Центрозома: Определение, структура и функция (с диаграма)

The центрозома ("средно тяло") е структура, намираща се в клетките на повечето растения и животни. Именно от тази органела се получават протеиновите структури, известни като микротубули форма и разширяване.

Тези микротубули излизат от центъра за организиране на микротубули (MTOC) и са неразделна част от редица еукариотни клетъчни функции и процеси през целия живот на клетката. Те са може би най-известни със своята важна роля в процеса на клетъчно делене, което включва митоза (разделянето на ядрения материал на клетката на дъщерни ядра), последвано в кратък ред от цитокинеза (разделянето на цяла клетка на дъщерни клетки).

Този процес на разделяне се посредничи от центриоли на центрозоми.

Центрозомите са структури, които съдържат центриолите, които пораждат микротубулите, които функционират като митотично вретено. Това е много за предвиждане, така че погледът на всеки от тях от гледна точка дава по-ясна представа за физическото устройство на центрозомите.

По време на междуфазна

• Ако погледнете напречно сечение на центриола, ще видите а кръгова формация състояща се от девет групи ...
• ... и всяка от тези групи има линия от три по-малки кръга, с тези линии на по-малки кръгове, наклонени към средата на кръговата формация.

Също така по време на интерфаза се репликират всички основни компоненти на клетката, включително центрозомата и нейната двойка центриоли. Първоначално двете центрозоми или двойки центриоли остават в непосредствена физическа близост. След като митозата е напълно в ход, двете центриоли мигрират към противоположните краища на клетката, която се готви да се раздели на две дъщерни клетки.

• Между центриолите и клетъчната матрица, в която те са създадени и пребивават, над 100 различни протеини имат функция в структурата на центрозомата. Тази матрица е известна като перицентриоларен материал, или PCM.

Центрозома срещу Центромера: Нито „центрозома“, нито „центриол“ не трябва да се бъркат с центромера, което е физическото съединение между сестринските хроматиди на хромозома, която се подготвя да се раздели като част от митозата.)

Както беше отбелязано, микротубулите имат редица различни функции в клетките, но основната им цел при клетъчното делене е да служат като влакна на вретеното, които помагат да се контролира и осъществява отделянето на клетъчните компоненти по време на разделянето процес.

В допълнение към участието в митоза, центрозомата играе жизненоважна структурна роля в клетката чрез генериране на микротубули които образуват цитоскелет, което е това, което придава на клетките формата и целостта им.

Въпреки че е може би изкушаващо да си представим клетките като крехки, желатинови глобуси, които са малко повече от заоблени контейнери, всяка клетка е изключително динамична, включително нейната мембрана, която внимателно контролира какви вещества могат или не могат да преминат във и извън клетката.

• Ако микротубули, които участват в клетъчното делене чрез образуване на вретеното са подобни лостове които контролират къде отиват части от клетката, след това тези, които съставят статиката цитоскелет са като скеле.

Прочетете повече за основната функция на клетките на микротубулите.

Тяхната цел е подобна на тази на скелета на собственото ви тяло, което придава на останалите ви вашата обща физическа форма и функционира като вид стелаж, който съхранява другите ви важни физически компоненти - вашите органи, мускули и носни кърпи.

Подредба и състав на цитоскелета: Микротубулите, образуващи цитоскелета, са пронизани през цитоплазмата във вътрешността на клетката, образувайки поредица от скоби между границата на клетката и нейното ядро ​​близо до центъра. Тези тубули от своя страна се състоят от мономерни единици, направени от протеин, наречен тубулин.

Този тубулин, подобно на много протеини в природата, се предлага в различни подтипове; най-често срещаните в микротубулите са:

• алфа-тубулин
• бета-тубулин

Само в присъствието на центрозома тези мономери спонтанно се оформят в микротубули, в голяма част от по същия начин, може би, тъй като яйцата, захарта и шоколада се оформят в бисквитки само в присъствието на човешки персонал кухня.

В допълнение, протеини, наречени динеини и кинезини участват в митоза; те помагат за ориентиране на краищата на микротубулите към правилните им места по протежение или близо до скоро разделящите се хромозоми, които се подреждат по метафазната плоча.

Значение на центрозомите: Все още не е известно как точно се получава дублирането на центрозоми по време на интерфаза. Също така е забележително, че докато центрозомите и центриолите се появяват в повечето растителни клетки, митоза може да възникне при растенията при липса на тези структури. Всъщност в някои животински клетки митозата може да функционира дори когато центриолите са унищожени целенасочено, но това обикновено води до необичайно голям брой репликационни грешки.

Следователно се смята, че центрозомите помагат да се придаде известна степен на контрол през целия процес и биохимиците се стремят да изяснят механизмите на това, защото те вероятно са важни за генезисът и прогресията на раковите заболявания и други нарушения, които зависят от репликацията и деленето на клетките.

•••Дана Чен | Наука

Клетъчното делене е решаващ компонент на клетъчната биология. Центрозомите играят основна роля в този процес.

Не забравяйте, че двете центриоли на една центрозома са ориентирани под прав ъгъл един към друг, което означава, че микротубулите в тези центриоли ще бъдат разположени в една от двете взаимно перпендикулярни указания. Също така припомнете, че двете центрозоми в все още не съвсем деляща се клетка лежат на противоположните краища на междуфазната клетка.

