Centriole: Määritelmä, toiminto ja rakenne

Jos selvisit biologiatunneista, voit muistaa tarkastella rakeisia kuvia solurakenteista, kuten centrioleista. Kuten nimestään käy ilmi, sentrioli on yleensä lähellä solun keskustaa. Centriole on organelli, ja sillä on tärkeä osa solujen jakautumisessa. Yleensä sentriolit ovat pareittain ja sijaitsevat lähellä ydintä.

Sentrosomi sisältää solun sentrioleja. Centrosomi tunnetaan myös nimellä mikrotubulusten organisointikeskus, ja se on organelli. Siinä on pari sentriolia. Sentriolissa on yleensä yhdeksän mikroputkipakettia, jotka ovat onttoja putkia, jotka antavat organelleille muodon, järjestettyinä renkaaseen. Joillakin lajeilla on kuitenkin alle yhdeksän nippua. Mikrotubulit kulkevat rinnakkain toistensa kanssa. Yhdessä nipussa on kolme mikrotubulusarjaa, jotka on valmistettu tubuliiniksi kutsutusta proteiinista.

Kaksi sentriolia sijaitsevat lähellä solun tai ytimen keskustaa, yleensä vierekkäin. Ne ovat kuitenkin suuntautuneet suorassa kulmassa toisiinsa nähden. Joskus saatat nähdä, että heidät on merkitty äidin ja tyttären centrioleiksi. Yleensä sentrioli näyttää pieneltä ontolta sylinteriltä. Valitettavasti et näe sitä ennen kuin solu on valmis aloittamaan jakamisen.

Sentrioleiden lisäksi sentrosomi sisältää perisentriolaarista materiaalia (PCM). Tämä on proteiinimassa, joka ympäröi kahta sentriolia. Tutkijat uskovat, että sentriolit pystyvät organisoimaan proteiinit.

Sentriolin päätehtävä on auttaa kromosomeja liikkumaan solun sisällä. Centriolien sijainti riippuu solun jakautumisesta vai ei. Löydät centrioleja aktiivisiksi mitoosin ja meioosin aikana. Mitoosi on solujen jakautuminen, joka johtaa kahteen tytärsoluun, joilla on sama määrä kromosomeja kuin alkuperäisessä emosolussa. Toisaalta meioosi on solujen jakautuminen, joka johtaa tytärsoluihin, joissa puolet kromosomien lukumäärästä on alkuperäinen kantasolu.

Kun solu on valmis jakamaan, sentriolit siirtyvät vastakkaisiin päihin. Solujen jakautumisen aikana centriolit voivat hallita karan kuidun muodostumista. Tällöin muodostuu mitoottinen kara tai karalaite. Näyttää siltä, ​​että säikeiden ryhmät tulevat ulos centrioleista. Kara pystyy vetämään kromosomit erilleen ja erottamaan ne.

Centriolit ovat aktiivisia solujen jakautumisen tietyissä vaiheissa. Mitoosin propaasin aikana sentrosomi erottuu, joten pari sentrioleja voi kulkea solun vastakkaisille puolille. Tässä vaiheessa sentrioleihin ja perisentriolaariseen materiaaliin viitataan astrina. Centrioleista muodostuu mikrotubuluksia, jotka näyttävät kierteiltä ja joita kutsutaan karakuiduiksi.

Mikrotubulukset alkavat kasvaa kohti solun vastakkaista päätä. Sitten jotkut näistä mikrotubuluksista kiinnittyvät kromosomien sentromereihin. Osa mikrotubuleista auttaa erottamaan kromosomit, kun taas toiset auttavat solua jakautumaan kahteen osaan. Lopulta kromosomit asettuvat solun keskelle. Tätä kutsutaan metafaasiksi.

Seuraavaksi sisävärikromatidit alkavat anafaasin aikana erota, ja puolikkaat liikkuvat mikrotubuluskierteitä pitkin. Telofaasin aikana kromatidit siirtyvät solun vastakkaisiin päihin. Tällä hetkellä sentriolien karakuidut alkavat kadota, koska niitä ei tarvita.

Sentriolit ja sentromeerit eivät ole samat. Sentromeri on kromosomin alue, joka mahdollistaa kiinnittymisen sentriolin mikrotubuluksista. Kun katsot kromosomin kuvaa, sentromeri näkyy keskellä supistettuna alueena. Tältä alueelta löydät erikoistunutta kromatiinia. Centromereillä on olennainen osa kromatidien erottamisessa solujen jakautumisen aikana. On tärkeää huomata, että vaikka useimmat biologian oppikirjat osoittavat sentromeerin keskellä kromosomia, sijainti voi vaihdella. Jotkut sentromeerit ovat keskellä, kun taas toiset ovat lähempänä päitä.

