ცენტრიოლი: განმარტება, ფუნქცია და სტრუქტურა

თუ ბიოლოგიის კლასს გადაურჩა, შეიძლება გაიხსენოთ უჯრედის სტრუქტურების მარცვლოვანი ფოტოების ნახვა, მაგალითად, ცენტრიოლები. როგორც მისი სახელიდან ჩანს, ცენტრიოლი ჩვეულებრივ უჯრედის ცენტრთან მდებარეობს. ცენტრიოლი ორგანელაა და ის მნიშვნელოვან როლს ასრულებს უჯრედების დაყოფაში. ჩვეულებრივ, ცენტრიოლები წყვილია და ბირთვთან ახლოს მდებარეობს.

ცენტროსომა შეიცავს უჯრედში არსებულ ცენტრიოლებს. ასევე ცნობილია როგორც მიკროტუბულების ორგანიზატორული ცენტრი, ცენტროზომა წარმოადგენს ორგანოს. მას აქვს წყვილი ცენტრიოლი. ჩვეულებრივ, ცენტრიოლს აქვს მიკროტუბულების ცხრა შეკვრა, რომლებიც ღრუ მილებია, რომლებიც ორგანელებს აძლევს ფორმას, განლაგებული ბეჭდით. ამასთან, ზოგიერთ სახეობას ცხრა ნაკლებად აქვს შეკვრა. მიკროტუბულები ერთმანეთის პარალელურად მოძრაობენ. ერთ შეკვრას აქვს სამი მიკროტუბულის ნაკრები, რომლებიც მზადდება პროტეინისგან, რომელსაც ტუბულინი ეწოდება.

უჯრედის ან ბირთვის ცენტრთან ახლოს მდებარეობს და ორი ცენტრიოლი ჩვეულებრივ ერთმანეთის გვერდითაა. ამასთან, ისინი ორიენტირებულნი არიან ერთმანეთის სწორი კუთხით. ზოგჯერ შეიძლება იხილოთ, რომ მათ შეაფასეს, როგორც დედა და ქალიშვილი ცენტრიოლი. ზოგადად, ცენტრიოლი პატარა, ღრუ ცილინდრს ჰგავს. სამწუხაროდ, თქვენ მას ვერ ნახავთ, სანამ უჯრედი მზად არ იქნება დაყოფისთვის.

ცენტრიოლების გარდა, ცენტროზომა შეიცავს პერიცენტრიოლარულ მასალას (PCM). ეს არის ცილების მასა, რომელიც გარს აკრავს ორ ცენტრიოლს. მკვლევარებს მიაჩნიათ, რომ ცენტრიოლებს შეუძლიათ პროტეინების ორგანიზება.

ცენტრიოლის ძირითადი ფუნქციაა ქრომოსომების უჯრედის შიგნით გადაადგილებაში დახმარება. ცენტრიოლების ადგილმდებარეობა დამოკიდებულია იმაზე, გადის თუ არა უჯრედი დაყოფას. შეგიძლიათ იხილოთ ცენტრიოლები, რომლებიც აქტიურია მიტოზისა და მეიოზის დროს. მიტოზი არის უჯრედის დაყოფა, რომელიც იწვევს ორ ქალიშვილ უჯრედს იგივე რაოდენობის ქრომოსომით, როგორც თავდაპირველი მშობელი უჯრედი. მეორეს მხრივ, მეიოზი არის უჯრედის დაყოფა, რომელიც იწვევს ქალიშვილ უჯრედებს ქრომოსომების ნახევარი რაოდენობით, როგორც თავდაპირველი მშობელი უჯრედი.

როდესაც უჯრედი მზად არის გაყოფისთვის, ცენტრიოლები გადადიან საპირისპირო ბოლოებზე. უჯრედების დაყოფის დროს, ცენტრიოლებს შეუძლიათ გააკონტროლონ spindle ბოჭკოვანი წარმონაქმნი. ეს მაშინ, როდესაც მიტოზური spindle ან spindle აპარატი წარმოიქმნება. ის ჰგავს ძაფის ჯგუფებს, რომლებიც ცენტრიდანოლებიდან გამოდიან. Spindle- ს შეუძლია ქრომოსომების გამოყოფა და მათი გამოყოფა.

