Centriole: Definition, funktion og struktur

Hvis du overlevede biologiklasse, kan du huske at have kigget på kornede fotos af cellestrukturer, såsom centrioler. Som navnet antyder, er en centriole normalt nær centrum af en celle. Centriolen er en organel, og den spiller en vigtig rolle i celledeling. Normalt er centrioler parvis og placeret nær kernen.

Centrosomet indeholder centriolerne i cellen. Også kendt som det mikrotubuli-organiserende center, er centrosomet en organel. Det har et par centrioler. En centriole har normalt ni bundter mikrotubuli, som er hule rør, der giver organeller deres form, arrangeret i en ring. Nogle arter har dog færre end ni bundter. Mikrorørene løber parallelt med hinanden. Et bundt har et sæt af tre mikrotubuli, der er lavet af et protein kaldet tubulin.

Placeret nær centrum af cellen eller kernen, er de to centrioler normalt ved siden af ​​hinanden. Imidlertid har de en tendens til at være orienteret vinkelret på hinanden. Nogle gange kan du se dem mærket som en mor og datter centriole. Generelt ser en centriole ud som en lille, hul cylinder. Desværre kan du ikke se det, før cellen er klar til at starte division.

Ud over centriolerne indeholder centrosomet pericentriolar materiale (PCM). Dette er en masse proteiner, der omgiver de to centrioler. Forskere mener, at centrioler er i stand til at organisere proteinerne.

En centrioles hovedfunktion er at hjælpe kromosomer med at bevæge sig inde i cellen. Centrioles placering afhænger af, om cellen gennemgår division. Du kan finde centrioler, der er aktive under mitose og meiose. Mitose er celledeling, der fører til to datterceller med det samme antal kromosomer som den oprindelige modercelle. På den anden side er meiose celledeling, der fører til datterceller med halvdelen af ​​antallet af kromosomer som den oprindelige modercelle.

Når en celle er klar til at opdele, bevæger centrioler sig til de modsatte ender. Under celledeling kan centrioler kontrollere dannelsen af ​​spindelfibre. Dette er, når der dannes en mitotisk spindel eller et spindelapparat. Det ligner grupper af tråde, der kommer ud af centriolerne. Spindlen er i stand til at trække kromosomerne fra hinanden og adskille dem.

Centriolerne er aktive i specifikke faser af celledeling. Under mitose-profasen adskilles centrosomet, så et par centrioler kan rejse til modsatte sider af cellen. På dette tidspunkt betegnes centrioler og pericentriolar materiale som asters. Centriolerne fremstiller mikrotubuli, der ligner tråde og kaldes spindelfibre.

Mikrotubuli begynder at vokse mod den modsatte ende af cellen. Derefter binder nogle af disse mikrotubuli sig til kromosomens centromer. En del af mikrorørene hjælper med at adskille kromosomerne, mens de andre hjælper cellen med at opdele sig i to. Til sidst stilles kromosomerne op i midten af ​​cellen. Dette kaldes metafase.

Dernæst begynder søsterkromatiderne under anafase at adskille sig, og halvdelene bevæger sig langs mikrotubuli-trådene. Under telofase bevæger kromatider sig til modsatte ender af cellen. På dette tidspunkt begynder centrioles spindelfibre at forsvinde, da de ikke er nødvendige.

Centrioler og centromerer er ikke de samme. En centromer er en region på et kromosom, der tillader vedhæftning fra mikrorørene fra centriolen. Når du ser på et billede af et kromosom, vises centromeren som det indsnævrede område i midten. I denne region kan du finde specialiseret kromatin. Centromerer spiller en vigtig rolle i adskillelsen af ​​kromatider under celledeling. Det er vigtigt at bemærke, at selv om de fleste biologiske lærebøger viser centromeren midt i kromosomet, kan positionen variere. Nogle centromerer er i midten, mens andre er tættere på enderne.

