Centriole: التعريف والوظيفة والهيكل

إذا نجوت من فصل علم الأحياء ، فقد تتذكر النظر إلى الصور المحببة لهياكل الخلايا ، مثل المريكزات. كما يوحي اسمه ، يكون المريكز عادة بالقرب من مركز الخلية. المريكز عضية وتلعب دورًا مهمًا في انقسام الخلايا. عادةً ما تكون المريكزات في أزواج وتقع بالقرب من النواة.

يحتوي الجسيم المركزي على المريكزات في الخلية. يُعرف أيضًا باسم مركز تنظيم الأنابيب الدقيقة ، والجسيم المركزي هو عضية. لديها زوج من المريكزات. يحتوي المريكز عادة على تسع حزم من الأنابيب الدقيقة ، وهي أنابيب مجوفة تعطي العضيات شكلها ، مرتبة في حلقة. ومع ذلك ، فإن بعض الأنواع لديها أقل من تسع حزم. تعمل الأنابيب الدقيقة بالتوازي مع بعضها البعض. تحتوي الحزمة الواحدة على مجموعة من ثلاثة أنابيب دقيقة ، مصنوعة من بروتين يسمى توبولين.

يقع المريكزان بالقرب من مركز الخلية أو النواة ، وعادة ما يكون المريكزان بجوار بعضهما البعض. ومع ذلك ، فإنها تميل إلى أن تكون موجهة في الزوايا القائمة لبعضها البعض. في بعض الأحيان قد تراهم مصنفين على أنهم مريكز الأم والابنة. بشكل عام ، يشبه المريكز أسطوانة صغيرة مجوفة. لسوء الحظ ، لا يمكنك رؤيته حتى تصبح الخلية جاهزة لبدء الانقسام.

بالإضافة إلى المريكزات ، يحتوي الجسيم المركزي على مادة محيطية مركزية (PCM). هذه كتلة من البروتينات تحيط بالمريكزين. يعتقد الباحثون أن المريكزات قادرة على تنظيم البروتينات.

تتمثل الوظيفة الرئيسية للمريكز في مساعدة الكروموسومات على التحرك داخل الخلية. يعتمد موقع المريكزين على ما إذا كانت الخلية تمر بالانقسام أم لا. يمكنك العثور على المريكزات النشطة أثناء الانقسام والانقسام الاختزالي. الانقسام الخيطي هو انقسام خلوي يؤدي إلى خليتين ابنتيتين لهما نفس عدد الكروموسومات مثل الخلية الأم الأصلية. من ناحية أخرى ، فإن الانقسام الاختزالي هو انقسام خلوي يؤدي إلى خلايا ابنة بنصف عدد الكروموسومات كالخلية الأصلية.

عندما تكون الخلية جاهزة للانقسام ، تتحرك المريكزات إلى الأطراف المعاكسة. أثناء انقسام الخلايا ، يمكن للمريكزات التحكم في تكوين ألياف المغزل. هذا عندما يتشكل المغزل الانقسامي أو جهاز المغزل. يبدو مثل مجموعات من الخيط تخرج من المريكزات. المغزل قادر على تفكيك الكروموسومات وفصلها.

ينشط المريكز في مراحل محددة من انقسام الخلايا. خلال مرحلة الانقسام الفتيلي ، ينفصل الجسيم المركزي ، لذلك يمكن أن يسافر زوج من المريكزات إلى جوانب متقابلة من الخلية. في هذه المرحلة ، يُشار إلى المريكزات والمادة المحيطة بالمركز باسم النجمة النجمية. المريكزات تصنع الأنابيب الدقيقة ، التي تشبه الخيوط وتسمى ألياف المغزل.

تبدأ الأنابيب الدقيقة في النمو باتجاه الطرف المقابل للخلية. بعد ذلك ، تلتصق بعض هذه الأنابيب الدقيقة بسنتروميرات الكروموسومات. سيساعد جزء من الأنابيب الدقيقة في فصل الكروموسومات ، بينما يساعد الجزء الآخر الخلية على الانقسام إلى قسمين. في النهاية ، تصطف الكروموسومات في منتصف الخلية. وهذا ما يسمى الطور الفوقي.

