מרכז: הגדרה, פונקציה ומבנה

אם שרדת את שיעור הביולוגיה, אתה יכול להיזכר בהסתכלות בתמונות גרגריות של מבני תאים, כגון מרכזיות. כשמו כן הוא, צנטריול נמצא בדרך כלל ליד מרכז התא. הצנטריולה הוא אברון, והוא ממלא חלק חשוב בחלוקת התאים. בדרך כלל, צנטריולות נמצאות בזוגות וממוקמות בסמוך לגרעין.

הצנטרוזום מכיל את הצנטריולות בתא. הידוע גם כמרכז לארגון צינוריות, הצנטרוזום הוא אברון. יש לו זוג מרכזי. בצנטריול יש בדרך כלל תשעה צרורות של צינורות מיקרו, שהם צינורות חלולים המעניקים לאברונים את צורתם, מסודרים בטבעת. עם זאת, במינים מסוימים יש פחות מתשע חבילות. המיקרו-צינורות פועלים במקביל זה לזה. צרור אחד כולל סט של שלוש מיקרו-צינורות, אשר עשויים מחלבון הנקרא טובולין.

שני מרכזיו נמצאים בדרך כלל ליד מרכז התא או הגרעין. עם זאת, הם נוטים להיות מכוונים בזווית ישרה זה לזה. לפעמים אתה יכול לראות אותם מתויגים כאם ובת מרכזית. באופן כללי, צנטריול נראה כמו גליל חלול קטן. למרבה הצער, אינך יכול לראות זאת עד שהתא מוכן להתחיל בחלוקה.

בנוסף למרכזיות, הצנטרוזום מכיל חומר פריצנטריולרי (PCM). זו מסה של חלבונים, המקיפה את שני המרכזים. חוקרים מאמינים כי צנטריולות מסוגלות לארגן את החלבונים.

התפקיד העיקרי של צנטריולה הוא לעזור לכרומוזומים לנוע בתוך התא. המיקום של המרכזיות תלוי אם התא עובר חלוקה או לא. אתה יכול למצוא מרכזים פעילים במהלך מיטוזה ומיוזה. מיטוזה היא חלוקת תאים המובילה לשני תאי בת עם מספר כרומוזומים זהה לזה של תא ההורה המקורי. מצד שני, מיוזה היא חלוקת תאים המובילה לתאי בת עם מחצית ממספר הכרומוזומים כתא האב המקורי.

כאשר תא מוכן להתחלק, מרכזיות נעות לקצוות ההפוכים. במהלך חלוקת התאים, מרכזיות יכולות לשלוט על היווצרות סיבי הציר. זה כאשר נוצר ציר מיטוטי או מכשיר ציר. זה נראה כמו קבוצות של חוטים שיוצאים מהמרכזיות. הציר מסוגל לפרק את הכרומוזומים ולהפריד ביניהם.

הצנטריולים פעילים בשלבים ספציפיים של חלוקת תאים. במהלך פרוזה של מיטוזה, הצנטרוזום נפרד, כך שצמד מרכזיות יכול לנוע לצדדים מנוגדים של התא. בשלב זה מכונים את הצנטריולים והחומר הפריצנטריולרי כאסטררים. המרכזיות מייצרות מיקרו-צינורות, הנראים כחוטים ונקראים סיבי ציר.

צינורות המיקרו מתחילים לצמוח לקצה הנגדי של התא. ואז, חלק מהמיקרו-צינורות הללו מתחברים לצנטרומרים של הכרומוזומים. חלק מהמיקרו-צינורות יעזור להפריד את הכרומוזומים, ואילו האחרים יעזרו לתא להתפצל לשניים. בסופו של דבר, הכרומוזומים מסתדרים באמצע התא. זה נקרא מטאפאזה.

לאחר מכן, במהלך אנאפאזה, הכרומטידות האחיות מתחילות להיפרד, והחצאים נעים לאורך חוטי המיקרובולה. במהלך הטלופאז, הכרומטידים עוברים לקצוות מנוגדים של התא. בשלב זה, סיבי הציר של המרכזיות מתחילים להיעלם מכיוון שאין בהם צורך.

צנטריולות וצנטרומרים אינם זהים. צנטרומר הוא אזור בכרומוזום המאפשר הצמדות מהמיקרובוביות מהצנטריול. כשאתה מסתכל על תמונה של כרומוזום, הצנטרומר מופיע כאזור המכווץ באמצע. באזור זה ניתן למצוא כרומטין מיוחד. לצנטרומרים חלק מהותי בהפרדת הכרומטידים במהלך חלוקת התאים. חשוב לציין שלמרות שרוב ספרי הלימוד בביולוגיה מראים את הצנטרומר באמצע הכרומוזום, המיקום יכול להשתנות. חלק מהצנטרומרים נמצאים באמצע, בעוד שאחרים קרובים יותר לקצוות.