Du kan også se centrioler i de basale ender af flagella og cilia, som er fremskrivninger, der kommer ud af en celle. Derfor kaldes de undertiden basale kroppe. Mikrotubuli i centrioler udgør flagellum eller cilium. Cilia og flagella er designet til enten at hjælpe cellen med at bevæge sig eller hjælpe den med at kontrollere stoffer omkring den.

Når centrioler bevæger sig til periferien af ​​en celle, kan de organisere og danne cilier og flageller. Cilia har tendens til at være sammensat af mange små fremskrivninger. De kan se ud som små hår, der dækker en celle. Nogle eksempler på flimmerhår er fremspring på vævsoverfladen af ​​et pattedyrs luftrør. På den anden side er flageller forskellige og har kun en lang fremspring. Det ligner ofte en hale. Et eksempel på en celle med et flagellum er en sædcelle fra pattedyr.

De fleste eukaryote cilier og flageller har lignende indre strukturer, der består af mikrotubuli. De kaldes dubletmikrotubuli og er arrangeret på en ni plus to måde. Ni dubletmikrotubuli, der består af to stykker, cirkler omkring to indvendige mikrotubuli.

Kun dyreceller har centrioler, så bakterier, svampe og alger ikke har dem. Nogle lavere planter har centrioler, men højere planter ikke. Generelt inkluderer lavere planter mos, lav og leverurt, fordi de ikke har et vaskulært system. På den anden side har højere planter dette system og inkluderer buske, træer og blomster.

Når der opstår mutationer i de gener, der er ansvarlige for proteinerne, der findes i centrioler, kan der opstå problemer og genetiske sygdomme. Forskere tror, ​​at centrioler faktisk kan bære biologisk information. Det er vigtigt at bemærke, at centriolerne i et befrugtet æg kun kommer fra hannens sæd, fordi en kvindes æg ikke indeholder dem. Forskere har fundet ud af, at de originale centrioler fra sædcellerne er i stand til at overleve flere celledelinger i fosteret.

Selvom centrioler ikke bærer genetisk information, betyder deres vedholdenhed i et embryo under udvikling, at de kan bidrage med andre typer information. Årsagen til, at forskere er interesserede i dette emne, er potentialet for forståelse og behandling af sygdomme forbundet med centrioler. For eksempel kan centrioler, der har problemer i en mands sæd, videregives til fosteret.

Forskere har opdaget, at kræftceller ofte har flere centrioler end nødvendigt. Ikke kun har de ekstra centrioler, men de har også længere end normalt. Men da forskere fjernede centrioler fra kræftceller i en undersøgelse, fandt de ud af, at cellerne kunne fortsætte med at dele sig langsommere. De lærte, at kræftceller har en mutation i p53, som er et gen, der koder for et protein, der er ansvarligt for at kontrollere cellecyklussen, så de stadig kan dele sig. Forskere mener, at denne opdagelse vil hjælpe med at forbedre kræftbehandlinger.

Oral-facial-digital (OFD) syndrom er en genetisk lidelse, der også forkortes OFDS. Denne medfødte sygdom sker på grund af problemer med cilia, der fører til signalproblemer. Forskere fandt ud af, at mutationer i to gener, OFD1 og C2CD3, kan føre til problemer med proteiner i centrioler. Begge disse gener er ansvarlige for regulering af centrioler, men mutationer forhindrer proteinerne i at fungere normalt. Dette fører til defekte flimmerhår.

Oralt-ansigts-digitalt syndrom forårsager udviklingsmæssige abnormiteter hos mennesker. Det påvirker hovedet, munden, kæben, tænderne og andre dele af kroppen. Generelt har mennesker med denne tilstand problemer med mundhulen, deres ansigt og cifre. OFDS kan også føre til intellektuelle handicap. Der er forskellige typer oralt-ansigts-digitalt syndrom, men nogle er svære at skelne fra hinanden.