بعد ذلك ، أثناء الطور ، تبدأ الكروماتيدات الشقيقة في الانفصال ، ويتحرك النصفان على طول خيوط الأنابيب الدقيقة. أثناء الطور النهائي ، تنتقل الكروماتيدات إلى طرفي نقيض للخلية. في هذا الوقت ، تبدأ ألياف مغزل المريكزات بالاختفاء لأنها ليست ضرورية.

Centrioles و centromeres ليست هي نفسها. السنترومير هو منطقة على الكروموسوم تسمح بالتعلق من الأنابيب الدقيقة من المريكز. عندما تنظر إلى صورة كروموسوم ، يظهر السنترومير كمنطقة ضيقة في المنتصف. في هذه المنطقة ، يمكنك العثور على كروماتين متخصص. تلعب Centromeres دورًا أساسيًا في فصل الكروماتيدات أثناء انقسام الخلية. من المهم أن نلاحظ أنه على الرغم من أن معظم كتب علم الأحياء تظهر السنترومير في منتصف الكروموسوم ، يمكن أن يختلف الوضع. بعض الكواكب الوسطى في المنتصف ، والبعض الآخر أقرب إلى النهايات.

يمكنك أيضًا رؤية المريكزات في الأطراف القاعدية للأسواط والأهداب ، وهي نتوءات تخرج من الخلية. هذا هو سبب تسميتها أحيانًا بالأجسام القاعدية. تشكل الأنابيب الدقيقة الموجودة في المريكزات السوط أو الهدب. تم تصميم الأهداب والسوط إما لمساعدة الخلية على التحرك أو لمساعدتها على التحكم في المواد من حولها.

عندما ينتقل المريكزون إلى محيط الخلية ، يمكنهم تنظيم وتشكيل الأهداب والسوط. تميل الأهداب إلى أن تتكون من العديد من الإسقاطات الصغيرة. قد تبدو مثل الشعيرات الصغيرة التي تغطي الخلية. بعض الأمثلة على الأهداب هي نتوءات على سطح نسيج القصبة الهوائية للثدييات. من ناحية أخرى ، فإن الأسواط مختلفة ولها إسقاط طويل واحد فقط. غالبًا ما يشبه الذيل. أحد الأمثلة على الخلية ذات السوط هو خلية الحيوانات المنوية للثدييات.

معظم الأهداب والأسواط حقيقية النواة لها هياكل داخلية متشابهة تتكون من الأنابيب الدقيقة. يطلق عليهم اسم الأنابيب الدقيقة المزدوجة ويتم ترتيبها في شكل تسعة زائد اثنين. تسعة أنابيب دقيقة مزدوجة ، تتكون من قطعتين ، تدور حول اثنين من الأنابيب الدقيقة الداخلية.

تحتوي الخلايا الحيوانية فقط على مريكزات ، لذلك لا تحتوي عليها البكتيريا والفطريات والطحالب. تحتوي بعض النباتات السفلية على مريكزات ، لكن النباتات العليا لا تحتوي على مريكزات. بشكل عام ، تشمل النباتات السفلية الطحالب والأشنات وحشيشة الكبد لأنها لا تحتوي على نظام وعائي. من ناحية أخرى ، تتمتع النباتات العليا بهذا النظام وتشمل الشجيرات والأشجار والزهور.

عندما تحدث طفرات في الجينات المسؤولة عن البروتينات الموجودة في المريكزات ، يمكن أن تحدث مشاكل وأمراض وراثية. يعتقد العلماء أن المريكز قد يحمل في الواقع معلومات بيولوجية. من المهم ملاحظة أنه في البويضة المخصبة ، تأتي المريكزات من الحيوانات المنوية للذكر فقط لأن بويضة الأنثى لا تحتوي عليها. وجد الباحثون أن المريكزات الأصلية من الحيوانات المنوية قادرة على البقاء على قيد الحياة الانقسامات الخلوية المتعددة في الجنين.

