を持っています。
  • 向きのパターンは決定論的で、各ペアには2通りの選択肢があります。染色体の喪失、突然変異、遺伝子変換、複数回の交叉は対象外です。選択された交叉はイベントであり、測定された組換え確率ではありません。

授業で試してみましょう

  1. Q1第1減数分裂と第2減数分裂の間にS期がないのはなぜですか?
  2. Q2相同染色体のペアにある4本の染色分体のうち、交叉に関与するのが2本だけなのはなぜですか?

よくある質問

2ⁿは、この1回の減数分裂でその数の細胞ができるという意味ですか?

いいえ。これは、複数回の減数分裂で起こりうる相同染色体の配向パターンの数です。モデル化した1回の減数分裂でできる産物は4つです。

1回の交叉の後に、AB型の親型産物が2つ、組換え型産物が2つできるのはなぜですか?

選択された領域を交換するのは、非姉妹染色分体2本だけです。残りの2本は元の組み合わせを保ちます。