中心小体：定義、機能、構造

生物学の授業を生き延びたなら、中心小体などの細胞構造の粒子の粗い写真を見たことを思い出すかもしれません。 その名前が示すように、中心小体は通常、細胞の中心近くにあります。 中心小体は細胞小器官であり、細胞分裂において重要な役割を果たしています。 通常、中心小体はペアであり、核の近くにあります。

中心体には、細胞内の中心小体が含まれています。 微小管形成中心としても知られる中心体は細胞小器官です。 中心小体のペアがあります。 中心小体は通常、微小管の9つの束を持っています。これは、細胞小器官に形を与える中空の管であり、リング状に配置されています。 ただし、一部の種は9つ未満のバンドルを持っています。 微小管は互いに平行に走っています。 1つのバンドルには、チューブリンと呼ばれるタンパク質から作られた3つの微小管のセットがあります。

細胞または核の中心近くに位置し、2つの中心小体は通常互いに隣接しています。 ただし、それらは互いに直角に配向する傾向があります。 時々あなたはそれらが母と娘の中心小体としてラベル付けされているのを見るかもしれません。 一般に、中心小体は小さな中空の円柱のように見えます。 残念ながら、セルが分割を開始する準備ができるまで、それを見ることができません。

中心体に加えて、中心体には中心小体周囲物質（PCM）が含まれています。 これは、2つの中心小体を取り囲むタンパク質の塊です。 研究者は、中心小体がタンパク質を組織化することができると信じています。

中心小体の主な機能は、染色体が細胞内を移動するのを助けることです。 中心小体の位置は、細胞が分裂しているかどうかによって異なります。 中心小体が有糸分裂と減数分裂の間に活動しているのを見つけることができます。 有糸分裂は、元の親細胞と同じ数の染色体を持つ2つの娘細胞につながる細胞分裂です。 一方、減数分裂は細胞分裂であり、元の親細胞の半分の染色体数を持つ娘細胞につながります。

細胞が分裂する準備ができると、中心小体は反対側に移動します。 細胞分裂中、中心小体は紡錘体繊維の形成を制御することができます。 これは、有糸分裂紡錘体または紡錘体装置が形成されるときです。 それは中心小体から出てくる糸のグループのように見えます。 紡錘体は染色体を引き離し、それらを分離することができます。

中心小体は、細胞分裂の特定の段階で活動しています。 有糸分裂の前期に中心体が分離するため、中心小体のペアが細胞の反対側に移動できます。 この時点で、中心小体と中心小体周辺の物質は星状体と呼ばれます。 中心小体は微小管を作ります。微小管は糸のように見え、紡錘繊維と呼ばれます。

微小管は細胞の反対側の端に向かって成長し始めます。 次に、これらの微小管のいくつかは染色体のセントロメアに付着します。 微小管の一部は染色体を分離するのに役立ち、他の部分は細胞が2つに分裂するのに役立ちます。 最終的に、染色体は細胞の真ん中に並んでいます。 これは中期と呼ばれます。

次に、後期の間に、姉妹染色分体が分離し始め、半分が微小管の糸に沿って移動します。 終期の間、染色分体は細胞の両端に移動します。 このとき、中心小体の紡錘繊維は不要なため消え始めます。

中心小体とセントロメアは同じではありません。 セントロメアは、中心小体からの微小管からの付着を可能にする染色体上の領域です。 染色体の写真を見ると、セントロメアは中央のくびれた領域として現れます。 この地域では、特殊なクロマチンを見つけることができます。 セントロメアは、細胞分裂中の染色分体の分離に重要な役割を果たします。 ほとんどの生物学の教科書は染色体の中央にセントロメアを示していますが、位置は異なる可能性があることに注意することが重要です。 セントロメアの中には中央にあるものもあれば、端に近いものもあります。

また、細胞から出てくる突起であるべん毛と繊毛の基端に中心小体が見られます。 これが、それらが基底小体と呼ばれることがある理由です。 中心小体の微小管はべん毛または繊毛を構成します。 繊毛とべん毛は、細胞の動きを助けるか、細胞が周囲の物質を制御するのを助けるように設計されています。

中心小体が細胞の周辺に移動すると、それらは繊毛とべん毛を組織化して形成することができます。 繊毛は多くの小さな突起で構成される傾向があります。 それらは細胞を覆う小さな毛のように見えるかもしれません。 繊毛のいくつかの例は、哺乳類の気管の組織表面の突起です。 一方、べん毛は異なり、長い突起が1つしかない。 それはしばしば尻尾のように見えます。 べん毛を持つ細胞の一例は、哺乳類の精子細胞です。

ほとんどの真核生物の繊毛とべん毛は、微小管で構成された同様の内部構造を持っています。 それらはダブレット微小管と呼ばれ、9プラス2の方法で配置されます。 2つのピースからなる9つのダブレット微小管が2つの内側の微小管を囲んでいます。

動物細胞だけが中心小体を持っているので、バクテリア、菌類、藻類は中心小体を持っていません。 いくつかの下の植物は中心小体を持っていますが、高い植物は持っていません。 一般的に、下等植物には、血管系がないため、コケ、地衣類、苔類が含まれます。 一方、高等植物にはこのシステムがあり、低木、樹木、花が含まれます。

中心小体に見られるタンパク質の原因となる遺伝子に突然変異が発生すると、問題や遺伝病が発生する可能性があります。 科学者たちは、中心小体が実際に生物学的情報を運ぶ可能性があると考えています。 受精卵では、中心小体は男性の精子にのみ由来することに注意することが重要です。これは、女性の卵には中心小体が含まれていないためです。 研究者は、精子からの元の中心小体が胚の複数の細胞分裂を生き残ることができることを発見しました。