Изводът на тази геометрия е, че когато вретеновите влакна на митозата започнат да се образуват, те се простират от всяка страна (или „полюс”) На клетката към нейния център, където клетъчното делене в крайна сметка е най-очевидно, и те също се удължават или „разветряват“ навън в редица посоки от самата центрозома.

Опитайте се да държите затворените си юмруци леко раздалечени и след това бавно да ги отворите, докато протягате новите си пръсти един към друг; това предлага обща картина на това, което се развива в центрозомите, докато митозата протича.

Самата митоза включва четири фази (понякога изброени като пет). Това са:

1. Профаза
2. Метафаза
3. Анафаза
4. Телофаза

Някои източници също включват прометафаза между профаза и метафаза. С протичането на митозата микротубулите, израстващи от зараждащото се митотично вретено на всеки полюс, се движат към центъра на клетката, където репликираните хромозоми, подредени по двойки, са подредени по протежение на т.нар метафазна плоча (невидима линия, по която се извършва разцепването на ядрото).

Тези вариращи краища на влакната на вретеното се навиват на едно от трите места: на кинетохора на всяка хромозомна двойка, която е структурата, при която хромозомите всъщност се разделят; на раменете на хромозомите; и в самата цитоплазма добре от другата страна на клетката, по-близо до противоположната центрозома, отколкото до точката на произход на тези влакна.

Влакна на шпиндела в експлоатация: Обхватът на точките за закрепване на краищата на влакната на вретеното свидетелства за елегантността и сложността на митотичния процес. Това е нещо като „претягане на въже“, но такова, което трябва да бъде изключително добре координирано, така че разделянето да „минава“ през точната среда на всяка хромозомна двойка, за да се гарантира, че всяка дъщерна клетка получава точно по една хромозома от всяка двойка.

Следователно влакната на вретеното правят известно „изтласкване“, както и много „издърпване“, за да се уверят, че клетъчното делене е не само силно, но и точно. Микротубулите участват само в деленето на ядрото, но също така участват в деленето на цялата клетка (т.е. цитокинеза) и повторното затваряне на всяка нова дъщерна клетка в нейната собствена клетъчна мембрана.

Един от начините да си представим всичко това: Клетките нямат мускули, но микротубулите са приблизително толкова близо, колкото се приближават клетъчните компоненти.

Както беше посочено, центрозомите на клетките се репликират по време на интерфаза, сравнително дългата част от клетъчния цикъл между митотичните деления. Репликацията на центриоли в центрозоми не е напълно консервативен, което означава, че двете образувани дъщерни центриоли не са напълно идентични, както би се случило при консервативен процес. Вместо това, центриолната репликация е полуконсервативен.

Докато точният механизъм на центрозомна репликация по време на S фаза (фаза на синтез) на клетъчната интерфаза остава да бъде напълно разбрана, учените са разбрали, че когато една центриола се раздели, една от получените центриоли запазва характеристиките на „майката“ и може да генерира оперативни микротубули.

Тази центриола има свойства, подобни на стволови клетки, докато другата, „дъщерята“, става напълно диференцирана. Всяка делителна клетка има по една двойка центриоли майка-дъщеря на всеки полюс, така че всяка нова дъщерна клетка, както бихте очаквали, съдържа по една майка центриол и една дъщеря центриол във всяка двойка. По време на интерфазата, която скоро следва, тази центриола ще се раздели, за да създаде отново две двойки центриол-майка-дъщеря.

Центриоли в диференцирани структури: Фините разлики във функцията между правоъгълните центриоли във всяка двойка стават очевидни, когато, за например, майчиният центриол се прикрепва към вътрешността на плазмената мембрана на клетката, за да образува структура наречен a базално тяло. Това тяло обикновено е част от ресничка или подобно на косми удължение с много микротубули, което не е подвижно; т.е. не се движи.

Някои реснички (множествено число на „цилиум“) форма флагела (единствено „флагел“), които се движат, като често движат цели клетки заедно, докато в други случаи служат като миниатюрни метли от вид, които изчистват отломките от района на флагела.

Докато биолозите имат много да научат за точната динамика на центрозомите, ракът дава прозорец към това, което се обърква с центрозомите в случаи на анормално клетъчно делене. Изследователите са забелязали например това раковите клетки често съдържат необичаен брой центрозоми вместо очакваното едно или две, а някои противоракови лекарства (например таксол и винкристин) упражняват своите ефекти, като пречат на сглобяването на микротубули.

Флагелумът е асортимент от микротубули, който позволява движение, както в случая на сперматозоиди. Флагелът произхожда от единично базално тяло на вътрешната повърхност на плазмената мембрана. По този начин сперматозоидите съдържат една двойка центриоли.

Защото крайната съдба на сперматозоидите е да се слеят с яйцеклетка, а на яйцеклетката липсва базално тяло, именно спермата гарантира, че новообразуваната зигота (продуктът на присъединяване на сперматозоиди от яйцеклетки и първата стъпка в генерирането на нов организъм в репродукцията) ще може да се раздели, от центриолът включва инструкции и компоненти, необходими за процеса на разделяне.

Някои организми имат реснички на определени клетки. Това включва някои от клетките на собствения ви дихателен тракт. The епител (повърхностни клетки; кожата ви е нещо като епител), който оформя белите ви дробове, образува множество свързани базални тела, което всъщност е ресничката. Тръбните удължения на тези ресничести клетки функционират, за да се движат по слуз и частици и следователно защитават вътрешността на белите дробове.