צנטרוזום: הגדרה, מבנה ותפקוד (עם תרשים)

ה צנטרוזום ("גוף אמצעי") הוא מבנה המצוי בתאים של רוב הצמחים ובעלי החיים. מאברון זה מבני החלבון המכונים צינורות מיקרו ליצור ולהאריך.

מיקרו-צינורות אלה יוצאים ממרכז הארגון למיקרו-צינורות (MTOC), והם חלק בלתי נפרד ממספר פונקציות ותהליכים של תאים אוקריוטיים לאורך חיי התא. הם אולי ידועים בעיקר בתפקידם החשוב בתהליך חלוקת התאים, הכולל מיטוזה (חלוקת החומר הגרעיני של התא לגרעיני הבת) ואחריו בסדר קצר ציטוקינזיס (חלוקה של תא שלם לתאי בת).

תהליך חלוקה זה מתווך על ידי צנטריולות של צנטרוזומים.

צנטרוזומים הם מבנים המכילים את הצנטריולות, שמולידות את צינורות המיקרו שמתפקדים כציר המיטוטי. זה הרבה מה לחזות, אז מבט על כל אחד מהם במונחים נותן מושג ברור יותר על ההקמה הפיזית של מרכזים.

בְּמַהֲלָך שלב, שהיא התקופה בה תא אינו מתחלק באופן פעיל, כל תא מכיל צנטרוזום אחד הכולל זוג צנטריולות. כל אחד מהמרכזיות הללו מורכב מתשע שלשות מיקרו-צינורות במערך גלילי; במילים אחרות, מרכזי יחיד כולל סך של 27 צינורות מיקרו רץ מקצה לקצה. שני המרכזים מכוונים בזווית ישרה זה לזה. השלישיות עצמן דומות לצינורות מקבילים זעירים שנמצאים בקו.
קרא עוד על מה שקורה בינעירוני.

• אם היית מסתכל על חתך של מרכזי, היית רואה א היווצרות מעגלית המורכב מ תשע קבוצות ...
• ... ולכל אחת מהקבוצות הללו יש קו של שלושה מעגלים קטנים יותר, עם קווים אלה של עיגולים קטנים יותר בזווית לכיוון אמצע התצורה המעגלית.

גם במהלך שלב, כל המרכיבים הבסיסיים של התא משוכפלים, כולל הצנטרוזום וצמד המרכזיות שלו. בתחילה, שני הצנטרוזומים, או זוגות הצנטריוזלים, נותרים בסמיכות פיזית קרובה. לאחר המיטוזה לגמרי בעיצומה, שני המרכזים נודד לקצוות מנוגדים של התא שמתכונן להתפצל לשני תאי בת.

• בין המרכזיות למטריצה ​​הסלולרית בה הם נוצרים ונמצאים, למעל 100 חלבונים נפרדים יש תפקיד במבנה הצנטרוזום. מטריצה ​​זו ידועה בשם חומר pericentriolar, או PCM.

צנטרוזום לעומת צנטרומר: אין לבלבל בין "צנטרוזום" או "צנטריולה" עם ה- צנטרומר, שהוא הצומת הפיזי בין הכרומטידות האחיות של כרומוזום שמתכונן לחלוקה כחלק ממיטוזה.)

למיקרו-צינורות, כאמור, יש מספר פונקציות שונות בתאים, אך מטרתן העיקרית בחלוקת התאים היא ל משמשים כסיבי הציר המסייעים בבקרה ובביצוע הפרדת רכיבי הסלולר במהלך החלוקה תהליך.

בנוסף לקחת חלק ב מיטוזה, למרכז הציבורי תפקיד מבני חיוני בתא על ידי יצירת ה- צינורות מיקרו המהווים את שלד ציטו, וזה מה שנותן לתאים את צורתם ושלמותם.

למרות שזה אולי מפתה לדמיין תאים ככדורים שבירים וג'לטיניים שהם מעט יותר מכלים עגולים, כל תא הוא דינמי ביותר, כולל הקרום שלו, השולט בקפידה אילו חומרים עשויים לעבור או לא לחדור לתא.

• אם ה צינורות מיקרו המשתתפים בחלוקת תאים על ידי יצירת הציר הם כמו מנופים השולטים לאן הולכים חלקי התא ואז החלקים המרכיבים את הסטטי שלד ציטו כמו פיגומים.

קרא עוד על הפונקציה העיקרית של תאי מיקרו-צינורות.

מטרתם דומה לזו של השלד של גופכם, המעניק לשארכם את הצורה הפיזית הכללית שלכם ומתפקד כמתלה מסוג אחר המחזיק את המרכיבים הפיזיים החשובים האחרים שלך - האיברים, השרירים שלך רקמות.