ცენტრიოლები აქტიურია უჯრედების დაყოფის სპეციფიკურ ფაზებში. მიტოზის პროფაზის დროს, ცენტროზომის გამოყოფა ხდება, ამიტომ წყვილი ცენტრიოლს შეუძლია უჯრედის მოპირდაპირე მხარეებში გადაადგილება. ამ ეტაპზე, ცენტრიოლები და პერიცენტრიოლარული მასალა მოიხსენიება როგორც ასტერი. ცენტრიოლები ქმნიან მიკროტუბულებს, რომლებიც ძაფებს ჰგავს და უწოდებენ spindle ბოჭკოებს.

მიკროტუბულები იწყებენ უჯრედის საპირისპირო დასასრულისკენ. შემდეგ, ამ მიკროტუბულებიდან ზოგი ქრომოსომის ცენტრომერებს ემატება. მიკროტუბულების ნაწილი ხელს შეუწყობს ქრომოსომების გამოყოფას, დანარჩენები კი უჯრედს ორად გაყოფაში დაეხმარება. საბოლოოდ, ქრომოსომები უჯრედის შუა ნაწილში დგება. ამას მეტაფაზას უწოდებენ.

შემდეგ, ანაფაზის დროს, დის ქრომატიდები იწყებენ განცალკევებას და ნახევრები მოძრაობენ მიკროტუბულის ძაფების გასწვრივ. ტელოფაზის დროს, ქრომატიდები გადადიან უჯრედის საპირისპირო ბოლოებში. ამ დროს, იწყება ცენტრიოლების spindle ბოჭკოების გაქრობა, ვინაიდან ისინი არ არის საჭირო.

Centrioles და centromeres არ არის იგივე. ცენტრომერი არის რეგიონი ქრომოსომაზე, რომელიც საშუალებას იძლევა მიკროტუბულებიდან მიერთდეს ცენტრიოლიდან. ქრომოსომის სურათს რომ უყურებთ, ცენტრომეტრი ჩანს შუა ნაწილში შეკუმშული ადგილის სახით. ამ რეგიონში შეგიძლიათ იპოვოთ სპეციალიზებული ქრომატინი. ცენტრომერები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ უჯრედების დაყოფის დროს ქრომატიდების გამოყოფაში. მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ მიუხედავად იმისა, რომ ბიოლოგიის სახელმძღვანელოების უმეტესობაში ნაჩვენებია ცენტრომერი ქრომოსომის შუა ნაწილში, პოზიცია შეიძლება განსხვავდებოდეს. ზოგიერთი ცენტრომერი შუაზეა, ზოგი კი უფრო ახლოსაა ბოლოებთან.

ასევე შეგიძლიათ იხილოთ ცენტრიოლები flagella- ს და cilia- ს ბაზალურ ბოლოებში, რომლებიც უჯრედიდან გამოსული პროგნოზებია. ამიტომ მათ ზოგჯერ ბაზალურ სხეულებს უწოდებენ. ცენტრიოლებში მიკროტუბულები ქმნიან flagellum ან cilium. Cilia და flagella შექმნილია იმისთვის, რომ დაეხმარონ უჯრედს მოძრაობაში, ან დაეხმარონ მას აკონტროლოს მის გარშემო არსებული ნივთიერებები.

როდესაც ცენტრიოლები უჯრედის პერიფერიაზე გადადიან, მათ შეუძლიათ მოაწესრიგონ და შექმნან cilia და flagella. Cilia, როგორც წესი, შედგება მრავალი მცირე პროგნოზისგან. ისინი შეიძლება გამოიყურებოდეს პატარა თმას, რომელიც ფარავს უჯრედს. Cilia- ს რამდენიმე მაგალითია ძუძუმწოვრის ტრაქეის ქსოვილის ზედაპირზე პროგნოზები. მეორეს მხრივ, flagella განსხვავებულია და მხოლოდ ერთი გრძელი პროექცია აქვს. ხშირად ჰგავს კუდს. უჯრედისით flagellum- ის ერთ-ერთი მაგალითია ძუძუმწოვრების სპერმის უჯრედი.