אתה יכול גם לראות צנטריולות בקצות הבסיס של הפלאלה והסיליה, שהן תחזיות שיוצאות מהתא. זו הסיבה שהם נקראים לפעמים גופי בסיס. המיקרובוביות בצנטריולות מהוות את הדגל או הסיליום. Cilia ו flagella נועדו לעזור לתא לנוע או לעזור לו לשלוט בחומרים סביבו.

כאשר צנטריולות עוברות לפריפריה של תא, הן יכולות לארגן וליצור את הסיליות והפלאלה. Cilia נוטים להיות מורכבים מתחזיות קטנות רבות. הם עשויים להיראות כמו שערות קטנות המכסות תא. כמה דוגמאות לסיליה הן ההשלכות על פני רקמת קנה הנשימה של יונק. מצד שני, flagella הם שונים ויש להם רק הקרנה ארוכה אחת. לעתים קרובות זה נראה כמו זנב. דוגמא אחת לתא עם דגל הוא תא זרע של יונקים.

לרוב הסיליות האיקריוטיות והפלאגלה יש מבנים פנימיים דומים המורכבים ממיקרובוביות. הם נקראים מיקרו-צינורות כפולות ומסודרים בצורה תשע ועוד שתיים. תשעה מיקרו-צינורות כפולות, המורכבים משתי חתיכות, מעגלים שתי מיקרו-צינורות פנימיים.

רק בתאי בעלי חיים יש צנטריולות, ולכן אין להם חיידקים, פטריות ואצות. בחלק מהצמחים התחתונים יש צנטריולות, אך לצמחים גבוהים אין. בדרך כלל, צמחים תחתונים כוללים טחבים, חזזיות וכבד כבד מכיוון שאין להם מערכת כלי דם. מצד שני, לצמחים גבוהים יותר יש מערכת זו וכוללים שיחים, עצים ופרחים.

כאשר מתרחשות מוטציות בגנים האחראיים לחלבונים הנמצאים במרכזים, עלולות להתרחש בעיות ומחלות גנטיות. מדענים חושבים כי מרכזיות עשויות למעשה לשאת מידע ביולוגי. חשוב לציין כי בביצה מופרית הצנטריולים מגיעים רק מזרעו של הזכר מכיוון שביצית של נקבה אינה מכילה אותם. חוקרים גילו כי המרכזיות המקוריות מהזרע מסוגלות לשרוד חלוקות תאים מרובות בעובר.

אף על פי שצנטריולות אינן נושאות מידע גנטי, ההתמדה שלהן בעובר מתפתח פירושה שהם יכולים לתרום סוגים אחרים של מידע. הסיבה שבגללה מדענים מתעניינים בנושא זה היא הפוטנציאל הטמון בו להבנה וטיפול במחלות הקשורות לצינוקים. לדוגמא, מרכזיות שיש להן בעיות בזרע של זכר יכולות להיות מועברות לעובר.

חוקרים גילו כי לעתים קרובות יש לתאי סרטן יותר צנטריולות מהנדרש. לא רק שיש להם מרכזיות נוספות, אלא שיש להם גם ארוכים מהרגיל. עם זאת, כאשר מדענים הוציאו מרכזי תאים סרטניים במחקר, הם גילו שהתאים יכולים להמשיך ולהתחלק בקצב איטי יותר. הם למדו שלתאים סרטניים יש מוטציה ב- p53, שהיא גן שמקודד חלבון האחראי על השליטה במחזור התאים, כך שהם עדיין יכולים להתחלק. מדענים מאמינים שתגלית זו תסייע בשיפור טיפולי סרטן.

תסמונת אוראלית-פנים-דיגיטלית (OFD) היא הפרעה גנטית שגם מקוצרת בתור OFDS. מחלה מולדת זו מתרחשת בגלל בעיות בסיליה המובילות לבעיות איתות. חוקרים מצאו כי מוטציות בשני גנים, OFD1 ו- C2CD3, יכולות להוביל לבעיות בחלבונים במרכזים. שני הגנים הללו אחראים לוויסות צנטריולות, אך מוטציות מונעות מהחלבונים לתפקד כרגיל. זה מוביל לסיליות פגומות.

תסמונת הפה-פנים-דיגיטלית גורמת לחריגות התפתחות אצל בני אדם. זה משפיע על הראש, הפה, הלסת, השיניים ושאר חלקי הגוף. באופן כללי, אנשים הסובלים ממצב זה סובלים מבעיות בחלל הפה, בפנים ובספרות. OFDS יכול גם להוביל למוגבלות שכלית. ישנם סוגים שונים של תסמונת פה-פנים-דיגיטלית, אך חלקם קשה להבדיל זה מזה.