Voit myös nähdä sentrioleja flagellan ja silmänpohjan tyvipäässä, jotka ovat solusta tulevia projektioita. Siksi niitä kutsutaan joskus tyvirungoksi. Centrioleissa olevat mikrotubulukset muodostavat flagellumin tai siliumin. Cilia ja flagella on suunniteltu joko auttamaan solua liikkumaan tai auttamaan sitä hallitsemaan aineita sen ympärillä.

Kun centriolit siirtyvät solun kehälle, ne voivat organisoitua ja muodostaa silmukan ja lipun. Cilia koostuu yleensä monista pienistä projektioista. Ne voivat näyttää pieniltä hiuksilta, jotka peittävät solun. Joitakin esimerkkejä silmäistä ovat ulkonemat nisäkkään henkitorven kudospinnalla. Toisaalta flagellat ovat erilaisia ​​ja niillä on vain yksi pitkä projektio. Se näyttää usein hännältä. Yksi esimerkki solusta, jolla on lippu, on nisäkkään siittiösolu.

Useimmilla eukaryoottisilla ripsillä ja flagellilla on samanlaiset sisäiset rakenteet, jotka koostuvat mikrotubuleista. Niitä kutsutaan duplettimikrotubuleiksi ja ne on järjestetty yhdeksän plus kaksi tavalla. Yhdeksän kahdesta kappaleesta koostuvaa kaksinkertaista mikrotubulusta ympyrää kahta sisäistä mikrotubulusta.

Vain eläinsoluissa on sentrioleja, joten bakteereilla, sienillä ja levillä ei ole niitä. Joillakin alemmilla kasveilla on sentrioleja, mutta korkeammilla kasveilla ei. Alempiin kasveihin kuuluu yleensä sammaleita, jäkäliä ja maksalinnuja, koska niillä ei ole verisuonijärjestelmää. Toisaalta korkeammilla kasveilla on tämä järjestelmä, ja niihin kuuluvat pensaat, puut ja kukat.

Kun geeneissä tapahtuu mutaatioita, jotka ovat vastuussa sentrioleissa olevista proteiineista, voi tapahtua ongelmia ja geneettisiä sairauksia. Tutkijat ajattelevat, että sentrioleilla voi olla biologista tietoa. On tärkeää huomata, että hedelmöityneessä munassa centriolit tulevat vain uroksen siittiöistä, koska naaraspuolinen muna ei sisällä niitä. Tutkijat ovat havainneet, että siittiöiden alkuperäiset centriolit pystyvät selviytymään alkion monista solujakoista.

Vaikka centrioleilla ei ole geneettistä tietoa, niiden pysyvyys kehittyvässä alkiossa tarkoittaa, että ne voivat antaa muuntyyppistä tietoa. Syy miksi tutkijat ovat kiinnostuneita tästä aiheesta, on sen potentiaali sentrioleihin liittyvien sairauksien ymmärtämiseen ja hoitamiseen. Esimerkiksi sentrioleja, joilla on ongelmia uroksen siittiöissä, voidaan siirtää alkioon.

Tutkijat ovat havainneet, että syöpäsoluilla on usein enemmän sentrioleja kuin on tarpeen. Paitsi että heillä on ylimääräisiä centrioleja, heillä on myös normaalia pidempiä. Kuitenkin, kun tutkijat poistivat sentrioleja syöpäsoluista tutkimuksessa, he havaitsivat, että solut voisivat jatkaa jakautumistaan ​​hitaammin. He oppivat, että syöpäsoluilla on mutaatio p53: ssa, joka on geeni, joka koodaa proteiinia, joka on vastuussa solusyklin kontrolloinnista, joten ne voivat edelleen jakaa. Tutkijat uskovat, että tämä löytö auttaa parantamaan syöpähoitoja.

Suun kasvojen digitaalinen (OFD) oireyhtymä on geneettinen häiriö, joka on myös lyhennetty OFDS. Tämä synnynnäinen sairaus johtuu silmän ongelmista, jotka johtavat signalointiongelmiin. Tutkijat havaitsivat, että kahden geenin, OFD1 ja C2CD3, mutaatiot voivat aiheuttaa ongelmia proteiineilla centrioleissa. Molemmat näistä geeneistä ovat vastuussa sentriolien säätelystä, mutta mutaatiot estävät proteiineja toimimasta normaalisti. Tämä johtaa puutteellisiin silmäihin.

Suun ja kasvojen digitaalinen oireyhtymä aiheuttaa kehityshäiriöitä ihmisillä. Se vaikuttaa pään, suun, leuan, hampaiden ja muiden kehon osiin. Yleensä ihmisillä, joilla on tämä tila, on ongelmia suuontelon, kasvojen ja numeroiden kanssa. OFDS voi johtaa myös älyvammaisiin. Suun ja kasvojen digitaalista oireyhtymää on erilaisia, mutta joitain on vaikea erottaa toisistaan.