Nogle af OFDS-symptomerne inkluderer gane i kløften, kløft i læben, lille kæbe, hårtab, tungetumorer, lille eller brede øjne, ekstra cifre, krampeanfald, vækstproblemer, hjerte- og nyresygdomme, nedsænket bryst og hud læsioner. Det er også almindeligt for mennesker med OFDS at have ekstra eller manglende tænder. Anslået en ud af 50.000 til 250.000 fødsler resulterer i oral-ansigts-digital syndrom. OFD syndrom type I er den mest almindelige af alle typer.

En genetisk test kan bekræfte oral-ansigts-digital syndrom, fordi den kan vise de genmutationer, der forårsager det. Desværre fungerer det kun til diagnosticering af OFD-syndrom type I og ikke de andre typer. De andre diagnosticeres normalt baseret på symptomer. Der er ingen kur mod OFDS, men plastisk eller rekonstruktiv kirurgi kan hjælpe med at rette nogle af ansigtsabnormaliteter.

Oralt-ansigts-digitalt syndrom er en X-bundet genetisk lidelse. Dette betyder, at der opstår en mutation på X-kromosomet, som er arvet. Når en kvinde har en mutation på mindst et X-kromosom ud af to, vil hun have lidelsen. Da mænd kun har et X-kromosom, har de en tendens til at være dødelige, hvis de får en mutation. Dette resulterer i, at flere kvinder end mænd har OFDS.

Meckel-Gruber syndrom, som også kaldes Meckel syndrom eller Gruber syndrom, er en genetisk lidelse. Det er også forårsaget af defekter i cilia. Meckel-Gruber syndrom påvirker forskellige organer i kroppen, herunder nyrer, hjerne, cifre og lever. De mest almindelige symptomer er at have et fremspring på en del af hjernen, nyrecyster og ekstra cifre.

Nogle mennesker med denne genetiske sygdom har abnormiteter i ansigtet og hovedet. Andre har hjerne- og rygmarvsproblemer. Generelt dør mange fostre, der har Meckel-Gruber syndrom, før fødslen. De, der er født, har tendens til at leve i kort tid. Normalt dør de af åndedræts- eller nyresvigt.

Anslået en ud af 3.250 til 140.000 babyer har denne genetiske lidelse. Det er dog mere almindeligt i visse dele af verden og i nogle lande. For eksempel forekommer det hos en ud af 9.000 mennesker med finsk herkomst, en ud af 3.000 mennesker med belgisk herkomst og en ud af 1.300 mennesker med Gujarati indisk herkomst.

De fleste fostre diagnosticeres under graviditet, når der udføres ultralyd. Det kan vise hjernens abnormitet, der ligner et fremspring. Gravide kvinder kan også få chorion villus prøveudtagning eller fostervandsprøve for at kontrollere for lidelsen. En genetisk test kan også bekræfte diagnosen. Der er ingen kur mod Meckel-Gruber syndrom.

Mutationer i flere gener kan føre til Meckel-Gruber syndrom. Dette skaber proteiner, der ikke kan fungere ordentligt, og cilierne påvirkes negativt. Cilierne har både strukturelle og funktionelle problemer, som forårsager signalering abnormiteter inde i cellerne. Meckel-Gruber syndrom er en autosomal recessiv tilstand. Dette betyder, at der er mutationer på begge kopier af et gen, som et foster arver.

Johann Friedrich Meckel offentliggjorde nogle af de første rapporter om denne sygdom i 1820'erne. Derefter G.B. Gruber offentliggjorde sine rapporter om sygdommen i 1930'erne. Kombinationen af ​​deres navne bruges nu til at beskrive lidelsen.

Centrioler er vigtige organeller inde i celler. De er en del af celledeling, cilia og flagella. Men når der opstår problemer, kan de føre til flere sygdomme. For eksempel, når en mutation i et gen forårsager proteinfunktioner, der påvirker cilier, kan det føre til alvorlige genetiske lidelser, der er dødelige. Forskere fortsætter med at studere centrioler for at lære mere om deres funktion og struktur.