Centriolo: definizione, funzione e struttura

Se sei sopravvissuto alla lezione di biologia, potresti ricordare di aver guardato foto sgranate di strutture cellulari, come i centrioli. Come suggerisce il nome, un centriolo è solitamente vicino al centro di una cellula. Il centriolo è un organello e svolge un ruolo importante nella divisione cellulare. Di solito, i centrioli sono in coppia e si trovano vicino al nucleo.

Il centrosoma contiene i centrioli nella cellula. Conosciuto anche come centro organizzatore dei microtubuli, il centrosoma è un organello. Ha un paio di centrioli. Un centriolo di solito ha nove fasci di microtubuli, che sono tubi cavi che danno la loro forma agli organelli, disposti ad anello. Tuttavia, alcune specie hanno meno di nove fasci. I microtubuli corrono paralleli tra loro. Un fascio ha una serie di tre microtubuli, che sono costituiti da una proteina chiamata tubulina.

Situato vicino al centro della cellula o del nucleo, i due centrioli sono solitamente uno accanto all'altro. Tuttavia, tendono ad essere orientati ad angolo retto l'uno rispetto all'altro. A volte potresti vederli etichettati come centrioli madre e figlia. In generale, un centriolo sembra un piccolo cilindro cavo. Sfortunatamente, non puoi vederlo finché la cellula non è pronta per iniziare la divisione.

Oltre ai centrioli, il centrosoma contiene materiale pericentriolare (PCM). Questa è una massa di proteine, che circonda i due centrioli. I ricercatori ritengono che i centrioli siano in grado di organizzare le proteine.

La funzione principale di un centriolo è quella di aiutare i cromosomi a muoversi all'interno della cellula. La posizione dei centrioli dipende dal fatto che la cellula stia attraversando o meno la divisione. Puoi trovare centrioli attivi durante la mitosi e la meiosi. La mitosi è la divisione cellulare che porta a due cellule figlie con lo stesso numero di cromosomi della cellula madre originale. D'altra parte, la meiosi è la divisione cellulare che porta a cellule figlie con la metà del numero di cromosomi della cellula madre originale.

Quando una cellula è pronta a dividersi, i centrioli si spostano alle estremità opposte. Durante la divisione cellulare, i centrioli possono controllare la formazione delle fibre del fuso. Questo è quando si forma un fuso mitotico o un apparato del fuso. Sembra che dai centrioli escano dei gruppi di fili. Il fuso è in grado di separare i cromosomi e separarli.

I centrioli sono attivi in ​​specifiche fasi della divisione cellulare. Durante la profase della mitosi, il centrosoma si separa, quindi una coppia di centrioli può viaggiare ai lati opposti della cellula. A questo punto, i centrioli e il materiale pericentriolare sono indicati come aster. I centrioli formano microtubuli, che sembrano fili e sono chiamati fibre del fuso.

I microtubuli iniziano a crescere verso l'estremità opposta della cellula. Quindi, alcuni di questi microtubuli si attaccano ai centromeri dei cromosomi. Una parte dei microtubuli aiuterà a separare i cromosomi, mentre gli altri aiuteranno la cellula a dividersi in due. Alla fine, i cromosomi si allineano nel mezzo della cellula. Questo è chiamato metafase.

Successivamente, durante l'anafase, i cromatidi fratelli iniziano a separarsi e le metà si muovono lungo i fili dei microtubuli. Durante la telofase, i cromatidi si spostano alle estremità opposte della cellula. In questo momento, le fibre del fuso dei centrioli iniziano a scomparire poiché non sono necessarie.

Centrioli e centromeri non sono la stessa cosa. Un centromero è una regione su un cromosoma che consente l'attacco dai microtubuli dal centriolo. Quando guardi l'immagine di un cromosoma, il centromero appare come l'area ristretta nel mezzo. In questa regione, puoi trovare cromatina specializzata. I centromeri svolgono un ruolo essenziale nella separazione dei cromatidi durante la divisione cellulare. È importante notare che sebbene la maggior parte dei libri di testo di biologia mostri il centromero al centro del cromosoma, la posizione può variare. Alcuni centromeri sono nel mezzo, mentre altri sono più vicini alle estremità.