ეუკარიოტული cilia და flagella– ს უმეტესობას აქვს მსგავსი შინაგანი სტრუქტურა, რომელიც მიკროტუბულებისგან შედგება. მათ ორმაგ მიკროტუბულებს უწოდებენ და განლაგებულია ცხრა პლუს ორი ფორმით. ცხრა ორმაგი მიკროტუბულა, რომელიც შედგება ორი ნაწილისაგან, შემოხაზეთ ორი შიდა მიკროტუბულა.

მხოლოდ ცხოველების უჯრედებს აქვთ ცენტრიოლები, ამიტომ ბაქტერიები, სოკოები და წყალმცენარეები მათ არ აქვთ. ზოგიერთ ქვედა მცენარეს აქვს ცენტრიოლები, ხოლო მაღალ მცენარეებს არა. საერთოდ, ქვედა მცენარეებში შედის ხავსი, ლიქენი და ღვიძლის მცენარე, რადგან მათ სისხლძარღვთა სისტემა არ აქვთ. მეორეს მხრივ, მაღალ მცენარეებს აქვთ ეს სისტემა და მოიცავს ბუჩქებს, ხეებსა და ყვავილებს.

როდესაც მუტაცია ხდება გენებში, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან ცენტროლებში აღმოჩენილ ცილებზე, შეიძლება მოხდეს პრობლემები და გენეტიკური დაავადებები. მეცნიერები ფიქრობენ, რომ ცენტრიოლები შეიძლება რეალურად ატარებენ ბიოლოგიურ ინფორმაციას. მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ განაყოფიერებულ კვერცხუჯრედში ცენტრიოლები მხოლოდ მამაკაცის სპერმიდან მოდის, რადგან ქალის კვერცხუჯრედი არ შეიცავს მათ. მკვლევარებმა დაადგინეს, რომ სპერმის თავდაპირველ ცენტრიოლებს შეუძლიათ ემბრიონის მრავალჯერადი უჯრედის დაყოფა გადარჩეს.

მიუხედავად იმისა, რომ ცენტრიოლები არ ატარებენ გენეტიკურ ინფორმაციას, მათი დაჟინება ემბრიონის განვითარებაში ნიშნავს, რომ მათ შეუძლიათ სხვა სახის ინფორმაციის შემოტანა. მიზეზი, რის გამოც მეცნიერები დაინტერესებულნი არიან ამ თემით, არის პოტენციალი, რომელიც მას აქვს ცენტრიოლებთან ასოცირებული დაავადებების გაგებისა და მკურნალობისთვის. მაგალითად, ცენტრიოლები, რომლებსაც აქვთ მამაკაცის სპერმის პრობლემები, შეიძლება გადავიდნენ ემბრიონზე.

მკვლევარებმა აღმოაჩინეს, რომ კიბოს უჯრედებს ხშირად აქვთ უფრო მეტი ცენტრიოლი, ვიდრე საჭიროა. მათ არა მხოლოდ აქვთ დამატებითი ცენტრიოლები, არამედ მათ აქვთ უფრო გრძელიც, ვიდრე ნორმალურია. ამასთან, როდესაც მეცნიერებმა კვლევის დროს კიბოს უჯრედებს ცენტრიოლები მოაცილეს, მათ აღმოაჩინეს, რომ უჯრედები განაწილებას უფრო ნელი ტემპით შეძლებენ. მათ შეიტყვეს, რომ კიბოს უჯრედებს აქვთ მუტაცია p53, რომელიც არის გენი, რომელიც კოდირებს ცილას, რომელიც პასუხისმგებელია უჯრედების ციკლის კონტროლზე, ამიტომ მათ კვლავ შეუძლიათ გაყოფა. მეცნიერები თვლიან, რომ ეს აღმოჩენა ხელს შეუწყობს კიბოს მკურნალობის გაუმჯობესებას.