Joitakin OFDS-oireista ovat kitalaki, huuli, pieni leuka, hiustenlähtö, kielikasvaimet, pienet tai laaja silmät, ylimääräiset numerot, kohtaukset, kasvuongelmat, sydän- ja munuaissairaudet, syventynyt rinta ja iho vaurioita. On myös yleistä, että ihmisillä, joilla on OFDS, on ylimääräisiä tai puuttuvia hampaita. Arviolta yksi 50000 - 250 000 syntymästä johtaa suun ja kasvojen digitaaliseen oireyhtymään. OFD-oireyhtymä tyyppi I on yleisin kaikista tyypeistä.

Geneettinen testi voi vahvistaa suun ja kasvojen digitaalisen oireyhtymän, koska se voi osoittaa sen aiheuttavat geenimutaatiot. Valitettavasti se toimii vain tyypin I OFD-oireyhtymän diagnosoinnissa, ei muiden tyyppien diagnosoinnissa. Muut diagnosoidaan yleensä oireiden perusteella. OFDS: lle ei ole parannuskeinoa, mutta plastiikka tai rekonstruktiivinen leikkaus voi auttaa korjaamaan joitain kasvojen poikkeavuuksia.

Suun kasvojen digitaalinen oireyhtymä on X-sidottu geneettinen häiriö. Tämä tarkoittaa, että X-kromosomissa tapahtuu mutaatio, joka on peritty. Kun naisella on mutaatio ainakin yhdessä X-kromosomissa kahdesta, hänellä on häiriö. Koska miehillä on kuitenkin vain yksi X-kromosomi, jos niillä on mutaatio, se on yleensä tappava. Tämän seurauksena naisilla on enemmän kuin miehillä, joilla on OFDS.

Meckel-Gruberin oireyhtymä, jota kutsutaan myös Meckelin oireyhtymäksi tai Gruberin oireyhtymäksi, on geneettinen häiriö. Se johtuu myös silmän puutteista. Meckel-Gruberin oireyhtymä vaikuttaa kehon eri elimiin, mukaan lukien munuaiset, aivot, numerot ja maksa. Yleisimpiä oireita ovat ulkonema aivoissa, munuaiskystat ja ylimääräiset numerot.

Joillakin ihmisillä, joilla on tämä geneettinen sairaus, on kasvojen ja pään poikkeavuuksia. Toisilla on aivojen ja selkäytimen ongelmia. Yleensä monet sikiöt, joilla on Meckel-Gruberin oireyhtymä, kuolevat ennen syntymää. Syntyneillä on taipumus elää lyhyen aikaa. Yleensä he kuolevat hengitys- tai munuaisten vajaatoimintaan.

Arviolta yhdellä 3250 - 140 000 vauvasta on tämä geneettinen häiriö. Se on kuitenkin yleisempi tietyissä osissa maailmaa ja joissakin maissa. Esimerkiksi sitä esiintyy yhdellä yhdeksästä tuhannesta suomalaisesta, yhdestä 3000: sta belgialaisesta ja yhdestä 1 300: sta intialaisesta gujarati-ihmisestä.

Suurin osa sikiöistä diagnosoidaan raskauden aikana, kun suoritetaan ultraääni. Se voi osoittaa aivojen poikkeavuuden, joka näyttää ulkonemalta. Raskaana olevat naiset saattavat myös saada korionvillanäytteenoton tai lapsivesitutkimuksen häiriön tarkistamiseksi. Geneettinen testi voi myös vahvistaa diagnoosin. Meckel-Gruberin oireyhtymälle ei ole parannuskeinoa.

Useiden geenien mutaatiot voivat johtaa Meckel-Gruberin oireyhtymään. Tämä luo proteiineja, jotka eivät voi toimia kunnolla, ja silmiin vaikuttaa negatiivisesti. Silikoilla on sekä rakenteellisia että toiminnallisia ongelmia, jotka aiheuttavat signaloinnin poikkeavuuksia solujen sisällä. Meckel-Gruberin oireyhtymä on autosomaalinen resessiivinen tila. Tämä tarkoittaa, että sikiön perimän geenin molemmissa kopioissa on mutaatioita.

Johann Friedrich Meckel julkaisi joitain ensimmäisiä raportteja tästä taudista 1820-luvulla. Sitten G.B. Gruber julkaisi raportit taudista 1930-luvulla. Niiden nimien yhdistelmää käytetään nyt kuvaamaan häiriötä.

Centriolit ovat tärkeitä organelleja solujen sisällä. Ne ovat osa solujen jakautumista, silmukoita ja flagellaa. Kuitenkin ongelmien ilmetessä ne voivat johtaa useisiin sairauksiin. Esimerkiksi kun geenin mutaatio aiheuttaa proteiineihin toimintahäiriöitä, jotka vaikuttavat silmiin, se voi johtaa vakaviin, kuolemaan johtaviin geneettisiin häiriöihin. Tutkijat jatkavat centriolien tutkimista saadakseen lisätietoja niiden toiminnasta ja rakenteesta.