סידור והרכב השלד: המיקרו-צינורות היוצרים את השלד הציטו מושחלים על פני הציטופלזמה של פנים התא ויוצרים סדרת סוגרים בין גבול התא לגרעין קרוב למרכז. צינורות אלה בתורן מורכבות מיחידות מונומריות העשויות מחלבון הנקרא טובולין.

טובולין זה, כמו חלבונים רבים בטבע, מגיע במגוון תת-סוגים; הנפוצים ביותר במיקרו-צינורות הם:

• אלפא-טובולין
• בטא-טובולין

רק בנוכחות צנטרוזום, מונומרים אלה יוצרים את עצמם באופן ספונטני למיקרו-צינורות, במידה רבה באותה צורה, אולי, שכן ביצים, סוכר ושוקולד יוצרים את עצמם רק לעוגיות בנוכחות צוות אדם מִטְבָּח.

בנוסף, חלבונים נקראים דיינינים ו קינסינים לקחת חלק במיטוזה; אלה עוזרים לכוון את קצות המיקרו-צינורות למיקומם הנכון לאורך הכרומוזומים שמתחלקים בקרוב, או בקו אחד לאורך לוח המטאפאזה.

החשיבות של Centrosomes: טרם ידוע כיצד מתרחשת בדיוק שכפול של צנטרוזומים במהלך שלב. כמו כן, ראוי לציין שבעוד צנטרוזומים ומרכזיות מופיעים ברוב תאי הצמח, מיטוזה יכולה להופיע בצמחים בהעדר מבנים אלה. למעשה, בחלק מהתאים של בעלי חיים, מיטוזה יכולה לתפקד גם כאשר המרכזים נהרסו בכוונה, אך בדרך כלל זה מביא למספר גבוה במיוחד של שגיאות שכפול.

לכן מאמינים כי centrosomes לעזור להקנות מידה של שליטה לאורך כל התהליך, וביוכימאים שואפים להבהיר את המנגנונים של זה מכיוון שאלו חשובים ככל הנראה בראשית ההתקדמות של סרטן והפרעות אחרות המותנות בשכפול וחלוקת תאים.

•••דנה חן | מדע

חלוקת תאים היא מרכיב מכריע בביולוגיה של התא. Centrosomes ממלאים תפקיד מרכזי בתהליך זה.

זכור ששני המרכזים של צנטרוזום יחיד מכוונים בזווית ישרה זה לזה, כלומר, המיקרו-צינורות במרכזים אלה יהיו ערוכים באחד משניים בניצב זה לזה הוראות. זכור גם ששני הצנטרוזומים בתא שעדיין לא ממש מתחלק שוכבים בקצוות מנוגדים של התא הבין-שלבי.

המשמעות של הגיאומטריה הזו היא שכאשר סיבי הציר של המיטוזה מתחילים להיווצר, הם להאריך מכל צד (או "מוט”) של התא לכיוון מרכזו, שם חלוקת התא ניכרת בסופו של דבר ביותר, ו הם גם מאריכים או "מאווררים" כלפי חוץ במגוון כיוונים מכל צנטרוזום עצמו.

נסה להחזיק את האגרופים הסגורים שלך מעט זה מזה, ואז לפתוח אותם לאט תוך מתיחת האצבעות שזה עתה נראו זה לזה; זה מציע תמונה כללית של מה שמתחולל במרכזים עם התקדמות המיטוזה.

המיטוזה עצמה כוללת ארבעה שלבים (לפעמים מופיעים כחמישה). לפי הסדר, אלה הם:

1. נבואה
2. מטאפאזה
3. אנאפאזה
4. טלופאז

מקורות מסוימים כוללים גם פרמטאפאזה בין פרופאז למטאפאזה. כאשר המיטוזה יוצאת לדרך, המיקרו-צינורות הגדלים מציר המיטוטי המתהווה בכל מוט לכיוון מרכז התא, שם הכרומוזומים המשוכפלים המסודרים בזוגות מסודרים לאורך מה שנקרא צלחת מטאפאזית (קו בלתי נראה שלאורכו מתרחש מחשוף הגרעין).

קצוות נעים אלה של סיבי הציר מתפתלים באחד משלושה מקומות: על קינטוכור של כל זוג כרומוזומים, שהוא המבנה שבו הכרומוזומים נפרדים בפועל; על זרועות הכרומוזומים; ובציטופלזמה עצמה היטב בצד השני של התא, קרוב יותר לצנטרוזום הנגדי מאשר לנקודת המוצא של הסיבים הללו.

סיבי ציר במבצע: טווח נקודות העיגון של קצות סיבי הציר מעיד על האלגנטיות והמורכבות של התהליך המיטוטי. זהו סוג של "משיכת-מלחמה", אך זה חייב להיות מתואם היטב, כך שהחלוקה "תעבור" באמצע המדויק של כל זוג כרומוזומים כדי להבטיח כי כל תא בת מקבל בדיוק כרומוזום אחד מכל זוג.