חלק מתסמיני ה- OFDS כוללים חיך שסוע, שפה שסועה, לסת קטנה, נשירת שיער, גידולים בלשון, קטנים או עיניים רחבות, ספרות נוספות, התקפים, בעיות גדילה, מחלות לב וכליות, חזה ושקוע בעור נגעים. זה נפוץ גם אצל אנשים עם OFDS שיש להם שיניים נוספות או חסרות. על פי ההערכות, אחד מכל 50,000 עד 250,000 לידות מביא לתסמונת פה-פנים-דיגיטלית. תסמונת OFD סוג I הוא הנפוץ ביותר מכל הסוגים.

בדיקה גנטית יכולה לאשר תסמונת אוראלית-פנים-דיגיטלית מכיוון שהיא יכולה להראות את המוטציות הגנטיות שגורמות לה. למרבה הצער, זה עובד רק לאבחון תסמונת OFD מסוג I ולא לסוגים האחרים. האחרים מאובחנים בדרך כלל על סמך תסמינים. אין תרופה ל- OFDS, אך ניתוחים פלסטיים או שיחזוריים עשויים לסייע בתיקון חלק מהפרעות בפנים.

תסמונת הפה-פנים-דיגיטלית היא הפרעה גנטית המקושרת ל- X. משמעות הדבר היא כי מוטציה מתרחשת בכרומוזום X, שעובר בתורשה. כאשר לנקבה יש מוטציה על כרומוזום X אחד מתוך שניים לפחות, היא תסבול מההפרעה. עם זאת, מכיוון שלגברים יש כרומוזום X אחד בלבד, אם הם מקבלים מוטציה, הוא נוטה להיות קטלני. כתוצאה מכך יש יותר נקבות מאשר גברים עם OFDS.

תסמונת מקל-גרובר, הנקראת גם תסמונת מקל או תסמונת גרובר, היא הפרעה גנטית. זה נגרם גם על ידי פגמים ב cilia. תסמונת מקל-גרובר משפיעה על איברים שונים בגוף כולל הכליות, המוח, הספרות והכבד. התסמינים השכיחים ביותר הם בליטה בחלק מהמוח, ציסטות בכליות וספרות נוספות.

יש אנשים הסובלים ממחלה גנטית זו עם הפרעות פנים וראש. לאחרים יש בעיות מוח וחוט השדרה. באופן כללי, עוברים רבים הסובלים מתסמונת מקל-גרובר מתים לפני הלידה. מי שנולד נוטה לחיות לזמן קצר. בדרך כלל הם מתים מאי ספיקת נשימה או כליה.

לפי הערכות, אחד מכל 3,250 עד 140,000 תינוקות סובל מהפרעה גנטית זו. עם זאת, זה נפוץ יותר באזורים מסוימים בעולם ובמדינות מסוימות. לדוגמא, זה קורה אצל אחד מכל 9,000 אנשים עם מוצא פיני, אחד מכל 3,000 אנשים עם מוצא בלגי ואחד מכל 1,300 אנשים עם מוצא הודי בגוג'ראטי.

מרבית העוברים מאובחנים במהלך ההריון, כאשר מבצעים אולטרסאונד. זה יכול להראות את חריגות המוח שנראית כמו בליטה. נשים בהריון עשויות גם לקבל דגימת וילות כוריות או בדיקת מי שפיר כדי לבדוק אם קיימת הפרעה. בדיקה גנטית יכולה גם לאשר את האבחנה. אין תרופה לתסמונת מקל-גרובר.

מוטציות במספר גנים יכולות להוביל לתסמונת מקל-גרובר. זה יוצר חלבונים שאינם יכולים לתפקד כראוי, והסיליות מושפעות לרעה. לסיליות יש בעיות מבניות ופונקציונאליות, הגורמות לאי-ספיקת איתות בתוך התאים. תסמונת מקל-גרובר היא מצב אוטוזומלי רצסיבי. המשמעות היא שישנן מוטציות בשני העותקים של הגן שעובר יורש.

יוהן פרידריך מקל פרסם כמה מהדיווחים הראשונים על מחלה זו בשנות ה -20 של המאה העשרים. ואז, G.B. גרובר פרסם את דוחותיו על המחלה בשנות השלושים. שילוב שמותיהם משמש כעת לתיאור ההפרעה.

מרכזים הם אברונים חשובים בתוך התאים. הם חלק מחלוקת התאים, הסיליות והפלאגלה. עם זאת, כאשר מתרחשות בעיות, הן עלולות להוביל למספר מחלות. למשל, כאשר מוטציה בגן גורמת לתקלות בחלבון המשפיעות על הסיליה, היא עלולה להוביל להפרעות גנטיות חמורות שהן קטלניות. חוקרים ממשיכים ללמוד מרכזיות כדי ללמוד עוד על תפקודם ומבנהם.