Puoi anche vedere centrioli alle estremità basali di flagelli e ciglia, che sono proiezioni che escono da una cellula. Questo è il motivo per cui a volte vengono chiamati corpi basali. I microtubuli nei centrioli costituiscono il flagello o il ciglio. Ciglia e flagelli sono progettati per aiutare la cellula a muoversi o per aiutarla a controllare le sostanze intorno ad essa.

Quando i centrioli si spostano alla periferia di una cellula, possono organizzare e formare le ciglia e i flagelli. Le cilia tendono ad essere composte da molte piccole proiezioni. Possono sembrare piccoli peli che coprono una cellula. Alcuni esempi di ciglia sono le proiezioni sulla superficie del tessuto della trachea di un mammifero. D'altra parte, i flagelli sono diversi e hanno solo una lunga proiezione. Sembra spesso una coda. Un esempio di cellula con flagello è uno spermatozoo di mammifero.

La maggior parte delle ciglia e dei flagelli eucarioti ha strutture interne simili costituite da microtubuli. Sono chiamati microtubuli doppietti e sono disposti in modo nove più due. Nove microtubuli doppietti, costituiti da due pezzi, circondano due microtubuli interni.

Solo le cellule animali hanno centrioli, quindi batteri, funghi e alghe non li hanno. Alcune piante inferiori hanno centrioli, ma le piante superiori no. Generalmente, le piante inferiori includono muschi, licheni ed epatiche perché non hanno un sistema vascolare. D'altra parte, le piante superiori hanno questo sistema e comprendono arbusti, alberi e fiori.

Quando si verificano mutazioni nei geni responsabili delle proteine ​​presenti nei centrioli, possono verificarsi problemi e malattie genetiche. Gli scienziati pensano che i centrioli possano effettivamente trasportare informazioni biologiche. È importante notare che in un uovo fecondato i centrioli provengono solo dallo sperma del maschio perché l'uovo di una femmina non li contiene. I ricercatori hanno scoperto che i centrioli originali dello sperma sono in grado di sopravvivere a più divisioni cellulari nell'embrione.

Sebbene i centrioli non portino informazioni genetiche, la loro persistenza in un embrione in via di sviluppo significa che possono fornire altri tipi di informazioni. Il motivo per cui gli scienziati sono interessati a questo argomento è il potenziale che ha per la comprensione e il trattamento delle malattie associate ai centrioli. Ad esempio, i centrioli che hanno problemi nello sperma di un maschio possono essere trasmessi all'embrione.

I ricercatori hanno scoperto che le cellule tumorali hanno spesso più centrioli del necessario. Non solo hanno centrioli extra, ma ne hanno anche di più lunghi del normale. Tuttavia, quando gli scienziati hanno rimosso i centrioli dalle cellule tumorali in uno studio, hanno scoperto che le cellule potevano continuare a dividersi a un ritmo più lento. Hanno appreso che le cellule tumorali hanno una mutazione in p53, che è un gene che codifica per una proteina responsabile del controllo del ciclo cellulare, quindi possono ancora dividersi. Gli scienziati ritengono che questa scoperta contribuirà a migliorare i trattamenti contro il cancro.

La sindrome oro-facciale-digitale (OFD) è una malattia genetica abbreviata anche in OFDS. Questa malattia congenita si verifica a causa di problemi con le ciglia che portano a problemi di segnalazione. I ricercatori hanno scoperto che le mutazioni in due geni, OFD1 e C2CD3, possono portare a problemi con le proteine ​​nei centrioli. Entrambi questi geni sono responsabili della regolazione dei centrioli, ma le mutazioni impediscono alle proteine ​​di funzionare normalmente. Questo porta a ciglia difettose.

La sindrome oro-facciale-digitale causa anomalie dello sviluppo nell'uomo. Colpisce la testa, la bocca, la mascella, i denti e altre parti del corpo. In generale, le persone con questa condizione hanno problemi con la cavità orale, il viso e le cifre. OFDS può anche portare a disabilità intellettive. Esistono diversi tipi di sindrome orale-facciale-digitale, ma alcune sono difficili da distinguere l'una dall'altra.