לכן סיבי הציר עושים "דחיפה" כמו גם הרבה "משיכה" כדי לוודא שחלוקת התאים לא רק כוחנית אלא מדויקת. המיקרו-צינורות לוקחים חלק בחלוקת הגרעין בלבד, אך גם משתתפים בחלוקת התא כולו (כלומר, ציטוקינזיס) וסגירה מחדש של כל תא בת חדש בקרום התא שלו.

אחת הדרכים אולי לדמיין את כל זה: לתאים אין שרירים, אך המיקרו-צינורות קרובים כמעט ככל שמתקרבים רכיבי התאים.

כאמור, הצנטרוזומים של התאים משכפלים במהלך האינטרפאזה, החלק הארוך יחסית של מחזור התא בין חלוקות מיטוטיות. שכפול הריכוזים בצנטרוזומים אינו מלא שמרני, כלומר שתי צנטריולות הבת שנוצרו אינן זהות לחלוטין, כפי שקורה בתהליך שמרני. במקום זאת, שכפול מרכזיות הוא חצי שמרני.

בעוד שהמנגנון המדויק של שכפול צנטרוזום במהלך שלב S (שלב סינתזה) על רקע הבנה בין תאים להבנה מלאה, מדענים הבינו שכאשר מרכזי מחולק, אחד המרכזים שהתקבלו שומר על מאפייני ה"אם " ויכול לייצר מיקרו-צינורות תפעוליים.

למרכז זה יש מאפיינים "דמויי תאי גזע", ואילו האחר, "הבת", מתמיין לחלוטין. בכל תא מפריד יש זוג מרכזי אם ובת בכל מוט, כך כל תא בת חדש, כפי שניתן היה לצפות, מכיל צנטרולית אם אחת ורכזת בת אחת בכל זוג. במהלך השלב הבא שעוקב בקרוב, מרכז זה יחולק וייצור שוב שני זוגות צנטריול אם אם.

מרכזים במבנים מובחנים: ההבדלים הדקים בתפקוד בין המרכזים הזוויתיים בכל זוג מתבטאים כאשר, למשל לדוגמא, מרכז האם האם מתחבר לחלק הפנימי של קרום הפלזמה של התא ויוצר מבנה נקרא א גוף בסיסי. גוף זה הוא בדרך כלל חלק מתוספת של צליום, או דמוי שיער רב-צינוריות, שאינו ניע; כלומר, זה לא זז.

כמה סיליה (צורת הרבים של "cilium") flagella (יחידת "דגל") שאכן זזה, ולעתים קרובות מניעה תאים שלמים ואילו במקרים אחרים משמשים כמטאטאים מיניאטוריים מסוג זה שמנקים פסולת מאזור הדגל.

בעוד שלביולוגים יש הרבה מה ללמוד על הדינמיקה המדויקת של צנטרוזומים, הסרטן מספק חלון למה שמשתבש עם צנטרוזומים במקרים של חלוקת תאים חריגה. החוקרים הבחינו, למשל, בכך תאים סרטניים מכילים לעתים קרובות מספר חריג של צנטרוזומים במקום אחת או שתיים צפויות, ותרופות מסוימות נגד סרטן (למשל, טקסול וינקריסטין) מפעילות את השפעותיהן על ידי הפרעה להרכבת המיקרובולה.

דגל הוא מגוון של צינוריות המאפשרות תנועה, כמו במקרה של תא זרע. מקור הדגל מקורו בגוף בסיסי יחיד על המשטח הפנימי של קרום הפלזמה. לפיכך, תא זרע מכיל זוג מרכזי יחיד.

מכיוון שגורלו הסופי של תא זרע הוא להתמזג עם תא ביצהותא ביצה חסר גוף בסיסי, הזרע הוא זה שמבטיח שזיגוטה שזה עתה נוצרה (תוצר של הצטרפות לזרע ביצה והצעד הראשון בדור אורגניזם חדש בהתרבות) יוכלו להתחלק, מאז המרכז כולל הוראות ורכיבים הדרושים לתהליך החלוקה.

בחלק מהאורגניזמים יש ציציות בתאים מסוימים. זה כולל חלק מהתאים בדרכי הנשימה שלך. ה אפיתל (תאי שטח; העור שלך הוא סוג של אפיתל) שמרפד את הריאות שלך ויוצר מספר גופי בסיס מחוברים, וזה בעצם סיליום. הרחבות הצינוריות של תאים מסולסלים אלה מתפקדות לנוע לאורך ריר וחלקיקים ולכן מגנות על פנים הריאות.