中心小体は遺伝情報を持っていませんが、発生中の胚でのそれらの持続性は、それらが他のタイプの情報を提供できることを意味します。 科学者がこのトピックに興味を持っている理由は、中心小体に関連する病気を理解し、治療するためにそれが持つ可能性です。 たとえば、男性の精子に問題がある中心小体は、胚に受け継がれる可能性があります。

研究者は、癌細胞が必要以上に中心小体を持っていることが多いことを発見しました。 中心小体が余分にあるだけでなく、通常よりも長い中心小体もあります。 しかし、科学者が研究で癌細胞から中心小体を除去したとき、彼らは細胞がより遅い速度で分裂し続けることができることを発見しました。 彼らは、癌細胞が細胞周期の制御に関与するタンパク質をコードする遺伝子であるp53に変異があることを学びました。そのため、癌細胞はまだ分裂することができます。 科学者たちは、この発見が癌治療の改善に役立つと信じています。

口顔指症候群（OFD）症候群は、OFDSとも略される遺伝性疾患です。 この先天性疾患は、シグナル伝達の問題につながる繊毛の問題が原因で発生します。 研究者は、2つの遺伝子、OFD1とC2CD3の突然変異が、中心小体のタンパク質に問題を引き起こす可能性があることを発見しました。 これらの遺伝子は両方とも中心小体の調節に関与していますが、突然変異はタンパク質が正常に機能するのを妨げます。 これは繊毛の欠陥につながります。

口腔顔面デジタル症候群は、人間の発達異常を引き起こします。 頭、口、あご、歯、その他の体の部分に影響を及ぼします。 一般的に、この状態の人は、口腔、顔、指に問題があります。 OFDSは知的障害にもつながる可能性があります。 口腔顔面デジタル症候群にはさまざまな種類がありますが、区別が難しいものもあります。

OFDSの症状には、口蓋裂、口唇裂、小顎、脱毛、舌腫瘍、小または 目が大きくなる、余分な指、発作、成長の問題、心臓と腎臓の病気、胸と皮膚の沈み 病変。 OFDSの人は、余分な歯や欠けている歯を持っていることもよくあります。 50,000から250,000の出生の推定1つは、口腔顔面デジタル症候群を引き起こします。 OFD症候群タイプIは、すべてのタイプの中で最も一般的です。

遺伝子検査は、それを引き起こす遺伝子変異を示すことができるので、口腔顔面デジタル症候群を確認することができます。 残念ながら、それはOFD症候群タイプIの診断にのみ機能し、他のタイプには機能しません。 他のものは通常、症状に基づいて診断されます。 OFDSの治療法はありませんが、整形手術または再建手術が顔の異常の一部を矯正するのに役立つ場合があります。

口腔顔面デジタル症候群はX連鎖遺伝性疾患です。 これは、遺伝するX染色体に突然変異が発生することを意味します。 女性が2つのうち少なくとも1つのX染色体に突然変異を持っているとき、彼女は障害を持っています。 しかし、男性はX染色体が1つしかないため、突然変異を起こすと致命的となる傾向があります。 これにより、OFDSを持つ男性よりも女性の方が多くなります。

メッケル症候群またはグルーバー症候群とも呼ばれるメッケルグルーバー症候群は、遺伝性疾患です。 また、繊毛の欠陥によって引き起こされます。 メッケルグルーバー症候群は、腎臓、脳、指、肝臓など、体内のさまざまな臓器に影響を及ぼします。 最も一般的な症状は、脳の一部に突起があり、腎臓の嚢胞と余分な指があります。

この遺伝病を持つ何人かの人々は顔と頭の異常を持っています。 他の人は脳と脊髄の問題を抱えています。 一般的に、メッケル・グルーバー症候群の胎児の多くは出生前に死亡します。 生まれた人は短命になる傾向があります。 通常、彼らは呼吸器または腎不全で死亡します。

3,250〜140,000人の乳児に1人がこの遺伝性疾患を持っていると推定されています。 ただし、世界の特定の地域や一部の国ではより一般的です。 たとえば、フィンランド系の9,000人に1人、ベルギー系の3,000人に1人、グジャラート系インド系の1,300人に1人に発生します。

ほとんどの胎児は、超音波検査が行われる妊娠中に診断されます。 突起のように見える脳の異常を示すことがあります。 妊娠中の女性は、絨毛膜絨毛サンプリングまたは羊水穿刺を受けて、障害をチェックすることもあります。 遺伝子検査でも診断を確認できます。 メッケル・グルーバー症候群の治療法はありません。

複数の遺伝子の変異は、メッケルグルーバー症候群を引き起こす可能性があります。 これにより、適切に機能できないタンパク質が生成され、繊毛が悪影響を受けます。 繊毛には構造的問題と機能的問題の両方があり、細胞内のシグナル伝達異常を引き起こします。 メッケルグルーバー症候群は常染色体劣性疾患です。 これは、胎児が受け継ぐ遺伝子の両方のコピーに突然変異があることを意味します。

Johann Friedrich Meckelは、1820年代にこの病気の最初の報告のいくつかを発表しました。 次に、G.B。 グルーバーは1930年代にこの病気に関する彼の報告を発表しました。 それらの名前の組み合わせは、現在、障害を説明するために使用されています。

中心小体は細胞内の重要​​な細胞小器官です。 それらは細胞分裂、繊毛、べん毛の一部です。 しかし、問題が発生すると、いくつかの病気につながる可能性があります。 たとえば、遺伝子の突然変異が繊毛に影響を与えるタンパク質の機能不全を引き起こす場合、それは致命的な深刻な遺伝性疾患につながる可能性があります。 研究者は中心小体の機能と構造についてさらに学ぶために中心小体の研究を続けています。