Alcuni dei sintomi di OFDS includono palatoschisi, labbro leporino, mascella piccola, perdita di capelli, tumori della lingua, piccoli o occhi spalancati, dita extra, convulsioni, problemi di crescita, malattie cardiache e renali, torace e pelle infossati lesioni. È anche comune per le persone con OFDS avere denti in più o mancanti. Si stima che uno su 50.000-250.000 nascite porti alla sindrome orale-facciale-digitale. La sindrome OFD di tipo I è la più comune di tutti i tipi.

Un test genetico può confermare la sindrome oro-facciale-digitale perché può mostrare le mutazioni genetiche che la causano. Sfortunatamente, funziona solo per diagnosticare la sindrome OFD di tipo I e non gli altri tipi. Gli altri vengono solitamente diagnosticati in base ai sintomi. Non esiste una cura per l'OFDS, ma la chirurgia plastica o ricostruttiva può aiutare a correggere alcune delle anomalie facciali.

La sindrome oro-facciale-digitale è una malattia genetica legata all'X. Ciò significa che si verifica una mutazione sul cromosoma X, che viene ereditato. Quando una femmina ha una mutazione su almeno un cromosoma X su due, avrà la malattia. Tuttavia, poiché i maschi hanno solo un cromosoma X, se ottengono una mutazione, tende ad essere letale. Ciò si traduce in più femmine rispetto ai maschi che hanno OFDS.

La sindrome di Meckel-Gruber, chiamata anche sindrome di Meckel o sindrome di Gruber, è una malattia genetica. È anche causato da difetti nelle ciglia. La sindrome di Meckel-Gruber colpisce diversi organi del corpo, inclusi reni, cervello, dita e fegato. I sintomi più comuni sono una sporgenza su una parte del cervello, cisti renali e dita extra.

Alcune persone con questa malattia genetica hanno anomalie del viso e della testa. Altri hanno problemi al cervello e al midollo spinale. In generale, molti feti affetti dalla sindrome di Meckel-Gruber muoiono prima della nascita. Chi nasce tende a vivere per poco tempo. Di solito muoiono per insufficienza respiratoria o renale.

Si stima che uno su 3.250-140.000 bambini abbia questo disturbo genetico. Tuttavia, è più comune in alcune parti del mondo e in alcuni paesi. Ad esempio, si verifica in una persona su 9.000 con origini finlandesi, una su 3.000 persone con origini belghe e una su 1.300 persone con origini indiane gujarati.

La maggior parte dei feti viene diagnosticata durante la gravidanza, quando viene eseguita un'ecografia. Può mostrare l'anomalia del cervello che sembra una sporgenza. Le donne incinte possono anche ottenere il prelievo dei villi coriali o l'amniocentesi per verificare la presenza del disturbo. Un test genetico può anche confermare la diagnosi. Non esiste una cura per la sindrome di Meckel-Gruber.

Le mutazioni in più geni possono portare alla sindrome di Meckel-Gruber. Questo crea proteine ​​che non possono funzionare correttamente e le ciglia sono influenzate negativamente. Le ciglia hanno problemi sia strutturali che funzionali, che causano anomalie di segnalazione all'interno delle cellule. La sindrome di Meckel-Gruber è una condizione autosomica recessiva. Ciò significa che ci sono mutazioni su entrambe le copie di un gene ereditato dal feto.

Johann Friedrich Meckel pubblicò alcuni dei primi rapporti su questa malattia negli anni 1820. Allora, G.B. Gruber pubblicò i suoi rapporti sulla malattia negli anni '30. La combinazione dei loro nomi è ora usata per descrivere il disturbo.

I centrioli sono organelli importanti all'interno delle cellule. Fanno parte della divisione cellulare, ciglia e flagelli. Tuttavia, quando si verificano problemi, possono portare a diverse malattie. Ad esempio, quando una mutazione in un gene provoca malfunzionamenti proteici che colpiscono le ciglia, può portare a gravi malattie genetiche che sono fatali. I ricercatori continuano a studiare i centrioli per saperne di più sulla loro funzione e struttura.