პირის ღრუს-სახის-ციფრული (OFD) სინდრომი არის გენეტიკური აშლილობა, რომელსაც ასევე შემოკლებით უწოდებენ OFDS. ეს თანდაყოლილი დაავადება ხდება cilia– ს პრობლემების გამო, რაც იწვევს სიგნალის საკითხს. მკვლევარებმა დაადგინეს, რომ ორ გენში, OFD1 და C2CD3 მუტაციამ შეიძლება გამოიწვიოს ცენტრიოლებში ცილების პრობლემები. ორივე ეს გენი პასუხისმგებელია ცენტრიოლების მოწესრიგებაზე, მაგრამ მუტაციები ხელს უშლის ცილების ნორმალურ მუშაობას. ეს იწვევს დეფექტურ cilia- ს.

პირის ღრუს – სახის – ციფრული სინდრომი იწვევს განვითარების ანომალიებს ადამიანებში. ეს გავლენას ახდენს თავის, პირის ღრუს, ყბის, კბილების და სხეულის სხვა ნაწილებზე. ზოგადად, ამ მდგომარეობის მქონე ადამიანებს აქვთ პრობლემები პირის ღრუს, სახისა და ციფრების მხრივ. OFDS- მა შეიძლება გამოიწვიოს ინტელექტუალური შეზღუდული შესაძლებლობები. არსებობს სხვადასხვა სახის პირის ღრუს – სახის – ციფრული სინდრომი, მაგრამ ზოგიერთის ერთმანეთისგან გარჩევა ძნელია.

ზოგიერთი OFDS სიმპტომია: პლეტის ნაპრალი, ტუჩის ნაპრალი, პატარა ყბა, თმის ცვენა, ენის სიმსივნეები, მცირე ან ფართო თვალები, ზედმეტი ციფრები, კრუნჩხვები, ზრდის პრობლემები, გულის და თირკმელების დაავადება, გულმკერდისა და კანის ჩაძირვა დაზიანებები. ასევე ჩვეულებრივია, რომ OFDS– ის მქონე ადამიანებს აქვთ დამატებითი ან დაკარგული კბილები. დაახლოებით 50,000-დან 250,000 დაბადებამდე ერთი იწვევს პირის ღრუს-სახის-ციფრული სინდრომს. OFD სინდრომის I ტიპი ყველაზე გავრცელებულია ყველა ტიპში.

გენეტიკურ ტესტს შეუძლია დაადასტუროს პირის ღრუს – სახის – ციფრული სინდრომი, რადგან მას შეუძლია აჩვენოს გენური მუტაციები, რომლებიც მას იწვევს. სამწუხაროდ, ის მუშაობს მხოლოდ OFD სინდრომის I ტიპის და არა სხვა ტიპის დიაგნოზირებისთვის. ჩვეულებრივ, დანარჩენებს დიაგნოზირებენ სიმპტომების მიხედვით. OFDS– ს სამკურნალო საშუალება არ არსებობს, მაგრამ პლასტიკურმა ან რეკონსტრუქციულმა ქირურგიამ შეიძლება სახის ზოგიერთი ანომალიის გამოსწორებაში დაგეხმაროთ.

პირის ღრუს – სახის – ციფრული სინდრომი არის X– დაკავშირებული გენეტიკური აშლილობა. ეს ნიშნავს, რომ მუტაცია ხდება X ქრომოსომაში, რომელიც მემკვიდრეობით გადადის. როდესაც ქალს მუტაცია აქვს მინიმუმ ერთ X ქრომოსომაზე ორიდან, მას ექნება დარღვევა. ამასთან, ვინაიდან მამაკაცებს აქვთ მხოლოდ ერთი X ქრომოსომა, თუ მუტაცია მიიღება, ეს მომაკვდინებელი იქნება. ეს იწვევს უფრო მეტ ქალს, ვიდრე მამაკაცს, რომელსაც აქვს OFDS.