على الرغم من أن المريكزين لا يحملون معلومات وراثية ، فإن استمرارهم في الجنين النامي يعني أنهم يستطيعون المساهمة بأنواع أخرى من المعلومات. السبب وراء اهتمام العلماء بهذا الموضوع هو الإمكانية التي يحملها لفهم وعلاج الأمراض المرتبطة بالمريكزات. على سبيل المثال ، يمكن أن ينتقل المريكزون الذين يعانون من مشاكل في الحيوانات المنوية للذكور إلى الجنين.

اكتشف الباحثون أن الخلايا السرطانية غالبًا ما تحتوي على مريكزات أكثر من اللازم. ليس لديهم فقط مريكزات إضافية ، ولكن لديهم أيضًا مريكزات أطول من المعتاد. ومع ذلك ، عندما أزال العلماء المريكزات من الخلايا السرطانية في دراسة ، وجدوا أن الخلايا يمكن أن تستمر في الانقسام بمعدل أبطأ. لقد تعلموا أن الخلايا السرطانية لديها طفرة في p53 ، وهو جين يرمز لبروتين مسؤول عن التحكم في دورة الخلية ، لذلك لا يزال بإمكانهم الانقسام. يعتقد العلماء أن هذا الاكتشاف سيساعد في تحسين علاجات السرطان.

متلازمة الفم والوجه الرقمي (OFD) هي اضطراب وراثي يتم اختصاره أيضًا باسم OFDS. يحدث هذا المرض الخلقي بسبب مشاكل الأهداب التي تؤدي إلى مشاكل في الإشارة. وجد الباحثون أن الطفرات في جينين ، OFD1 و C2CD3 ، يمكن أن تؤدي إلى مشاكل مع البروتينات في المريكزات. كلا هذين الجينين مسؤول عن تنظيم المريكزات ، لكن الطفرات تمنع البروتينات من العمل بشكل طبيعي. هذا يؤدي إلى أهداب معيبة.

تسبب متلازمة الفم والوجه والصورة تشوهات في النمو لدى البشر. وهو يصيب الرأس والفم والفك والأسنان وأجزاء أخرى من الجسم. بشكل عام ، يعاني الأشخاص المصابون بهذه الحالة من مشاكل في تجويف الفم ووجههم وأصابعهم. يمكن أن يؤدي OFDS أيضًا إلى إعاقات ذهنية. هناك أنواع مختلفة من متلازمة الفم والوجه الرقمي ، ولكن يصعب تمييز بعضها عن بعضها البعض.

بعض أعراض OFDS تشمل الحنك المشقوق ، الشفة المشقوقة ، الفك الصغير ، تساقط الشعر ، أورام اللسان ، الصغيرة أو عيون واسعة ، أصابع زائدة ، نوبات ، مشاكل في النمو ، أمراض القلب والكلى ، الصدر والجلد الغائر الآفات. من الشائع أيضًا أن يكون لدى الأشخاص الذين يعانون من OFDS أسنان إضافية أو مفقودة. ما يقدر بنحو 50000 إلى 250.000 ولادة تؤدي إلى متلازمة الفم والوجه الرقمية. النوع الأول من متلازمة OFD هو الأكثر شيوعًا من بين جميع الأنواع.

يمكن للاختبار الجيني تأكيد متلازمة الفم والوجه الرقمية لأنه يمكن أن يُظهر الطفرات الجينية التي تسببها. لسوء الحظ ، فهو يعمل فقط لتشخيص متلازمة OFD من النوع الأول وليس الأنواع الأخرى. عادة ما يتم تشخيص الآخرين بناءً على الأعراض. لا يوجد علاج لـ OFDS ، ولكن الجراحة التجميلية أو الترميمية قد تساعد في تصحيح بعض تشوهات الوجه.