მეკელ-გრუბერის სინდრომი, რომელსაც ასევე უწოდებენ მეკელის სინდრომს ან გრუბერის სინდრომს, არის გენეტიკური აშლილობა. ამას ასევე იწვევს წამწამების დეფექტები. მეკელ-გრუბერის სინდრომი მოქმედებს სხეულის სხვადასხვა ორგანოებზე, მათ შორის თირკმელებში, თავის ტვინში, ციფრებში და ღვიძლში. ყველაზე გავრცელებული სიმპტომებია თავის ტვინის ნაწილზე, თირკმლის ცისტებზე და ზედმეტი ციფრების გამონადენი.

ამ გენეტიკური დაავადების მქონე ზოგიერთ ადამიანს აქვს სახისა და თავის ანომალიები. სხვებს აქვთ ტვინისა და ზურგის ტვინის პრობლემები. ზოგადად, მრავალი ნაყოფი, რომლებსაც მეკელ-გრუბერის სინდრომი აქვთ, დაბადებამდე იღუპება. ისინი, ვინც დაიბადებიან, მოკლე დროში ცხოვრობენ. ჩვეულებრივ, ისინი იღუპებიან სუნთქვის ან თირკმლის უკმარისობის გამო.

დაახლოებით 3,250-დან 140,000 ჩვილს აქვს ეს გენეტიკური აშლილობა. ამასთან, იგი უფრო მეტად გვხვდება მსოფლიოს გარკვეულ ნაწილებში და ზოგიერთ ქვეყანაში. მაგალითად, ეს ფინური წარმოშობის 9000 ადამიანიდან ერთს, ბელგიური წარმოშობის 3000-დან ერთს და გუჯარათული ინდური წარმოშობის 1.300 ადამიანში გვხვდება.

ნაყოფის უმეტესობა დიაგნოზირებულია ორსულობის დროს, როდესაც ექოსკოპია ტარდება. მას შეუძლია აჩვენოს ტვინის ანომალია, რომელიც გამონაყარს ჰგავს. ორსულ ქალებს ასევე შეუძლიათ მიიღონ ქორიონული ბუსუსების სინჯის აღება ან ამნიოცენტეზი, რათა შეამოწმონ ეს დაავადება. გენეტიკურ ტესტს ასევე შეუძლია დაადასტუროს დიაგნოზი. მეკელ-გრუბერის სინდრომის სამკურნალო საშუალება არ არის.

მრავალჯერადი გენების მუტაციამ შეიძლება გამოიწვიოს მექელ-გრუბერის სინდრომი. ეს ქმნის ცილებს, რომლებსაც არ შეუძლიათ სწორად ფუნქციონირება, ხოლო წამწამები უარყოფითად მოქმედებს. Cilia– ს აქვს სტრუქტურული და ფუნქციური პრობლემები, რაც იწვევს უჯრედების შიგნით სასიგნალო ანომალიებს. მეკელ-გრუბერის სინდრომი არის აუტოსომური რეცესიული მდგომარეობა. ეს ნიშნავს, რომ გვარის მემკვიდრეობით მიღებული გენების ორივე ასლზე არის მუტაციები.

იოჰან ფრიდრიხ მეკელმა ამ დაავადების შესახებ პირველი ცნობები გამოაქვეყნა 1820-იან წლებში. შემდეგ, გ.ბ. გრუბერმა გამოაქვეყნა თავისი მოხსენებები დაავადების შესახებ გასული საუკუნის 30-იან წლებში. მათი სახელების კომბინაცია ახლა გამოიყენება დარღვევის აღსაწერად.

ცენტრიოლები უჯრედების შიგნით მნიშვნელოვანი ორგანელებია. ისინი უჯრედების დაყოფის, cilia და flagella– ს ნაწილია. ამასთან, პრობლემების წარმოქმნისას, მათ შეიძლება რამდენიმე დაავადება მოჰყვეს. მაგალითად, როდესაც გენის მუტაცია იწვევს ცილის გაუმართაობას, რაც გავლენას ახდენს წამწამებზე, ამან შეიძლება გამოიწვიოს სერიოზული გენეტიკური დარღვევები, რომლებიც ფატალურია. მკვლევარები აგრძელებენ ცენტრიოლების შესწავლას, რომ მეტი შეიტყონ მათი ფუნქციისა და სტრუქტურის შესახებ.