متلازمة الفم والوجه الرقمي هي اضطراب وراثي مرتبط بالكروموسوم X. هذا يعني حدوث طفرة في الكروموسوم X الموروث. عندما يكون لدى الأنثى طفرة في كروموسوم X واحد على الأقل من أصل اثنين ، فإنها ستصاب بهذا الاضطراب. ومع ذلك ، نظرًا لأن الذكور لديهم كروموسوم X واحد فقط ، إذا حصلوا على طفرة ، فإنها تميل إلى أن تكون قاتلة. ينتج عن هذا عدد أكبر من الإناث من الذكور الذين لديهم OFDS.

متلازمة ميكل جروبر ، والتي تسمى أيضًا متلازمة ميكل أو متلازمة جروبر ، هي اضطراب وراثي. كما أنه ناتج عن عيوب في الأهداب. تؤثر متلازمة ميكل جروبر على أعضاء مختلفة في الجسم بما في ذلك الكلى والدماغ والأصابع والكبد. الأعراض الأكثر شيوعًا هي وجود نتوء في جزء من الدماغ وتكيسات في الكلى وأصابع زائدة.

يعاني بعض الأشخاص المصابين بهذا المرض الوراثي من تشوهات في الوجه والرأس. يعاني البعض الآخر من مشاكل في الدماغ والحبل الشوكي. بشكل عام ، يموت العديد من الأجنة المصابة بمتلازمة ميكل جروبر قبل الولادة. أولئك الذين يولدون يميلون إلى العيش لفترة قصيرة. عادة ، يموتون من فشل الجهاز التنفسي أو الفشل الكلوي.

يُقدر أن واحدًا من بين 3250 إلى 140.000 طفل مصاب بهذا الاضطراب الوراثي. ومع ذلك ، فهو أكثر شيوعًا في أجزاء معينة من العالم وبعض البلدان. على سبيل المثال ، يحدث في واحد من كل 9000 شخص من أصل فنلندي ، وواحد من كل 3000 شخص من أصل بلجيكي وواحد من بين 1300 شخص من أصل هندي من أصل غوجاراتي.

يتم تشخيص معظم الأجنة أثناء الحمل ، عند إجراء الموجات فوق الصوتية. يمكن أن يُظهر شذوذًا في الدماغ يبدو وكأنه نتوء. قد تحصل النساء الحوامل أيضًا على عينة من الزغابات المشيمية أو بزل السلى للتحقق من الاضطراب. يمكن للاختبار الجيني أيضًا تأكيد التشخيص. لا يوجد علاج لمتلازمة ميكل جروبر.

يمكن أن تؤدي الطفرات في جينات متعددة إلى متلازمة ميكل جروبر. ينتج عن هذا بروتينات لا تعمل بشكل صحيح ، وتتأثر الأهداب سلبًا. تحتوي الأهداب على مشاكل هيكلية ووظيفية ، والتي تسبب تشوهات في الإشارات داخل الخلايا. متلازمة ميكل جروبر هي حالة وراثية متنحية. هذا يعني أن هناك طفرات في نسختي الجين التي يرثها الجنين.

نشر يوهان فريدريش ميكل بعض التقارير الأولى عن هذا المرض في عشرينيات القرن التاسع عشر. ثم ، ج. نشر جروبر تقاريره عن المرض في الثلاثينيات. يتم استخدام مزيج من أسمائهم الآن لوصف الاضطراب.

المريكزات عضيات مهمة داخل الخلايا. هم جزء من انقسام الخلايا والأهداب والسوط. ومع ذلك ، عندما تحدث المشاكل ، فإنها يمكن أن تؤدي إلى العديد من الأمراض. على سبيل المثال ، عندما تسبب طفرة في الجين خللًا في البروتين يؤثر على الأهداب ، يمكن أن يؤدي ذلك إلى اضطرابات وراثية خطيرة مميتة. يواصل الباحثون دراسة المريكزات لمعرفة المزيد عن وظيفتها وهيكلها.